新型鎳-氧化鋯導電隔熱材料研究

時間：2017-11-20 10:45:01 來源： 點擊量：1152

兩種或兩種以上不同性能的材料按一定方式組合面成的復合材料具有單一材料所不能獲得的綜合特性。復合不僅能使幾種材料的性能互為補充，而且能創造單一材料所沒有的新特性，特別是功能梯度復合材料具有優良的物理，化學和力學性能，可望在航空航天、能源、電子、生物醫學等高科技領域，乃至日常生活領域中都有巨大的應州前景。 功能梯度材料(FGM)就是以計算機輔助材料設計為基礎，采用先進的材料復合技術．使材料的構成要素(組成和結構)沿厚度方向呈連續變化，材料的性質和功能也早梯度變化的一種新型材料。以未來航天飛機用超耐熱材料為例，在承受高溫的一面配置耐高溫的陶瓷，在用液氫冷卻的一面配置導熱性好和機械強度高的金屬，兩側間的金屬和陶瓷的相對比例以及組織結構呈連續地梯度變化，消除傳統金屬陶瓷涂層中的界面，材料的力學、熱學和化學等性能從材料的一側向另一側連續地變化，達到耐熱隔熱和緩和熱應力的烈重目的。文獻在研究燒結型不銹鋼-Zr02系FGM的滲流現象對發現：當金屬相的含量較低時，金屬顆粒無規則地彌散在Zr02基體中：金屬相含量增加，金屬顆粒聚成較大的集團，在某個臨界含量(滲流值)處，金屑顆粒相互連接成一個連續的滲流集團。在滲流值附近．FGM的宏觀性能會發生非線性突變。文獻研究了Ti-Ai203金屬陶瓷的滲流現象后預言：金屬陶瓷的物理性質，如電導率和熱導率及彈性性質都在相同的滲流值w = 0．16 vol％處發生突變。本文在研究Ni-Zr02系FGM時發現：Ni-Zr02金屬陶瓷的物理性能不但發生突變，而且不同的物理性能對應著不同的滲流值，如熱導率的滲流值(60 wt%Ni)明顯滯后于電導率的滲流值(15 wt％Ni)，由此產生一種新型材料一導電絕熱材料。