中圖網小程序
一鍵登錄
更方便
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
高溫透波氮化物陶瓷纖維/先驅體轉化陶瓷纖維與復合材料叢書 版權信息
- ISBN：9787030714695
- 條形碼：9787030714695 ; 978-7-03-071469-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高溫透波氮化物陶瓷纖維/先驅體轉化陶瓷纖維與復合材料叢書 內容簡介
高溫透波氮化物陶瓷纖維是一類以耐高溫和透波功能應用為主的連續陶瓷纖維，既具有氮化物陶瓷的基本物理性質，也具有連續纖維的力學性能，是結構與透波一體化復合材料的關鍵原材料，在高馬赫數飛行器和中遠程準確打擊武器系統的天線罩和天線窗中具有不可替代的用途。目前，高溫透波氯化物陶瓷纖維主要采用聚合物先驅體轉化法制備，為推動高溫透波陶瓷纖維的技術進步和廣泛應用，本書主要概述高溫透波氮化物纖維的進展，系統介紹BN、Si3N4和SiBN三類透波纖維的制備方法及其結構與性能。 本書可供陶瓷纖維及其復合材料的研究開發和工程技術人員參考使用，還可以作為天線罩設計與研制人員的參考資料。
高溫透波氮化物陶瓷纖維/先驅體轉化陶瓷纖維與復合材料叢書 目錄
目錄
叢書序
前言
第1章 氮化物陶瓷與纖維概述 1
1.1 透波氮化物陶瓷材料 1
1.1.1 天線罩與透波材料 1
1.1.2 Si3N4陶瓷的結構與性能 9
1.1.3 BN陶瓷的結構與性能 11
1.1.4 SiBN陶瓷的結構與性能 14
1.2 氮化物陶瓷纖維 20
1.2.1 連續陶瓷纖維的制備方法 21
1.2.2 Si3N4纖維及其制備方法 26
1.2.3 BN纖維及其制備方法 29
1.2.4 SiBN纖維及其制備方法 36
1.2.5 透波纖維及其復合材料 39
1.3 氮化物透波陶瓷纖維的發展方向 43
參考文獻 44
第2章 BN纖維 50
2.1 聚硼氮烷的合成與性能 50
2.1.1 三氯環硼氮烷的合成與表征 50
2.1.2 先驅體PPAB的合成 54
2.1.3 先驅體PPAB的組成結構表征 60
2.1.4 先驅體PPAB的性能 65
2.2 先驅體PPAB的紡絲與原絲不熔化 73
2.2.1 PPAB的單孔熔融紡絲研究 73
2.2.2 PPAB纖維的不熔化工藝研究 75
2.3 不熔化PPAB纖維的高溫燒成 80
2.3.1 無機化氣氛對纖維的影響 80
2.3.2 氣氛對纖維性能的影響 85
2.3.3 無機化工藝對纖維陶瓷產率和碳含量的影響 89
2.3.4 高溫處理對結晶性能、密度和抗氧化性能的影響 91
2.3.5 燒成溫度對力學性能和抗氧化性能的影響 97
參考文獻 99
第3章 Si3N4纖維 100
3.1 SiNO纖維的制備 101
3.1.1 空氣不熔化PCS纖維的氮化脫碳 101
3.1.2 氮化反應過程 107
3.1.3 氮化纖維的高溫燒成 115
3.2 SiNO纖維的結構與性能 120
3.2.1 SiNO纖維的組成及結構 120
3.2.2 SiNO纖維的介電性能 122
3.2.3 SiNO纖維高溫下的結構變化 127
3.3 Si3N4纖維的制備與表征 129
3.3.1 不同工藝條件制備的Si3N4纖維 130
3.3.2 不同纖維的室溫穩定性 131
3.3.3 Si3N4纖維的缺陷表征 137
3.4 Si3N4纖維的耐高溫性能 147
3.4.1 氮氣氣氛下的耐高溫性能 147
3.4.2 纖維的抗氧化性能 150
3.4.3 表面氧化后纖維在惰性氣氛下的耐高溫性能 154
3.4.4 SiO2涂層后纖維在惰性氣氛下的耐高溫性能 157
3.5 Si3N4纖維增強復合材料 160
參考文獻 162
第4章 SiBN纖維 165
4.1 先驅體PBSZ的合成 165
4.1.1 PBSZ的分子設計 165
4.1.2 PBSZ的合成路線 166
4.1.3 PBSZ的合成工藝 168
4.1.4 PBSZ的組成、結構和性能 176
4.1.5 PBSZ的合成機理 182
4.2 PBSZ的熔融紡絲 190
4.2.1 PBSZ的流變性能 190
4.2.2 PBSZ的單孔紡絲 194
4.2.3 PBSZ的多孔連續紡絲 197
4.3 PBSZ纖維的不熔化處理 200
4.3.1 PBSZ纖維的不熔化過程 200
4.3.2 PBSZ纖維不熔化處理工藝 201
4.4 PBSZ不熔化纖維的燒成 204
4.4.1 不熔化程度對SiBN纖維燒成的影響 204
4.4.2 裂解溫度及加張對SiBN纖維燒成的影響 206
參考文獻 209
第5章 SiBN纖維組成與性能關系 211
5.1 典型纖維樣品的組成結構 211
5.2 硼含量與SiBN纖維在氮氣中耐高溫性能的關系 218
5.2.1 高溫處理后纖維結構變化 218
5.2.2 徑向組成／結構梯度的形成機制 225
5.2.3 結晶動力學分析 231
5.2.4 SiBN纖維在高溫氮氣中力學性能的變化 235
5.3 硼含量與SiBN纖維在氬氣中的耐高溫性能 236
5.3.1 高溫處理后的組成結構變化 236
5.3.2 SiBN纖維在高溫氬氣中的力學性能變化 239
5.4 硼含量與SiBN纖維的抗高溫氧化性能 241
5.4.1 SiBN纖維的氧化過程 241
5.4.2 SiBN纖維經空氣氧化后的力學性能 248
5.5 SiBN纖維介電性能研究 249
參考文獻 251
叢書序
前言
第1章 氮化物陶瓷與纖維概述 1
1.1 透波氮化物陶瓷材料 1
1.1.1 天線罩與透波材料 1
1.1.2 Si3N4陶瓷的結構與性能 9
1.1.3 BN陶瓷的結構與性能 11
1.1.4 SiBN陶瓷的結構與性能 14
1.2 氮化物陶瓷纖維 20
1.2.1 連續陶瓷纖維的制備方法 21
1.2.2 Si3N4纖維及其制備方法 26
1.2.3 BN纖維及其制備方法 29
1.2.4 SiBN纖維及其制備方法 36
1.2.5 透波纖維及其復合材料 39
1.3 氮化物透波陶瓷纖維的發展方向 43
參考文獻 44
第2章 BN纖維 50
2.1 聚硼氮烷的合成與性能 50
2.1.1 三氯環硼氮烷的合成與表征 50
2.1.2 先驅體PPAB的合成 54
2.1.3 先驅體PPAB的組成結構表征 60
2.1.4 先驅體PPAB的性能 65
2.2 先驅體PPAB的紡絲與原絲不熔化 73
2.2.1 PPAB的單孔熔融紡絲研究 73
2.2.2 PPAB纖維的不熔化工藝研究 75
2.3 不熔化PPAB纖維的高溫燒成 80
2.3.1 無機化氣氛對纖維的影響 80
2.3.2 氣氛對纖維性能的影響 85
2.3.3 無機化工藝對纖維陶瓷產率和碳含量的影響 89
2.3.4 高溫處理對結晶性能、密度和抗氧化性能的影響 91
2.3.5 燒成溫度對力學性能和抗氧化性能的影響 97
參考文獻 99
第3章 Si3N4纖維 100
3.1 SiNO纖維的制備 101
3.1.1 空氣不熔化PCS纖維的氮化脫碳 101
3.1.2 氮化反應過程 107
3.1.3 氮化纖維的高溫燒成 115
3.2 SiNO纖維的結構與性能 120
3.2.1 SiNO纖維的組成及結構 120
3.2.2 SiNO纖維的介電性能 122
3.2.3 SiNO纖維高溫下的結構變化 127
3.3 Si3N4纖維的制備與表征 129
3.3.1 不同工藝條件制備的Si3N4纖維 130
3.3.2 不同纖維的室溫穩定性 131
3.3.3 Si3N4纖維的缺陷表征 137
3.4 Si3N4纖維的耐高溫性能 147
3.4.1 氮氣氣氛下的耐高溫性能 147
3.4.2 纖維的抗氧化性能 150
3.4.3 表面氧化后纖維在惰性氣氛下的耐高溫性能 154
3.4.4 SiO2涂層后纖維在惰性氣氛下的耐高溫性能 157
3.5 Si3N4纖維增強復合材料 160
參考文獻 162
第4章 SiBN纖維 165
4.1 先驅體PBSZ的合成 165
4.1.1 PBSZ的分子設計 165
4.1.2 PBSZ的合成路線 166
4.1.3 PBSZ的合成工藝 168
4.1.4 PBSZ的組成、結構和性能 176
4.1.5 PBSZ的合成機理 182
4.2 PBSZ的熔融紡絲 190
4.2.1 PBSZ的流變性能 190
4.2.2 PBSZ的單孔紡絲 194
4.2.3 PBSZ的多孔連續紡絲 197
4.3 PBSZ纖維的不熔化處理 200
4.3.1 PBSZ纖維的不熔化過程 200
4.3.2 PBSZ纖維不熔化處理工藝 201
4.4 PBSZ不熔化纖維的燒成 204
4.4.1 不熔化程度對SiBN纖維燒成的影響 204
4.4.2 裂解溫度及加張對SiBN纖維燒成的影響 206
參考文獻 209
第5章 SiBN纖維組成與性能關系 211
5.1 典型纖維樣品的組成結構 211
5.2 硼含量與SiBN纖維在氮氣中耐高溫性能的關系 218
5.2.1 高溫處理后纖維結構變化 218
5.2.2 徑向組成／結構梯度的形成機制 225
5.2.3 結晶動力學分析 231
5.2.4 SiBN纖維在高溫氮氣中力學性能的變化 235
5.3 硼含量與SiBN纖維在氬氣中的耐高溫性能 236
5.3.1 高溫處理后的組成結構變化 236
5.3.2 SiBN纖維在高溫氬氣中的力學性能變化 239
5.4 硼含量與SiBN纖維的抗高溫氧化性能 241
5.4.1 SiBN纖維的氧化過程 241
5.4.2 SiBN纖維經空氣氧化后的力學性能 248
5.5 SiBN纖維介電性能研究 249
參考文獻 251
展開全部
高溫透波氮化物陶瓷纖維/先驅體轉化陶瓷纖維與復合材料叢書 節選
第1章氮化物陶瓷與纖維概述 隨著高性能陶瓷材料在空天飛行器的應用范圍不斷拓展，氮化物陶瓷與纖維憑借特殊的介電性能和熱力電一體化的優勢，成為極端環境中透波、吸波陶瓷材料難以替代的基礎材料，必將在我國空天技術發展中發揮重要作用。我國航空航天和武器裝備正在向著國際領先水平邁進，有更多的技術盲區需要探索，也將為氮化物陶瓷與纖維等結構功能一體化材料帶來新的發展空間。本章將主要從氮化物陶瓷的結構與性能、氮化物陶瓷纖維的制備等方面，全面介紹國內外氮化物陶瓷與纖維的相關研究進展，重點討論氮化物透波陶瓷纖維的發展趨勢。 1.1透波氮化物陶瓷材料 1.1.1天線罩與透波材料天線罩又稱為雷達罩，其英文名稱radome就是雷達（radar）和圓頂（dome）的合成詞，主要用于保護雷達，以避免受到粒子流和熱流等外界環境的干擾和破壞，同時能夠透過雷達電磁波并盡量減少對電磁波的干擾和損耗，廣泛應用于航空航天飛行器和地面雷達站。在航空航天特別是軍事航天領域，天線罩具有導流、防熱、透波、承載等多種功能，保證飛行器在惡劣環境條件下進行通信、遙測、制導、引爆等系統正常工作。天線罩一般位于飛行器的前端，天線罩及導彈見圖1-1。 天線罩通常位于導彈或者飛行器的頭部，其外形滿足一定的空氣動力學要求，因此不同飛行器的天線罩外形也各不相同。有利于雷達通信的理想天線罩形狀是半球形，但對于高超聲速飛行器來說，*有效的空氣動力學截面是細長的錐體，現有的導彈天線罩外形實際上是這兩個極端之間的平衡。同時，*大限度地增加雷達罩的體積，以容納更多的電子硬件是雷達罩外形設計的另一個目標。*常見的鼻型有圓錐形、切線形、拋物線形、馮 卡門形等，如圖1-2所示［1］。實際應用的天線罩通常是圓錐體、橢圓體或它們的組合體。在給定的細度比（長度／基底直徑）下，馮 卡門形能*大限度地提高體積與阻力的比值，是比較流行的天線罩外形。天線罩的外形一般由飛行器的氣動外形設計確定，但是隨著飛行器馬赫數的提高，尤其在飛行器速度提升到超聲速甚至高超聲速的情況，天線罩面臨的氣動熱沖擊將對其結構強度帶來極端重要的考驗。天線罩不僅需要穩定的寬頻透波性能，還需要具備耐高溫、抗沖刷、耐燒蝕等能力，保證罩體的氣動外形不發生大的變化，滿足雷達導引系統對功率傳輸系數、瞄準誤差和瞄準誤差斜率等電氣性能的要求。 同時，為了適應不同雷達通信方式的要求，天線罩壁還具有不同的結構。天線罩壁結構在很大程度上決定了可使用的透波頻率或寬帶，一般采用半波壁結構，常見的罩壁結構還有薄壁結構和寬帶結構，包括A型三明治壁、C型三明治壁、多層壁及梯度結構壁等，如圖1-2所示。多層結構在帶寬上優勢，但各層的熱性能匹配難度大，難以滿足高溫環境應用要求，制約了其在高速導彈雷達罩中的應用，而梯度結構有可能應用于超高溫環境。 天線罩的性能，一方面取決于罩體的外形和結構設計，另一方面則取決于罩體材料的性能。透波性能是首先要考慮的關鍵指標。一般來說，罩體材料要求對頻率為0.3～300GHz的電磁波有較高的透過率，統稱為透波材料。在軍事航天領域，雷達天線的頻率主要為2～18GHz。在評價材料的透波性能時，主要考察材料的介電性能，包括介電常數和介電損耗。介電性能取決于介質的極化，這種極化現象是在內外電場力的作用下由電荷的移動引起的，同時在電介質表面或體積內部形成約束電荷。某些極化過程伴隨著在電介質中發生能量損耗，主要由三種過程造成：①離子遷移損耗，其中包括電導損耗、離子躍遷和偶極子弛豫損耗；②離子振動和變形損耗；③電子極化損耗。在外部條件及電氣系統變化的情況下，能量損耗的數值及特征由極化過程確定。極化率P與材料的介電常數ε有如下函數關系：P＝（E－1）ε／4π（1-1）式中，E為作用于介質材料的電場強度。在電場強度一定的情況下材料的極化程度與介電常數相關，介電常數越大，極化程度越高，材料的透波性能越差。 對介電常數和介電損耗角的定量討論通常是引入復介電常數ε的概念：復介電常數ε的實部ε1是介質的介電常數，虛部ε2則表示介質的損耗。式中，ω為微波入射時的角頻率；σ為介質的電導率；δ為損耗角，其正切值tanδ為介電損耗。在正弦電磁場下的各向同性線性介質（設材料為弱磁性），可以推得材料中微波吸收系數αp與介電常數的關系：（1-4） 從式（1-4）可見，材料微波吸收系數αp和相對介電常數及損耗角正切值tanδ有著很明顯的關系，和tanδ的值越小，材料的微波吸收系數值越低，即材料的微波透過率越高。而且，材料的介電常數越大，則電磁波在空氣與天線罩分界面上的反射就越大，這將明顯降低傳輸效率。因此，選取低介電常數、低介電損耗的材料能獲得較理想的微波透波性能。一般來說，透波材料適宜的相對介電常數值為1～4，損耗角正切值為。 20世紀40年代，美國研制出供轟炸機瞄準用的雷達，并用有機玻璃材料制成半球形天線罩來保護雷達天線正常工作。之后，美國波音公司采用玻璃纖維纏繞成型增強樹脂研制出“波馬克”天線罩，用于馬赫數為3的精確制導導彈。透波材料在航空航天領域的需求牽引下發展起來，從材料種類上分為有機透波材料和無機透波材料兩大類，無機透波材料發展歷程為氧化鋁陶瓷→微晶玻璃→石英陶瓷→氮化物陶瓷。 有機透波材料主要是以有機纖維、玻璃纖維和石英纖維為增強體的樹脂基復合材料。聚乙烯纖維在各頻率下都表現出很好的介電性能，高模量的聚乙烯纖維可以應用于透波復合材料的增強體。此外，氟塑料也具有較低的介電常數和損耗角正切值，已經進入了天線罩產品領域，其典型代表是美國Gogers公司研制的“Sparrow AIM-71”導彈天線罩。樹脂基透波材料具有介電性能優異、可加工性能好和成本低廉等優點，在一些較低馬赫數的導彈天線罩中得到了應用。芳綸纖維具有較低的介電常數，但其壓縮強度和抗扭剪強度差，吸濕性較強，少量的吸潮就能導致復合材料的介電常數大幅度提高，從而降低其介電性能。有機透波天線罩采用的典型增強纖維及其復合材料的主要性能見表1-1。 表1-1有機透波天線罩采用的典型增強纖維及其復合材料的主要性能 由于應用環境和制造成本的雙重考慮，各種材料體系各有所用。一般來說，有機透波復合材料主要是以聚合物為基體的復合材料，包括玻璃纖維和石英纖維等纖維增強的聚合物基復合材料，其耐溫性一般低于500℃，主要由于低速飛行器。可用于透波復合材料的玻璃纖維主要包括E-玻璃纖維、S-玻璃纖維、M-玻璃纖維、D-玻璃纖維、石英纖維等，這些纖維均具有較低的介電常數和介電損耗。其中，D-玻璃纖維是國外專門為天線罩而研制的新型玻璃纖維，它具有較低的介電常數和介電損耗，但力學性能較高硅氧玻璃纖維低。石英纖維的介電常數和介電損耗*小，其力學性能取決于制造工藝技術，國內外已經廣泛使用這種纖維。 無機透波材料，包括陶瓷、微晶玻璃、石英陶瓷、磷酸鹽、陶瓷及陶瓷基復合材料（表1-2），主要用于高速飛行器，這類透波材料也稱為熱透波材料，可耐受1000℃以上溫度。是*早應用于高溫天線罩的陶瓷材料，具有強度高、硬度大、耐雨蝕等優點，在美國的麻雀Ⅲ和響尾蛇導彈中獲得應用，的缺點是膨脹系數大，抗熱沖擊性能差，難以承受超高聲速飛行器的熱振沖擊。美國康寧公司研制了代號為9606的微晶玻璃，它以堇青石為主要成分，具有介電常數低、損耗角正切值小、耐高溫、強度高、膨脹系數低及介電常數隨溫度和頻率的變化不大的特點，在美國的AMRAAM導彈和STANDARD導彈中獲得應用，但其生產工藝復雜，微結構控制難度大。熔融石英陶瓷，也稱石英陶瓷，是一種以熔融石英或者石英玻璃為原料，經過粉碎、成型、燒結等工藝制成的燒結體。石英陶瓷*早由美國佐治亞理工學院在20世紀50年代后期研制成功并于1963年實現產業化，在美國的愛國者、潘興Ⅱ、SAM-D及意大利的ASPIDE導彈中獲得應用。石英陶瓷的熱膨脹系數較低，介電常數和損耗角正切較小，抗熱振性能優良，高溫熔化后的黏度較大，不易被氣流沖刷流失，是耐高溫透波部件的重要候選材料。但熔融石英陶瓷的彎曲強度較低（40～70MPa）、斷裂韌性較差、抗燒蝕能力有限，在高馬赫數氣動加熱時往往會發生軟化和熔融，無法在較為嚴苛的環境下應用。 表1－2常見透波陶瓷材料的介電性能參數（10GHz） 透波材料 介電常數 損耗角正切值 BeO 4.2 0.0005 微晶玻璃 5.6 0.0002 陶瓷 9.6 0.0014 石英陶瓷 3.4 0.0004反應燒結陶瓷 5.6 0.005 4.8 0.002 β-SiAlON 7.3 0.003 BN 4.5 0.0003 Suzdal'tsev［2］對比了石英、微晶玻璃Pyroceram 9606和三種陶瓷透波材料的力學和熱力學相關性能，如圖1－3所示。石英陶瓷具有*優的抗熱振性能，較低的線膨脹系數和熱導率，并且隨著溫度的升高不發生明顯的變化，但其彎曲強度相對較差；Pyroceram9606和陶瓷的抗熱振性能較差，兩者的線膨脹系數和熱導率較大，并且隨溫度變化較大。值得注意的是，石英陶瓷的彎曲 圖1－3石英、微晶玻璃Pyroceram 9606和陶瓷透波材料的力學和熱力學相關性能
書友推薦
- >
羅曼·羅蘭讀書隨筆-精裝
- >
大紅狗在馬戲團-大紅狗克里弗-助人
- >
李白與唐代文化
- >
小考拉的故事-套裝共3冊
- >
月亮與六便士
- >
苦雨齋序跋文-周作人自編集
- >
名家帶你讀魯迅:故事新編
- >
巴金－再思錄
本類暢銷
