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納米熱障塗層材料

內容簡介

內容簡介 本書所述的熱障塗層是利用陶瓷的隔熱和抗腐蝕的特點來保護金屬基底材料的，可有效的提高熱端部件的使用壽命，在航空、航天、軍工、電力、交通等方面都有重要的應用價值。納米熱障塗層基於納米材料的四大效應，在特定環境中有著廣闊的應用前景。本書對納米塗層及材料的製備方法、研究分析方法、傳統塗層與納米熱障塗層的區別以及新型納米熱障塗層的製備及性能研究進行了討論。側重介紹納米熱障塗層材料的發展方向和研究前沿，基本反映了國內外在納米熱障塗層材料研究方面的熱點。本書內容新穎，深度適中，適合從事熱障塗層材料工作的工程技術人員，以及大專院校的大學生、本科生和教師閱讀和參考。

作者介紹

作者介紹 ■作者簡介王春杰男，1980年生於吉林省白山市。2012年畢業於中國科學院長春應用化學研究所，獲得無機化學專業理學博士學位。2012年至今在渤海大學工學院工作。主要研究方向是納米熱障塗層材料的製備及其性能研究，發表各類學術論文30餘篇，申請國家發明專利5項。近5年承擔了國家自然科學基金項目、遼寧省科技廳項目、遼寧省教育廳專案等多項國家級和省部級專案。王月、張志強

產品目錄

產品目錄 1 熱障塗層概述1.1熱障塗層原理1.1.1無機塗層1.1.2 熱障塗層1.1.2.1 熱障塗層簡介1.1.2.2 熱障塗層體系的結構1.2 熱障塗層結構設計1.2.1 雙層結構塗層1.2.2 多層結構塗層1.2.3 功能梯度塗層1.2.4 厚塗層1.3 熱障塗層陶瓷層材料的性能要求1.3.1 高熔點1.3.2 良好的高溫相穩定性1.3.3 低熱導率1.3.4 高線膨脹係數1.3.5 與TGO層之間良好的化學穩定性和黏結性1.3.6 良好的耐腐蝕性1.3.7 低彈性模量以及較高的硬度和韌性1.3.8 低燒結率1.4 熱障塗層的失效機理1.4.1 TGO的生長1.4.2 陶瓷層的燒結作用1.4.3 陶瓷層中的相變參考文獻2 熱障塗層材料的合成2.1 概述2.1.1 粉末密度的表徵方法2.1.2 粉末的製備方法2.2 多元陶瓷粉末的製備方法2.2.1 液相法2.2.2 固相法2.2.2.1 固相反應2.2.2.2 合成實例2.2.3 感應等離子體合成法2.3 團聚體粉末的製備方法2.3.1 球磨法2.3.2 噴霧乾燥法參考文獻3 熱障塗層的製備3.1 熱噴塗3.1.1 火焰噴塗3.1.2 爆炸噴塗3.2 等離子噴塗3.2.1 等離子噴塗原理和設備3.2.2 PS法塗層的形成過程3.3 電子束-物理氣相沉積法（EB-PVD法）3.3.1 電子束-物理氣相沉積原理和設備3.3.2 葉片EB-PVD塗層的生產過程3.3.3 熱障塗層的其他製備方法參考文獻4 陶瓷粉末及塗層微觀組織結構分析方法4.1 X射線衍射技術4.1.1 X射線衍射技術簡介4.1.2 X射線粉末衍射技術4.1.3 X射線雙晶衍射技術4.1.4 X射線三晶衍射技術4.2 掃描電子顯微鏡4.2.1 掃描電子顯微鏡的工作原理4.2.2 掃描電鏡的儀器結構4.2.2.1 電子光學系統4.2.2.2 信號收集及顯示系統4.2.2.3 真空系統和電源系統4.2.3 配套設備及其用途4.2.3.1 X射線波譜儀（WDS）4.2.3.2 X射線能譜儀4.2.3.3 結晶學分析儀4.2.3.4 陰極發光（CL）4.3 透射電子顯微鏡4.3.1 電子的波長與加速電壓4.3.2 透射電鏡的構造4.3.2.1 照明系統4.3.2.2 成像系統4.3.2.3 觀察、記錄系統4.3.2.4 調校系統4.3.2.5 真空系統4.3.2.6 電路系統4.3.2.7 水冷系統4.3.2.8 高解析度TEM影像的拍攝要點4.4 拉曼光譜分析4.4.1 基本原理4.4.2 基本構成及其工作原理4.4.2.1 光源4.4.2.2 外光路4.4.2.3 色散系統4.4.2.4 接收系統4.4.2.5 資訊處理與顯示4.4.3 拉曼光譜的特點4.4.4 拉曼光譜的應用4.5 X射線光電子能譜分析4.5.1 方法原理4.5.2 儀器結構和工作原理4.5.2.1 XPS譜儀的基本結構4.5.2.2 XPS譜圖分析技術工作原理4.6 紅外光譜儀4.6.1 基本原理4.6.2 紅外光譜儀的特點及應用4.7 彈性係數4.8 差熱分析4.8.1 差熱分析的基本原理4.8.1.1 差熱曲線的形成及差熱分析的一般特點4.8.1.2 差熱曲線提供的資訊4.8.2 差熱曲線的峰面積及過程熱效應4.8.2.1 峰面積與過程熱效應關係研究的歷史和現狀4.8.2.2 熱量測量4.8.3 差熱分析的影響因素4.8.3.1 樣品因素4.8.3.2 實驗條件的影響4.8.3.3 儀器因素4.9 陶瓷塗層的熱物理性能的測量4.9.1 陶瓷塗層的熱物理性能的理論基礎4.9.1.1 熱障塗層陶瓷的導熱理論4.9.1.2 聲子導熱機理4.9.1.3 熱障塗層陶瓷的熱膨脹理論4.9.2 熱擴散係數的測量4.10 密度測定及孔隙率測定4.11 塗層斷裂韌性的測定4.11.1 臨界應力強度因數KIC4.11.2 臨界裂紋擴展能量釋放率GIC4.11.2.1 臨界載荷法4.11.2.2 斷裂強度法4.11.2.3 硬度壓痕法4.11.3 裂紋密度β4.12 塗層隔熱性能測試4.13 熱震試驗4.13.1 熱應力斷裂理論4.13.2 熱衝擊損傷理論4.14 抗高溫氧化性4.15 耐磨損性4.16 塗層結合強度4.16.1 黏結拉伸法4.16.2 界面壓入法4.16.3 斷裂力學法4.16.4 動態結合強度測試法參考文獻5 傳統熱障塗層5.1 ZrO2的物理化學性質5.2 ZrO2的晶體結構及相變特點5.2.1 ZrO2的晶體結構5.2.2 ZrO2的相變特點5.2.3 ZrO2的相變穩定5.2.3.1 穩定劑對 ZrO2的摻雜穩定的研究5.2.3.2 氧化鋯晶粒納米化對ZrO2的穩定性的影響5.3 氧化鋯陶瓷的增韌機制5.3.1 應力誘發相變增韌機理5.3.2 表面強化增韌5.3.3 微裂紋的增韌機理5.3.4 彌散增韌機理5.4 ZrO2粉體的製備5.4.1 化學共沉澱法5.4.2 水解沉澱法5.4.3 溶膠-凝膠法5.4.4 水熱法5.5 氧化鋯陶瓷的成型方法5.5.1 乾法成型5.5.1.1 乾壓成型5.5.1.2 等靜壓成型5.5.2 濕法成型5.5.2.1 注漿成型5.5.2.2 熱壓鑄成型5.5.2.3 流延成型5.5.2.4 凝膠注模成型5.5.2.5 直接凝固注模成型5.5.2.6 注射成型5.5.2.7 膠態注射成型5.6 傳統的熱障塗層5.6.1 經典的8YSZ型熱障塗層5.6.2 8YSZ材料的摻雜修飾5.7 新型熱障塗層材料5.7.1 稀土鋯酸鹽5.7.2 缺陷型螢石結構5.7.3 鈣鈦礦5.7.4 稀土六鋁酸鹽5.7.5 釔鋁石榴石（YAG）5.7.6 釔酸鹽5.7.7 YSH5.7.8 獨居石5.7.9 金屬玻璃複合材料5.8 其他熱障塗層材料參考文獻6 納米結構熱障塗層6.1 納米材料及特點6.1.1 納米材料的定義6.1.2 納米材料的特點6.1.2.1 表面與介面效應6.1.2.2 小尺寸效應6.1.2.3 宏觀量子隧道效應6.1.2.4 量子限域效應6.2 納米材料製備方法6.2.1 共沉澱法6.2.2 溶膠-凝膠法6.2.3 水熱合成法6.2.4 溶劑熱法6.3 納米熱障塗層材料6.3.1 納米熱障塗層材料發展現狀6.3.2 8YSZ納米熱障塗層材料研究現狀6.4 La2O3改性8YSZ納米塗層材料的製備和表徵6.4.1 樣品合成工藝6.4.2 XRD以及相穩定性分析6.4.3 熱重 差熱（TG DSC）分析6.4.4 SEM、TEM、HRTEM分析6.4.5 FT-IR分析6.4.6 晶體生長活化能的分析6.5 CeO2改性8YSZ納米塗層材料的製備和表徵6.5.1 樣品合成工藝6.5.2 XRD分析6.5.3 TG DSC分析6.5.4 晶格常數和比表面積分析6.5.5 FT-IR分析6.5.6 Raman光譜分析6.5.7 TEM和HRTEM分析6.5.8 晶體生長活化能的研究6.6 La2（Zr0.7Ce0.3）2O7的材料粉體的製備和表徵6.6.1 樣品合成工藝6.6.2 XRD以及電子衍射能譜分析（EDS）分析6.6.3 拉曼光譜分析6.6.4 熱重 差熱分析6.6.5 晶格常數分析6.6.6 傅里葉紅外光譜（FT-IR）分析6.6.7 緻密度與體積收縮分析6.6.8 LZ7C3的微觀組織形貌6.6.9 LZ7C3、LZ以及8YSZ材料的力學性能研究6.6.10 LZ7C3材料的熱膨脹係數6.6.11 LZ7C3材料的熱導率參考文獻

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