超高温陶瓷复合材料的热冲击响应分析文献综述

 2024-06-23 17:27:12
摘要

超高温陶瓷复合材料作为一类具有优异高温力学性能和抗热震性能的先进材料,在航空航天、核能等极端环境领域展现出巨大的应用潜力。

然而,剧烈的温度变化会引发材料内部产生巨大的热应力,从而导致材料开裂、剥落甚至失效,这极大地限制了超高温陶瓷复合材料的服役寿命和应用范围。

因此,深入理解超高温陶瓷复合材料的热冲击响应机制,并对其热冲击性能进行准确评估和有效提升,对于推动其工程应用具有重要意义。

本文综述了超高温陶瓷复合材料的热冲击响应分析研究进展,首先介绍了超高温陶瓷复合材料和热冲击问题的基本概念,并阐述了热冲击响应分析方法。

其次,重点概述了近年来国内外在超高温陶瓷复合材料制备、性能表征、热冲击行为、模拟分析以及性能优化等方面的研究成果,并对不同研究方法的优缺点进行了比较分析。

最后,对超高温陶瓷复合材料热冲击响应分析的未来发展方向和面临的挑战进行了展望。


关键词:超高温陶瓷复合材料;热冲击;热应力;断裂力学;数值模拟

1.引言

随着航空航天、核能等高新技术领域的快速发展,对材料性能的要求日益提高,尤其是在高温、高压、强腐蚀等极端环境下服役的材料。

超高温陶瓷复合材料(Ultra-highTemperatureCeramicsComposites,UHTCMCs)作为一类能够在2000℃以上极端环境下长期稳定工作的新型材料,以其高熔点、高强度、高硬度、低密度、抗氧化、抗烧蚀、抗热震等优异性能,成为满足未来极端环境应用需求的理想材料之一,在航空航天热防护系统、高超声速飞行器、核反应堆等领域具有广阔的应用前景[1-4]。


热冲击是指材料在短时间内经受剧烈温度变化而产生的热应力,是导致材料失效的重要因素之一。

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