在超音速CO2喷射和额外的激光加热的影响下,基于HfB2-SiC的陶材料的氧化
Elizaveta P Simonenko1, Anatoly F Kolesnikov2, Aleksey V Chaplygin2
1Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Leninsky pr., 31, 119991 Moscow, Russia.
International journal of molecular sciences
|September 9, 2023
概括
在CO2中氧化的超高温HfB-SiC陶在激光加热时呈现出增强的降解. 这项研究探讨了它们在CO2丰富的大气层 (如金星和火星) 中航天器的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程 陶工程
- 航空航天材料 航天材料
背景情况:
- 超高温陶 (UHTCs),如二化碳化 (HfB2-SiC),对于极端环境至关重要.
- 了解二氧化碳 (CO2) 大气中的氧化行为对于行星探索至关重要.
研究的目的:
- 在超音速分离CO2流下研究HfB2-SiC-石墨烯复合物的氧化.
- 评估二氧化碳喷射加热和激光辐射对材料降解的联合影响.
- 评估这些UHTC在CO2丰富的行星大气中应用的潜力.
主要方法:
- 使用CO2等离子体进行超音速流氧化.
- 使用CO2喷气和激光器进行联合加热.
- 进行X射线相位分析.
- 拉曼光谱法 拉曼光谱法
- 扫描电子显微镜与元素分析.
主要成果:
- 分离CO2中的氧化形成了近表面的多层区域,类似于空气氧化.
- 激光加热将表面温度提高到2000-2200°C,而不会导致样本裂.
- 较高的温度 (2000-2200°C) 显著增加了降解的近地表面层厚度 (高达380微米).
结论:
- HfB-SiC-石墨烯陶在CO2环境中表现出复杂的氧化行为.
- 激光表面增强加速了降解,但保持了结构完整性.
- 这些UHTC显示出在金星和火星上高速车辆组件的前景.
