梯度状SiC纳米线网络具有高性能可重复使用热保护材料的密集涂层

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 航空航天工程 航空航天工程
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 可重复使用的热保护系统对于航天器重返太空至关重要.
• 碳化 (SiC) 纳米线气凝提供低密度和隔热,但缺乏高温稳定性 (>1200°C).

研究的目的:

• 为了提高SiC纳米线气凝的热稳定性和机械强度,用于极端环境.
• 为先进的陶气凝开发一种新的结构战略.

主要方法:

• 通过热压制制造一个分层的SiC纳米线网络.
• 使用化学蒸汽透 (CVI) 引入密集的SiC涂层.
• 创建一个梯度结构,从表面到核心的纳米线直径下降.

主要成果:

• 实现了低密度为640 mg·cm-3和高压力强度为10.1 MPa.
• 在1800°C以负质量 (-0.02 mg·s-1) 和线性 (-1.05 μm·s-1) 剥离率证明了异常的剥离抵抗性.
• 开发了一种带有改进的机械和热性能的梯度陶气凝.

结论:

• 具有CVI涂层的分层SiC纳米线网络为高温陶气凝提供了一个有希望的结构策略.
• 这一进步支持SiC气凝在苛刻的航空航天热保护场景中的应用.
• 增强材料在极端高温条件下表现出卓越的性能.