《陶瓷材料抗穩態電漿侵蝕性能及其抗侵蝕機理研究》是依託哈爾濱工業大學，由段小明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：陶瓷材料抗穩態電漿侵蝕性能及其抗侵蝕機理研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：段小明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
BN陶瓷由於其具有優良的電學和熱學性能，被認為是製造電漿發動機通道的首選材料。但是其力學性能較低，導致其抗濺射侵蝕能力較差，會嚴重影響發動機的壽命，而且目前對於陶瓷材料與電漿之間相互作用的物理機制研究尚少，對材料抗離子侵蝕的機理也無定論，無法從根本上解決材料抗侵蝕性能差的問題。為此，本申請擬通過改進BN基複合陶瓷材料的性能，改善其抗電漿侵蝕的能力，通過對不同成分、性能的材料在不同侵蝕條件下抗侵蝕性能及受侵蝕後樣品的研究，最佳化出具有較好抗侵蝕性能的材料並建立材料受電漿侵蝕的模型，利用數值模擬結合實驗結果分析，探討並揭示材料的抗侵蝕機理。本研究不僅可以豐富和完善材料與電漿的相互作用的理論及其材料發生侵蝕的機理，而且可以為製備出抗侵蝕性能優異的BN基陶瓷複合材料提供理論和實驗基礎，因此具有重要的學術價值和潛在的工程套用前景。
結題摘要
Hall推進器具有高比沖、小推力、長壽命等一系列的優點，可廣泛地套用於衛星軌道調節、深空探測器變軌等，但現有的通道用陶瓷材料抗電漿侵蝕性能較差，制約了其壽命的進一步提高和該系列推進器的套用。本項目針對該體系材料性能的最佳化及其抗電漿侵蝕性能的測試與表征中存在的問題，研究了h-BN基陶瓷複合材料的製備及其抗電漿侵蝕性能。採用熱壓燒結的方法製備了Al2O3/h-BN系列陶瓷材料、BN-SiO2-Al2O3系列陶瓷材料以及ZrO2/BN-SiO2系列陶瓷材料，分析了材料成分配比、燒結工藝參數等對材料物相組成、顯微組織結構、力學性能、熱物理性能、抗熱震性能以及抗電漿侵蝕性能的影響規律，闡明了材料的微觀結構-常規性能-抗電漿侵蝕性能之間的聯繫，得到了幾種具有較好抗電漿侵蝕的材料。通過對相關研究結果的最佳化，成功製備出了可用於Hall推進器通道的組合式陶瓷構件，能夠滿足相關飛行器的服役要求。本項目實施期間，已在國內外學術期刊上發表論文6篇，其中SCI收錄3篇，EI收錄5篇，ISTP收錄1篇，獲授權發明專利1項。參加國內外學術會議並作報告5次，其中邀請報告1次，大會報告1次。本項目的實施，可為進一步了解電漿侵蝕陶瓷材料的作用機理起到促進作用，也可為製備出抗侵蝕性能優異的h-BN基陶瓷複合材料提供理論和實驗基礎，因此具有重要的學術意義和潛在的工程套用價值。
