《MAX相陶瓷材料的空間環境帶電粒子輻射損傷機理》是依託哈爾濱工業大學，由饒建存擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：MAX相陶瓷材料的空間環境帶電粒子輻射損傷機理
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：饒建存
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
MAX相高溫陶瓷套用於航空航天領域在空間輻射環境下的行為、性能及損傷機理研究幾乎尚未開展。航空航天飛行器在軌長期可靠服役的影響因素除高真空、太陽紫外輻射及高低溫熱循環等環境因素外，低地球軌道下原子氧侵蝕是航天材料損傷的重要環境因素之一，而在地球同步軌道和極軌道服役時，高能帶電粒子輻射則成為材料損傷的主要原因。因此，MAX相材料能否滿足抗空間原子氧侵蝕及其它功能的需求也很關鍵。同時，材料的介電特性使得其在帶電粒子輻射時產生輻致電導效應和電荷沉積動態行為，是許多太空飛行器的故障和失效的重要原因。本研究擬以MAX相中最適為航天材料的Ti-Al-C系陶瓷為主，研究其在空間環境下輻照損傷效應的物理機制，明確空間輻照損傷與材料微觀結構永久損傷之間的關係，建立在空間服役條件下該材料的輻射損傷及主要力學性能、熱學性能及其它性能退化的等效模型及其等效評價模型，並為空間用MAX相及其它材料在軌性能評價提供新途徑。
結題摘要
航空航天飛行器在軌服役期間，除了受到高真空、太陽紫外輻射及高低溫熱循環等環境因素影響，還受到空間輻照環境影響。帶電粒子輻射時產生輻致電導效應和電荷沉積動態行為，是許多太空飛行器的故障和失效的重要原因。MAX相高溫陶瓷套用於航空航天領域在空間輻射環境下的行為、性能及損傷機理研究幾乎尚未開展。因此，基於MAX相高溫陶瓷開展輻照及損傷機理開展研究，具有重要的科學意義和工程價值。本項目選取MAX相高溫陶瓷體系中的Ti3AlC2陶瓷為研究對象，利用不同能量的電子束和質子束樣品進行輻照，對輻照樣品進行測試表征，分析樣品在輻照前後微觀組織、物相、結構化學態和性能變化規律，系統研究其在空間環境下輻照損傷效應的物理機制。Ti3AlC2陶瓷材料在質子和電子輻照後，其表面的性能也發生了改變，表面粗糙度會在材料輻照後有所下降而模量和硬度均會有所上升，並且兩者的變化程度都會隨著輻照能量的增加而變大。在電子輻照可以誘發Ti3AlC2陶瓷材料發生氧化。本項目的實施，揭示了Ti3AlC2陶瓷的輻照行為與演變規律，建立了輻照參數與輻照誘發陶瓷微觀組織結構變化的關聯，為MAX相高溫陶瓷在空間環境中的套用提供實驗和科學依據，並為MAX相高溫陶瓷的在軌性能評價提供新途徑。
