目錄
第1章 緒論 1
1.1 傳統(tǒng)耐火材料的概況 1
1.1.1 耐火材料的分類方式 1
1.1.2 耐火材料的性能表征 5
1.1.3 耐火材料的應用 13
1.2 艦船耐火材料的概況 14
1.2.1 艦船耐火材料的應用特點 15
1.2.2 艦船耐火材料的發(fā)展歷史 16
1.3 艦用新型耐火材料的研究現(xiàn)狀 17
1.3.1 隔熱-耐火一體化材料 17
1.3.2 高抗熱震耐火材料 18
參考文獻 19
第2章 艦用莫來石基耐火材料 20
2.1 氧化物耐火材料的分類 20
2.1.1 氧化硅耐火材料 21
2.1.2 氧化鎂耐火材料 23
2.1.3 氧化鋁耐火材料 24
2.1.4 其他氧化物耐火材料 25
2.2 莫來石基多孔陶瓷的特點與研究概況 26
2.2.1 莫來石陶瓷的基本物性 26
2.2.2 莫來石基多孔陶瓷的類型 28
2.3 莫來石基多孔陶瓷制備過程中的影響因素 30
2.3.1 蛋白粉含量的影響 31
2.3.2 固相含量的影響 33
2.3.3 空心球粒徑的影響 34
2.3.4 空心球含量的影響 38
2.3.5 燒結(jié)溫度的影響 40
2.3.6 晶須改性的影響 43
2.4 3D打印莫來石基多孔陶瓷 47
2.4.1 莫來石基多孔陶瓷的3D打印工藝 47
2.4.2 3D打印莫來石基多孔陶瓷的結(jié)構 52
2.4.3 3D打印莫來石基多孔陶瓷的性能 56
參考文獻 59
第3章 艦用氮化硅基耐火材料 63
3.1 氮化物耐火材料的分類 63
3.1.1 氮化硅 64
3.1.2 氮化硼 69
3.1.3 氮氧化硅 69
3.1.4 其他含氮化合物耐火材料 71
3.2 輕質(zhì)泡沫陶瓷的制備方法 73
3.2.1 冷凍干燥法 74
3.2.2 直接發(fā)泡法 74
3.2.3 添加造孔劑法 75
3.2.4 有機泡沫浸漬法 76
3.2.5 3D 打印法 77
3.3 輕質(zhì)氮化硅泡沫陶瓷制備過程中的影響因素 78
3.3.1 蛋白粉含量的影響 79
3.3.2 固相體積分數(shù)的影響 81
3.3.3 攪拌方式及攪拌速度的影響 82
3.3.4 氣氛壓力的影響 84
3.3.5 燒結(jié)條件的影響 86
3.4 輕質(zhì)氮化硅泡沫陶瓷的力學增強 91
3.4.1 泡沫陶瓷力學性能增強的典型措施 92
3.4.2 原位生長納米線增強氮化硅泡沫陶瓷 96
3.4.3 致密殼層增強氮化硅泡沫陶瓷 104
參考文獻 111
第4章 艦用碳化硅基耐火材料 117
4.1 碳化物耐火材料 117
4.1.1 碳化物耐火材料簡介 117
4.1.2 碳化物耐火材料的制備工藝 118
4.1.3 典型碳化物耐火材料的性質(zhì)及研究進展 120
4.1.4 艦用碳化硅基耐火材料簡介及其應用 125
4.2 碳化硅結(jié)合氮化硅耐火陶瓷的配方技術 126
4.2.1 配方優(yōu)化技術要求 127
4.2.2 顆粒級配優(yōu)化 128
4.2.3 添加劑優(yōu)化 129
4.2.4 固化劑優(yōu)化 132
4.2.5 催化劑優(yōu)化 134
4.3 碳化硅結(jié)合氮化硅耐火陶瓷的制備工藝 134
4.3.1 制備工藝流程 135
4.3.2 成型過程中的工藝優(yōu)化 136
4.3.3 燒結(jié)過程中的工藝優(yōu)化 142
4.4 碳化硅結(jié)合氮化硅耐火陶瓷的抗氧化性能 145
4.4.1 含硼化合物的引入 145
4.4.2 硅溶膠浸漬處理 147
4.4.3 紅柱石結(jié)合相的引入 150
參考文獻 154
第5章 艦船耐火材料的失效分析與壽命預測 158
5.1 耐火材料的失效分析與壽命預測概述 158
5.1.1 耐火材料熱沖擊失效的研究進展 158
5.1.2 耐火材料壽命預測的研究進展 161
5.2 耐火材料的細觀結(jié)構模型及數(shù)值計算模型 161
5.2.1 顆粒增強復合材料細觀建模方法的研究概況 162
5.2.2 泰森圖及其改進 165
5.2.3 SiC耐火陶瓷的三維細觀結(jié)構模型 172
5.2.4 SiC耐火陶瓷的數(shù)值計算模型 179
5.3 耐火材料的宏觀等效失效準則 188
5.3.1 數(shù)值計算方案設計與物性參數(shù) 188
5.3.2 SiC耐火陶瓷宏觀等效失效準則的獲取 190
5.4 失效參數(shù)對耐火材料熱沖擊失效的影響 199
5.4.1 基于宏觀等效失效準則的熱沖擊失效分析 200
5.4.2 基于數(shù)值計算的熱沖擊失效分析 206
5.4.3 熱沖擊失效分析結(jié)果對比 215
5.5 耐火材料的壽命預測 218
5.5.1 失效判據(jù) 218
5.5.2 壽命預測 222
參考文獻 227
第6章 艦船耐火材料的發(fā)展方向 233
6.1 艦船耐火材料當前面臨的問題 233
6.1.1 降低成本 233
6.1.2 壽命延長 234
6.1.3 熱修補技術 234
6.2 艦船耐火材料發(fā)展展望 235
6.2.1 多功能一體化 235
6.2.2 制備工藝改進 236
6.2.3 異形件的增材制造 237
參考文獻 238