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(lèi)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(yīng)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(yīng)用特點(diǎn) 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(xiàn) 19
第2章 艦用莫來(lái)石基耐火材料 20
2.1 氧化物耐火材料的分類(lèi) 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(lái)石基多孔陶瓷的特點(diǎn)與研究概況 26
2.2.1 莫來(lái)石陶瓷的基本物性 26
2.2.2 莫來(lái)石基多孔陶瓷的類(lèi)型 28
2.3 莫來(lái)石基多孔陶瓷制備過(guò)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(lái)石基多孔陶瓷 47
2.4.1 莫來(lái)石基多孔陶瓷的3D打印工藝 47
2.4.2 3D打印莫來(lái)石基多孔陶瓷的結(jié)構(gòu) 52
2.4.3 3D打印莫來(lái)石基多孔陶瓷的性能 56
參考文獻(xiàn) 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(lèi) 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(jī)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(guò)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?jǐn)?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(xué)增強(qiáng) 91
3.4.1 泡沫陶瓷力學(xué)性能增強(qiáng)的典型措施 92
3.4.2 原位生長(zhǎng)納米線(xiàn)增強(qiáng)氮化硅泡沫陶瓷 96
3.4.3 致密殼層增強(qiáng)氮化硅泡沫陶瓷 104
參考文獻(xiàn) 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(jiǎn)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(jìn)展 120
4.1.4 艦用碳化硅基耐火材料簡(jiǎn)介及其應(yīng)用 125
4.2 碳化硅結(jié)合氮化硅耐火陶瓷的配方技術(shù) 126
4.2.1 配方優(yōu)化技術(shù)要求 127
4.2.2 顆粒級(jí)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(guò)程中的工藝優(yōu)化 136
4.3.3 燒結(jié)過(guò)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(xiàn) 154
第5章 艦船耐火材料的失效分析與壽命預(yù)測(cè) 158
5.1 耐火材料的失效分析與壽命預(yù)測(cè)概述 158
5.1.1 耐火材料熱沖擊失效的研究進(jìn)展 158
5.1.2 耐火材料壽命預(yù)測(cè)的研究進(jìn)展 161
5.2 耐火材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型及數(shù)值計(jì)算模型 161
5.2.1 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)觀建模方法的研究概況 162
5.2.2 泰森圖及其改進(jìn) 165
5.2.3 SiC耐火陶瓷的三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型 172
5.2.4 SiC耐火陶瓷的數(shù)值計(jì)算模型 179
5.3 耐火材料的宏觀等效失效準(zhǔn)則 188
5.3.1 數(shù)值計(jì)算方案設(shè)計(jì)與物性參數(shù) 188
5.3.2 SiC耐火陶瓷宏觀等效失效準(zhǔn)則的獲取 190
5.4 失效參數(shù)對(duì)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(zhǔn)則的熱沖擊失效分析 200
5.4.2 基于數(shù)值計(jì)算的熱沖擊失效分析 206
5.4.3 熱沖擊失效分析結(jié)果對(duì)比 215
5.5 耐火材料的壽命預(yù)測(cè) 218
5.5.1 失效判據(jù) 218
5.5.2 壽命預(yù)測(cè) 222
參考文獻(xiàn) 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(dāng)前面臨的問(wèn)題 233
6.1.1 降低成本 233
6.1.2 壽命延長(zhǎng) 234
6.1.3 熱修補(bǔ)技術(shù) 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(jìn) 236
6.2.3 異形件的增材制造 237
參考文獻(xiàn) 238