超高溫結構復合材料服役行為模擬：理論與方法

第1章緒論/001
1.1超高溫結構復合材料的類別/002
1.1.1碳基復合材料（C/C）/002
1.1.2碳纖維增韌碳化硅復合材料（C/SiC）/004
1.1.3連續(xù)碳化硅纖維增韌碳化硅基復合材料（SiC/SiC）/005
1.1.4超高溫陶瓷基復合材料/006
1.2超高溫結構復合材料的應用環(huán)境/007
1.2.1航空發(fā)動機熱端環(huán)境/007
1.2.2沖壓發(fā)動機熱端環(huán)境/008
1.2.3火箭發(fā)動機熱端環(huán)境/009
1.2.4飛行器熱結構應用環(huán)境/009
1.2.5空間服役環(huán)境/010
1.3超高溫結構復合材料的應用考核方法/011
1.3.1航空發(fā)動機應用考核 /011
1.3.2沖壓發(fā)動機應用考核/015
1.3.3火箭發(fā)動機應用考核/017
1.3.4飛行器熱結構應用考核/020
1.3.5空間服役環(huán)境應用考核/023
1.4小結/024
參考文獻/025

第2章超高溫結構復合材料環(huán)境性能模擬理論與實現(xiàn)途徑/030
2.1超高溫結構復合材料控制性服役環(huán)境因素/031
2.1.1熱效應/031
2.1.2力（應力）效應/037
2.1.3介質效應/041
2.1.4因素耦合效應/049
2.2超高溫結構復合材料環(huán)境性能模擬理論基礎及方法/054
2.2.1相似理論/055
2.2.2分步模擬測試方法/056
2.2.3加速模擬測試方法/057
2.3超高溫結構復合材料服役環(huán)境性能模擬實現(xiàn)途徑/058
2.3.1靜態(tài)氣氛/應力耦合環(huán)境材料性能模擬/058
2.3.2動態(tài)燃氣/應力耦合環(huán)境材料性能模擬/062
2.3.3空間環(huán)境材料性能模擬/077
2.4小結/080
參考文獻/080

第3章超高溫結構復合材料熱環(huán)境行為/083
3.1深冷環(huán)境溫度對材料性能的影響/084
3.1.1深冷環(huán)境溫度下C/SiC性能演變行為及機制/085
3.1.2深冷環(huán)境溫度下SiC/SiC性能演變行為及機制/091
3.2中、高溫對材料性能的影響/095
3.2.1中、高溫下C/SiC力學性能演變行為及機制/095
3.2.2中、高溫下C/SiC熱物理性能演變行為及機制/096
3.3超高溫對材料性能的影響/101
3.3.1超高溫下C/SiC微結構演變行為及機制/102
3.3.2超高溫下C/SiC力學性能演變行為及機制/114
3.4熱處理對材料性能的影響/116
3.4.1熱處理后材料力學性能演變行為及機制/117
3.4.2熱處理后材料熱物理性能演變行為及機制/122
3.5小結/129
參考文獻/129

第4章超高溫結構復合材料熱化學環(huán)境行為/131
4.1超高溫空氣對材料的影響/132
4.1.12D C/SiC激光燒蝕后性能演變行為/132
4.1.22D C/SiC激光燒蝕后微結構演變行為/140
4.2超高溫/準靜態(tài)/水氧耦合環(huán)境對材料的影響/146
4.2.1C/SiC的氧-乙炔焰燒蝕性能演變行為及機制/146
4.2.2涂層改性CVI 3DN C/SiC氧-乙炔焰燒蝕性能演變行為及機制/153
4.2.3C/C與C/SiC氧-乙炔焰燒蝕性能對比/156
4.3高溫/動態(tài)/水氧耦合環(huán)境對材料的影響/159
4.3.1涂層改性C/SiC的甲烷風洞燒蝕性能演變行為及機制/159
4.3.2基體改性C/SiC的甲烷風洞燒蝕性能演變行為/162
4.3.3涂層/基體改性C/SiC的甲烷風洞燒蝕性能演變行為及機制/164
4.3.4C/SiC煤油燃氣風洞燒蝕性能演變行為及機制/169
4.4小結/172
參考文獻/172

第5章超高溫結構復合材料熱/力/介質耦合環(huán)境行為/174
5.1SiC-C/C的疲勞性能/175
5.1.1高溫/靜態(tài)/水氧耦合下SiC-C/C疲勞性能演變行為及機制/175
5.1.2高溫/低速/水氧耦合下SiC-C/C疲勞性能演變行為及機制/188
5.2C/SiC的蠕變性能/196
5.2.1高溫/靜態(tài)/水氧耦合下2D C/SiC蠕變性能演變行為及機制/196
5.2.2高溫/低速/水氧耦合下2D C/SiC蠕變性能演變行為及機制/208
5.2.3高溫/亞聲速/水氧耦合下2D C/SiC蠕變性能演變行為及機制/212
5.2.4高溫/亞聲速/水氧耦合下3D C/SiC蠕變性能演變行為及機制/223
5.3小結/237
參考文獻/237

第6章超高溫結構復合材料空間環(huán)境輻照行為/239
6.1原子氧對材料的影響/240
6.1.1C/C性能及微結構演變行為/240
6.1.2C/C-SiC性能及微結構演變行為/242
6.1.3C/SiC性能及微結構演變行為/243
6.1.4SiC/SiC性能及微結構演變行為/244
6.1.5TaC涂層改性C/C性能及微結構演變行為/245
6.1.6CVD SiC涂層性能演變行為及機制/249
6.2帶電粒子對材料的影響/253
6.2.1電子輻照對材料的影響/253
6.2.2質子輻照對材料的影響/260
6.2.3質子/電子耦合輻照對材料的影響/268
6.3原子氧/分子氧耦合對材料的影響/273
6.3.1原子氧/分子氧耦合對C/SiC的影響/273
6.3.2原子氧/分子氧耦合對SiC/SiC的影響/281
6.4原子氧/帶電粒子耦合對材料的影響/287
6.4.1原子氧/帶電粒子耦合對C/C的影響/287
6.4.2原子氧/質子/電子耦合對C/C-ZrC的影響/305
6.4.3原子氧/質子/電子耦合對CVD SiC C/C的影響/313
6.5小結/317
參考文獻/317

第7章超高溫結構復合材料環(huán)境性能模擬驗證/319
7.1C/C使役性能模擬驗證/320
7.1.1整體氈C/C固體火箭噴管模擬驗證/320
7.1.2整體氈C/C液體火箭噴管模擬驗證/321
7.1.3三維針刺C/C固體火箭噴管模擬驗證/326
7.1.4三維針刺C/C尖銳前緣在固體火箭燃氣射流中模擬驗證/328
7.2C/SiC使役性能模擬驗證/332
7.2.1三維編織C/SiC固體火箭噴管模擬驗證/332
7.2.2三維編織C/SiC液體火箭噴管模擬驗證/341
7.2.3二維疊層C/SiC固體火箭導流管模擬驗證/349
7.2.4二維疊層2D C/SiC固體火箭燃氣舵模擬驗證/351
7.2.5三維細編穿刺C/SiC球頭在固體火箭燃氣羽流中模擬驗證/354
7.3UHTCMC使役性能模擬驗證/357
7.3.1ZrB2-SiC改性3DN C/C固體火箭噴管模擬驗證/357
7.3.2MoSi2改性3DN C/C固體火箭噴管模擬驗證/358
7.3.3HfC改性3DN C/C固體火箭噴管模擬驗證/361
7.3.4HfC-TaC改性3DN C/C固體火箭噴管模擬驗證/362
7.4本章小結/364
參考文獻/365