摘要
热防护梯度材料作为一种具有优异耐高温性能的新型材料,在航空航天、核能等领域有着广阔的应用前景。
本综述首先介绍了热防护梯度材料的概念、分类及其在极端环境下的优异性能。
其次,综述了国内外热防护梯度材料的研究现状,包括材料体系、制备工艺、性能评价以及应用研究等方面,并对不同研究方向的优缺点进行了对比分析。
在此基础上,重点阐述了热防护梯度材料组分优化设计的研究进展,详细介绍了常用的优化算法、优化目标以及约束条件等关键技术。
最后,对热防护梯度材料未来发展趋势进行了展望,指出高通量制备、服役行为预测以及智能化设计是未来研究的重点方向。
关键词:热防护;梯度材料;组分优化;高温;烧蚀
热防护梯度材料是指材料的组成和结构沿一个或多个方向呈连续或阶梯状渐变的一种新型材料。
这种独特的梯度结构赋予了材料优异的综合性能,使其能够承受极端温度环境下的热冲击、热应力以及高温氧化等破坏。
根据梯度变化方向的不同,热防护梯度材料可以分为组成梯度材料、结构梯度材料以及性能梯度材料等。
其中,组成梯度材料是指材料的化学成分沿梯度方向发生变化,例如ZrB2-SiC梯度材料;结构梯度材料是指材料的微观结构或组织形貌沿梯度方向发生变化,例如孔隙率梯度材料;性能梯度材料是指材料的性能参数沿梯度方向发生变化,例如热导率梯度材料。
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