陶瓷材料的高温光子导热机理研究

基本信息
批准号:51472135
项目类别:面上项目
资助金额:83.00
负责人:潘伟
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:齐龙浩,赵蒙,杨军,李天君,任小瑞,欧刚,张蕾,胡悦,尹硕
关键词:
光子导热热障涂层陶瓷材料
结项摘要

This subject is based on the development of ceramic thermal barrier coating material for high temperature thermal engine, focus on a detailed study the photon heat conduction mechanism in the low thermal conductive ceramics at high temperature. Researches target to the interaction between photon (infrared and visible light range of electromagnetic waves) and material under the condition of high temperature; Including effects of the ceramic crystal structure, composition, defects on the electromagnetic wave absorption, scattering and the refraction; As the temperature increases, the vibration of the phonon mode, and the amplitude increases, more phonon is triggered, phonon number also increase, interaction between phonon and photons become very important issue for research, so the phonon and the photons interaction will be an important research topic in this project; In this project, the mechanism of influences of crystal microstructure, chemical composition, and the physical properties of materials on the heat transfer by photons will be clarified, and to establish a physical model of thermal conductivity of photons under the condition of high temperature. The research will provide theoretical basis development of new and advanced thermal protective coating for thermal parts of high temperature gas turbine or the aircraft engine and also contributing to the high temperature thermal transfer physics.

本课题以高温热机用热障涂层陶瓷材料为对象,详细研究低导热陶瓷材料在高温下的光子导热机理。研究在高温条件下,红外或可见光范围的电磁波与材料的相互作用规律;其中包括在高温条件下,陶瓷材料的晶体结构,组成,缺陷对电磁波的吸收,散射和折射的影响规律;随着温度升高,声子的振动模式,振幅增加,更多的声子被激发,声子数增加,声子与光子的相互作用变得很重要,所以研究声子与光子的相互作用是本课题的重要内容;阐明光子热导与晶体微观结构,化学组分,材料物理特性的相互作用,建立材料的高温条件下光子导热的物理模型。为高温燃气轮机或飞机发动机热部件的隔热防护涂层研究开发提供理论基础,也为高温条件下的材料的热扩散物理研究做出贡献。

项目摘要

本课题以高温热机用热障涂层陶瓷材料为对象,详细研究了材料在高温下的光子导热机理。研究了在高温条件下,红外或可见光范围的电磁波与材料的相互作用规律;其中包括在高温条件下,陶瓷材料的晶体结构,组成,缺陷对电磁波的吸收,散射和折射的影响规律。研究了利用激光闪烁仪测定分别测定材料声子热导和光子热导率的方法。研究了利用不同折射率,在高温下稳定的两相材料制备了可以有效反射高温热辐射的模型,并制备了YSZ和刚玉复合热障涂层材料,研究了高温下第二相粒度,添加量对高温热反射的影响规律。获得了在高温下光子几乎全反射的复相热障涂层陶瓷材料。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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