孔隙率对五元陶瓷体系材料热导率的影响

作者：陈宇慧^*; 姜鹏洋; 张若琳; 孙家祥; 张百强; 张永海

来源：航空材料学报, 2023, 43(02): 66-74.

• 陶瓷材料
• 分子动力学
• 热导率
• 孔隙率

随着航空航天技术的发展,热端部件防护材料也需要满足更高的要求。本工作基于固相反应法和分子动力学模拟研究(ZrxY((1-x/4))Ta((1-x/4))Ti((1-x/4))Er((1-x/4))O(x=0.2、0.544、0.672、0.796和0.92)五元陶瓷体系复合材料。采用ZrO2(99.99%)、Y2O3(99.99%)、Ta2O5(99.99%)、Er2O3(99.99%)和TiO2(99%)粉末作为原料,通过固相反应法制备(ZrxY((1-x/4))Ta((1-x/4))Ti((1-x/4))Er((1-x/4)))O复合材料。用LAMMPS程序计算研究(ZrxY((1-x/4))Ta((1-x/4))Ti((1-x/4))Er((1-x/4)))O陶瓷材料的导热性能。结果表明:在200～900℃区间时通过实验和模拟获得的热导率变化趋势一致,当x=0.796时热导率均达到最小值,证明了分子动力学模拟多元陶瓷材料热导率的可行性;同时研究了孔隙对热导率的影响,发现元素配比与孔隙对热导率的影响存在一定的竞争关系。当孔隙率大于6.67%时,孔隙率为主要影响因素,当孔隙率小于6.67%时,元素配比为热导率的主导因素。

• 单位
  郑州轻工业大学