莫来石-堇青石质匣钵对于制备高性能锂电池正极材料尤为重要。本文采用莫来石(1.18~0.6 mm)和堇青石(2~1 mm)为骨料,莫来石(0.074 mm)、煅烧氧化铝(0.044 mm)、佛山黄泥(0.044 mm)和煤矸石(0.044 mm)为基质,在1 380 ℃下保温3 h烧结制备锂电池正极材料LiNixCoyMnzO2(LNCM)承烧用莫来石-堇青石匣钵,并采用埋覆侵蚀法探究了正极材料在烧结过程中对匣钵的侵蚀行为。结果表明: 在1 380 ℃下保温3 h烧结制备的匣钵力学性能和抗热震性均较好,其室温抗折强度为10.02 MPa,经3次热震循环后残余强度保持率在51.52%~53.26%; 适当增加粗颗粒(1.18~0.6 mm)莫来石的含量可有效提高莫来石-堇青石匣钵的抗侵蚀性,且经侵蚀25次后匣钵表面的最大反应层厚度为447 μm,最小反应层厚度为211 μm。

采用楔入劈裂法和抗热应力损伤因子评价了不同钢纤维加入量时［0~2.5% (质量分数)］莫来石质浇注料的抗热震性能，并进一步通过1 100 ℃急热-空气急冷试验法以及3种不同抗热震表征方法(抗折强度保持率、弹性模量保持率和超声波波速保持率)综合分析了浇注料抗热震性的变化趋势。结果表明：当钢纤维加入量在1.0%~2.0%，断裂韧性和抗裂纹扩展能力(R′′′′)随其加入量增加而增加，进而提高了浇注料的抗热震性能。当超过2.0%后，裂纹的快速生成和扩展会导致R′′′′和抗热震性的降低。

用硅溶胶对硅莫砖再生骨料进行浸渍处理, 研究了硅溶胶含量(质量分数)对骨料性能的影响。用扫描电子显微镜和能谱仪对浸渍后硅莫砖骨料的显微结构进行表征。通过水润湿角测试判断硅莫砖骨料的水润湿性。结果表明: 骨料经浸渍处理后, 吸水率从6.9%降低到2.6%。骨料的水润湿性有了较大的改善, 水润湿角从55°降低到7°。将浸渍后的硅莫砖替代棕刚玉, 作为再生骨料应用于Al2O3-SiC-C浇注料中, 当硅溶胶含量为15%浸渍的硅莫砖骨料替代棕刚玉时, 1 450 ℃热处理后浇注料的显气孔率最低(17.1%), 常温耐压强度最高(73.7 MPa), 比以棕刚玉为骨料的浇注料的强度提高了45.7%, 浇注料热震后残余抗折强度和残余抗折强度保持率分别提高了69.4%和24.1%, 综合性能最佳。

为了提高航空发动机热端部件的热障涂层(TBCs)与基体的结合强度、延长涂层使用寿命,利用激光快速成型技术在高温合金基体上制备了网状结构的衬垫,用等离子喷涂法制备了陶瓷涂层,并通过实验比较该陶瓷涂层与传统两层结构涂层的抗热震性能。基于热弹塑性力学理论,建立了二维有限元数值模型,分析了热震中网状衬垫对热障涂层应力分布的影响。结果表明,传统两层结构与具有网状衬垫的热障涂层分别在经历45和111次热震后失效,且由于陶瓷层和粘结层之间生长的热氧化层(TGO),边缘位置的陶瓷层均发生剥落。数值分析结果表明,网状衬垫的加入使得涂层边界区域的应力集中得到改善,涂层剥落被有效抑制,从而使得热障涂层抗热震性能提高。

为了解决目前3 mm回旋行波管所使用的蓝宝石输出窗因功率容量不足而发生破裂的问题。从抗热震性和功率容量两个方面出发，对常用的几种窗片材料进行了对比。在国内首次以微波等离子体化学气相沉积金刚石为窗片材料，利用数值计算及ANSYS软件仿真设计了用于3 mm回旋行波管的低反射，低吸收，宽带宽，高功率容量的输出窗。结果表明，所设计的输出窗适用于TE01模式输出，其S11参数小于-20 dB的带宽为6 GHz。同时，该输出窗具有良好的抗热震性，在自然对流散热条件下具有61 kW的功率容量。

以堇青石、SiC、Cr2O3、TiO2、SiO2为原料, 与磷酸盐胶粘结剂配料混匀后, 经机械搅拌制备红外辐射涂料, 采用刷涂的方式在高铝砖基体表面制备红外辐射节能涂层。采用 TG-DSC研究分析红外辐射粉末的热稳定性, 利用涂 -4杯和漆膜附着力测定仪对涂料的流动性能和涂层与基体的结合强度进行表征, 采用空冷和水淬方式研究涂层的抗热震性能, 并探讨了碳化硅的含量对涂层红外发射率的影响。研究结果表明: 胶粉比为 2:1时, 获得的涂料均匀, 流动性最好; 以磷酸盐胶粘结剂制备的红外辐射涂料经 1100℃以上高温瓷化后, 红外辐射涂层与基体的结合力增强, 涂层抗热震性能良好; 碳化硅含量为 40%时, 制备的复合红外辐射涂层具有最优的红外辐射性能。此外, 在炭砖焙烧窑上使用该红外辐射涂料后, 炉内温度提高了 128℃, 降低能耗 8%左右。