增材制造SiC陶瓷反射镜的研究进展

碳化硅陶瓷具有优异的力学性能和良好的热学性能,是制备空间光学反射镜的理想材料之一。传统成型技术制备的SiC陶瓷反射镜普遍存在轻量化程度低、制备周期长等问题,难以满足空间光学系统的发展需求。当前,增材制造技术展现了其在低成本、短周期制备超轻型反射镜方面的巨大潜力。本文首先对常见的反射镜材料特性进行了对比;然后,综述了SiC陶瓷反射镜增材制造成型技术的研究进展,并详细论述了SiC陶瓷反射镜制备过程的组分设计、制备工艺、致密化方法等,总结了增材制造技术制备SiC陶瓷反射镜的技术路线;最后,对SiC陶瓷反射镜增材制造制备技术的未来发展提出展望。

碳化硅多孔介质内渗硅过程的仿真研究

对仿真熔硅在碳化硅多孔预制体内的渗流过程进行深入研究,不仅有助于了解反应熔渗过程缺陷的成因,还有助于揭示特殊渗流现象的成因。本文基于水平集法、N-S方程、杨氏方程,在由光学显微镜图像提取重构的二维孔道内,进行了熔硅毛细熔渗过程的仿真,重点模拟了由40μm颗粒经模压构成的预制体和基于颗粒级配工艺的预制体内的熔渗过程。结果表明:入渗过程中较大的入口有利于熔渗的快速进行,熔渗过程在同一区域由非饱和渗流逐步向饱和渗流演变;预制体内的大空腔、尖角区与盲孔等孔隙结构有较大概率演化出孔隙型缺陷;预制体的排气出口边界条件与熔渗趋肤成壳现象呈强相关性。

金刚石/碳化硅复合材料的研究进展

金刚石/碳化硅复合材料综合了碳化硅与金刚石的优点,具有高热导率、低热膨胀系数、高比刚度、高硬度以及耐磨损等优异性能,具有广阔的应用前景,是陶瓷基复合材料领域研究的重点之一。金刚石/碳化硅复合材料的制备最早采用高温高压法,该方法可以有效避免金刚石颗粒石墨化带来的有害影响。随着技术的不断发展,出现了多种制备方法。不同的制备工艺下,金刚石/碳化硅复合材料内部的主要相含量、界面相结构及微观组织等因素决定了复合材料的整体性能水平。本文综述了国内外金刚石/碳化硅复合材料的研究与发展现状,从制备方法、性能特点、微观组织及界面反应机制等方面进行了阐述,分析了当前金刚石/碳化硅复合材料研究存在的问题,并对该复合材料的未来发展方向进行了展望。

SiC/Al封装材料制备工艺研究现状

立足于满足封装材料服役性能需求,比较了搅拌铸造,粉末冶金,多孔预置体浸渗,喷射共沉积等Si C/Al复合材料的制备工艺,以及由这些工艺制备的复合材料的特性,从而探讨各种工艺在制备电子封装基板材料的适用性。

高体分SiC/Al与若干电子封装基板材料的对比

综合比较了传统电子封装基板材料与高体积分数SiC/Al复合材料的各方面性能,结果显示,高体分SiC/Al复合材料具有优异的机械与热物理综合性能,且制备成本适中,线膨胀系数可根据不同的半导体材料特性进行调整,因此是基板材料的较佳备选材料。

电子封装材料高体积分数SiC/Al制备和性能

采用无压熔渗法制备了用于特种电子封装的高体积分数SiC增强Al复合材料。复合材料中SiC含量高于60vol.%,SiC陶瓷相均匀分布于Al合金基体中.增强相和合金基体局部形成双连通结构,保证SiC/Al复合材料有低膨胀系数和高热导;复合材料力学性能优良,韧度优于传统陶瓷封装材料。高体分SiC/Al和半导体材料热匹配良好,综合性能优异,满足特种高可靠性电子系统封装材料使用要求。

轻型碳化硅质反射镜坯体的制造工艺

研究了轻型碳化硅质反射镜坯体制造技术,讨论了制备工艺中的关键环节。提出了一种先进的消失模技术用于制备性能更加优异的背部半封闭式轻量化结构。针对制备大尺寸复杂形状陶瓷的难点,研究了SiC陶瓷素坯凝胶注模成型及成型过程中高固相含量低黏度SiC浆料的配置、浆料固化时间控制及大尺寸复杂形状SiC湿坯的液体干燥工艺等。测试分析了坯体烧结过程中素坯的热失重与差热曲线,制定了最佳的烧结工艺。通过对以上关键技术的研究,制备得到了不同形状与轻量化结构形式的单块轻型SiC坯体,最大尺寸为1 100mm×820mm。

关于无压熔渗制备高体积分数SiCp_Al复合材料及其性能探究

针对目前复合材料的多元综合使用方法以及相关制备工艺环节的不断优化,结合较高体积实际分数SiCp_Al复合材料使用调剂手段进行诸多环节的改造优化,保证相对预成型结构成型要求,实现必要设备的小范围实施。根据实际无压熔渗法以及金相显微镜、电镜扫描工艺进行射线延展,实现能谱技术分析机理内容的完整总结,关于内部复合材料的实际力学性能、热能含量标准以及结构关系进行分析,实现研制活动总体成本较低、导热水准较高以及低效率膨胀的材料处理技术,保证不同设备结构的高效应用功能的高度实现。

大口径轻质SiC反射镜的研究与应用

介绍了大口径轻质碳化硅反射镜镜坯的基本结构、性能测试指标、国内应用及发展前景;阐述了碳化硅凝胶注模成型(Gel-casting)、反应烧结SiC(RB-SiC)与压力成型、常压烧结SiC(SSiC)两种国内主要制备大口径轻质碳化硅反射镜的方法;并对两种方法制备得到的1.45 m碳化硅镜坯的性能、测试数据及光学加工后的光学特性进行分析和比对,提出存在的问题,以供商榷,进而促进国内大口径轻质碳化硅反射镜的研究和发展。

氧化时间对增材制造碳化硅性能提升的作用机制

增材制造结合反应烧结技术能够制备高度轻量化的碳化硅陶瓷反射镜,针对增材制造技术制备的碳化硅陶瓷存在抗弯强度低、弹性模量低等力学性能差的问题,开展高温氧化提升材料力学性能的研究。对基于增材制造的反应烧结碳化硅陶瓷试样在850℃下进行高温氧化处理,研究氧化时间对材料成分及表面缺陷含量的影响,阐明氧化时间对材料性能的提升机制,揭示它对材料性能的影响规律。实验结果表明:当氧化时间为2 h时,材料表面原位生长一层致密的氧化硅膜层,该膜层能够使材料表面缺陷自愈合,有效降低陶瓷材料表面缺陷的含量,此时材料获得最佳的力学性能,抗弯强度和弹性模量分别为263.9 MPa和384.75 GPa,分别提升10.7%和14.4%。该方法具有高效率、低成本和易操作的优势,为增材制造碳化硅陶瓷的性能优化提供理论指导。

中高体积分数SiC_p/Al复合材料研究进展

中高体积分数SiC_p/Al复合材料相较于传统合金材料具有力学性能和热学性能'可裁剪'的特点。本文介绍了中高体积分数SiC_p/Al复合材料的主要制备技术工艺,以及中高体积分数SiC_p/Al复合材料在精密仪器、光学系统、电子封装及热控领域典型应用,最后展望了中高体积分数SiC_p/Al复合材料未来的发展趋势。

立体光固化3D打印成型碳化硅陶瓷的烧结特性

立体光固化(SLA)作为碳化硅陶瓷材料3D打印的主流方法之一,具有广泛的应用前景。本文针对立体光固化成型的碳化硅素坯,进行了脱脂与反应熔渗试验,通过烧结过程中密度、强度、收缩率、微观结构的变化,研究了立体光固化成型碳化硅素坯的烧结特性。结果表明:脱脂后样品具有较低的烧结收缩率,特别是增材方向,为0.88%,脱脂后的坯体强度为0.26 MPa;光敏(UV)树脂的残留热解碳(PyC)呈网状结构连接碳化硅颗粒,热解碳局部出现断裂,同时样品沿打印层间出现微裂纹;反应熔渗后残留热解碳与硅反应生成β-SiC,连续相硅填充孔隙与层间微裂纹,样品体积密度为2.79 g/cm^(3),抗弯强度为183.99 MPa。

无压浸渗工艺制备Al/SiC_p复合材料的研究

该文利用凝胶注模工艺和无压浸渗技术相结合的方式,首先利用凝胶注模工艺制备碳化硅预制体,然后利用无压浸渗工艺制备颗粒直径为40μm、固含量为55vol%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料。对制备出的复合材料抗弯强度和弹性模量进行测试。研究结果表明:铝合金完全渗入到坯体内部,只在铝合金与坯体接触面有剩余铝合金,其他表面均没有多余铝合金液渗透出来;通过光学微观组织观察发现碳化硅颗粒与铝合金基体结合良好、碳化硅颗粒均匀分布在铝合金机体内无明显的偏聚现象。复合材料抗弯强度为242.57 MPa,弹性模量为159.62 GPa。

预制体直接氧化法制备高体积分数SiC_P/Al复合材料研究

本文通过向凝胶注模工艺制备的碳化硅预制体添加硅溶胶作为粘结剂,利用直接氧化烧结的方式来制备碳化硅体积分数约为55%的多孔预制体,坯体强度满足后续处理要求;利用通过上述方法制备的Al-8Mg-4Si合金进行无压浸渗实验。实验得到复合材料平均抗弯强度为296.6MPa,平均模量为157.6GPa,碳化硅颗粒与基体结合良好且在基体内分布均匀。相较于真空脱脂烧结然后氧化处理工艺具有制备周期短的特点。

面向光学/精密结构的碳化硅制备和应用进展

碳化硅陶瓷具有力学和热学综合性能优势,已广泛应用于光学/精密结构构件的制造。综述了应用于天/地基先进光电系统领域的碳化硅陶瓷制备技术国内外现状,对比分析了常压烧结、反应烧结、气相转化/沉积三种已获得工程化应用的致密化技术,以及预制体成型技术和材料性能调控方法;介绍了碳化硅陶瓷的增材制造技术,及其应用于光学/精密结构构件制备的进展;总结了超大口径、超高复杂度碳化硅陶瓷的连接技术。阐述了不同应用场景对碳化硅陶瓷的性能需求及其面临的挑战,展望了碳化硅陶瓷制备技术的发展趋势。

纳米碳化硅对浆料流变学及碳化硅性能的影响

研究纳米碳化硅颗粒对凝胶注浆料流变学特性及反应烧结碳化硅性能的影响。利用凝胶注模(gel-casting)成型工艺制备碳化硅素坯,经过脱模、干燥、预烧结和反应烧结等工艺,制备含有纳米碳化硅颗粒的反应烧结碳化硅(RBSC),总结了固含量、球混时间和纳米碳化硅含量对浆料流变学特性的影响机制。实验结果表明:加入纳米碳化硅颗粒后,浆料流变学特性由剪切变稀转变为先剪切增稠后剪切变稀。随着纳米碳化硅的加入,反应烧结碳化硅的力学性能不断提高,当纳米碳化硅颗粒含量达到7%时,反应烧结碳化硅的抗弯强度和弹性模量分别提高到345 MPa和339 GPa,与未加纳米碳化硅颗粒相比,分别增加了18.1%和13.8%。纳米碳化硅的加入改变了浆料的流变学特性,提高了反应烧结碳化硅的力学性能。

体育教育与现代人才的培养

体育教育与现代人才的培养才化冰，包建勋展望２１世纪，社会将不断发展进步，经济将日益增长，科学与技术将飞速发展，文化将更加繁荣．所有这些都将为人的发展提供更充分的条件，开辟更广阔的道路。而人的自身发展又将对社会的发展进步起着不可估量的甚至是决定性的作用...

负荷强度、心力衰竭及对策

近年来，随着人类社会的进步，体育竞技运动技术水平的迅速提高，标明了人类不断克服自我、战胜自我向人类极限挑战的决心和勇气，并取得了历史性的辉煌业绩。但同时也由于一些人为的因素给运动员的身心带来了不利的影响．诸如运动性创伤、心力衰竭等。

反应烧结Cr/Si/C复相陶瓷的微观结构表征与力学性能

本文采用掺杂Cr2C3的方法探究增韧补强反应烧结SiC陶瓷的途径。通过凝胶注模成型及反应烧结工艺制备Cr/Si/C复相陶瓷由SiC、Si和CrSi2组成,CrSi2由Cr2C3与熔融Si反应生成;材料中SiC颗粒分布均匀,CrSi2存在明显偏析;Gr/Si/C复相陶瓷抗弯强度接近反应烧结SiC/Si陶瓷,平面应变断裂韧性KIC达到3.81MPa.m1/2;CrSi2分布不均和弱化界面结合是抗弯强度以及弹性模量降低的原因。

大口径碳化硅反射镜轻量化结构与镜坯成型

大口径光学反射镜的材料选择与研制一直是空间光学系统的主要核心技术,采用凝胶注模成型(Gel-Casting)技术一次性完成1.45m碳化硅反射镜镜坯成型,再经1 700℃反应烧结得到一块完整的碳化硅镜坯。介绍了大口径轻质碳化硅反射镜镜坯的基本结构,系统阐述了SiC反射镜镜坯的制备工艺。结合金相显微镜、XRD物相分析及力学性能测试对SiC镜坯的组织结构进行分析,测试数据表明:1.45m碳化硅反射镜镜坯的密度≥3.0g/cm3,抗弯强度≥330 MPa,弹性模量≥340GPa,轻量化率>74%。碳化硅反射镜镜坯的力学性能均能满足空间光学系统设计的要求。