C/C复合材料ZrC/SiC抗烧蚀涂层性能研究

综合利用固相浸渗法和涂刷法,在C/C复合材料表面制备了一种ZrC/SiC抗烧蚀涂层。通过氧-乙炔实验测试了所制备ZrC/SiC涂层的抗烧蚀性能,并用XRD、SEM分析了涂层烧蚀前后的物相组成及微观形貌,研究了涂层的抗烧蚀机理。结果表明,此ZrC/SiC涂层与基体的结合性能及热稳定性能良好;涂层烧蚀机理是热化学烧蚀、热物理烧蚀和机械剥蚀的综合作用,该涂层有极低的质量烧蚀率。

炭布叠层穿刺C/C复合材料螺栓连接件微观组织和力学性能

以炭布叠层穿刺结构作为预制体,通过热梯度化学气相沉积(TCVI)工艺,制备了C/C复合材料,并沿不同纤维增强方向加工出C/C复合材料螺栓。考虑到机械加工对C/C复合材料性能的损伤,提出了C/C复合材料螺栓力学性能的测试方法,通过自行设计的模具,对所制备连接件的力学性能进行了测试表征,并利用偏光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM),对C/C复合材料螺栓的微观组织结构及断口形貌进行了分析。结果表明,所制备的螺栓具有较好的抗拉和抗剪能力,沿平行于炭布X-Y面方向(xy向)加工的C/C复合材料连接件具有较高的力学性能,螺柱的抗拉强度和剪切强度分别为52.3 MPa和49.8 MPa,圆柱销剪切强度为52.2 MPa。

轴棒法编织C/C复合材料的热物理及烧蚀性能

采用轴棒法编织三维四向炭纤维预制体,经高压沥青浸渍炭化致密化工艺(HIPIC)制得高密度4D C/C复合材料,研究了材料轴向的热物理性能、抗烧蚀性能,并分析了材料的烧蚀机理。结果表明,轴棒法编织C/C复合材料轴向的热扩散率随着温度的升高而降低,比定压热容随温度的升高而增大,热导率随温度的升高缓慢下降,且材料的热物理性能在高温时趋于稳定;材料轴向具有较低的热膨胀系数,热膨胀系数随温度的升高而增大,在较低温度时具有负热膨胀行为;材料轴向具有较优异的抗烧蚀性能,经120 s氧-乙炔烧蚀后的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为2.04×10-3g.s-1和3.92×10-3mm.s-1,烧蚀过程主要受热化学烧蚀和机械剥蚀共同作用。

石墨化处理对双层热解炭基2D C/C复合材料微观结构的影响

综合采用偏光显微镜(PLM),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等分析方法,逐层研究了2500℃高温石墨化(HTT)处理前后双层热解炭基2D C/C复合材料的不同织构以及纤维-基体界面的变化。结果表明:HTT处理后,d002值减小,石墨化度显著提高;内层低织构热解炭的断口微观形貌与晶格条纹几乎没有变化,而外层高织构热解炭晶格条纹更加平直,尤其是发现层间裂纹密度明显增大,使得处理后的高织构热解炭在受力时,裂纹易于在层间扩展和偏转,因此可有效提高材料的韧性;同时,纤维-基体界面发生弱化也是提高材料韧性的另一机制。HTT处理前后试样的三点弯曲力学性能试验结果证实了以上机制。

闭孔碳微球泡沫材料制备工艺与性能研究

依据微胶囊化原理,用热固性线型酚醛树脂制得微胶囊,加热去除囊芯后用作先驱体,在N2保护下进行900～1100℃的碳化处理得到具有无定型碳结构的闭孔碳微球,然后在Ar气保护下进行2100～2600℃的石墨化处理,得到具有石墨结构的闭孔微球碳泡沫材料.该材料的导热系数在5W/m·K左右,是一种理想的耐高温隔热泡沫材料.

轴棒法编织三维四向C/C复合材料压缩及弯曲性能

通过对轴棒法编织三维四向C/C复合材料进行压缩、弯曲实验,观测了材料在不同载荷下的应力-应变曲线以及压缩性能和弯曲性能数据,采用扫描电镜对断面形貌进行分析,并研究了材料的破坏机理。结果表明,轴棒法编织三维四向C/C复合材料具有良好的力学性能,编织结构对复合材料性能有较大影响,材料的轴向压缩强度大于径向,但轴向弯曲性能低于径向;材料的压缩破坏均以压溃的形式破坏,具有韧性断裂的特征,弯曲破坏表现为剪切破坏或分层破坏,并伴随有少量纤维拔出。

一种三维四向碳/碳复合材料的微观结构与力学性能

采用轴棒法编织三维四向碳纤维预制体。经高压沥青浸渍碳化致密化工艺(HIPIC)处理后,该预制体被制成高密度三维四向碳/碳(C/C)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对其微观结构和断面形貌进行分析;采用拉伸、压缩和三点弯曲等试验方法对其力学性能进行测试。结果表明:轴棒法编织的三维四向C/C复合材料致密均匀,力学性能良好;断口的扫描电子显微镜图片表明复合材料的破坏方式以假塑性断裂为主。

导弹武器系统复合材料防护盖结构设计与性能研究

基于拓扑互锁结构原理设计了一种导弹武器发射系统高强玻璃纤维增强树脂基复合材料防护盖,采用有限元仿真方法和动态模拟技术分析了防护盖在设计载荷下的冲破性能和抗砸性能,制备出实物样件并进行了适配器砸击试验和模拟弹头冲破试验。结果表明:研制的防护盖的冲破性能和抗砸性能满足设计指标要求,经适配器从以20 m/s速度自由落体砸击5次,防护盖结构未发生贯穿性破坏;模拟导弹发射时冲破最大力为1328 N,防护盖齐根断裂性能良好。

树脂基复合材料易碎盖设计和优化研究进展

从树脂基复合材料在易碎盖领域应用的优势出发,按照易碎盖在导弹发射过程中的分离方式,从整体穿透式、整体抛出式和多瓣分离式等三个方面介绍了国内外树脂基复合材料易碎盖的设计和优化研究进展,分析了影响树脂复合材料易碎盖性能的关键因素,综述了树脂基复合材料易碎盖的结构设计特别是薄弱区的设计和优化对易碎盖性能的影响。

新一代运载火箭贮箱大温差泡沫夹层共底研制

系统研究了一种铝合金面板/聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫夹层结构低温贮箱共底的结构设计、关键制造技术及结构性能,该贮箱共底成功通过了气密试验、低温打压及隔热性能等试验考核,单底内压0.54MPa,低温打压煤油箱压力0.40 MPa,氧箱压力0.47 MPa,共底面板不皱损、不失稳,煤油温度不低于17℃。研制的夹层共底能够满足大温差(约210℃)、轻质化和发射前无需抽真空隔热等的使用需求,为我国新一代运载火箭成功研制奠定了技术基础。

化学气相沉积法制备氮化硼界面涂层的研究进展

阐述了BN界面的优异性能和CVD制备工艺的优缺点,主要介绍了CVD-BN制备过程中沉积温度、源气体比例、热处理温度等各因素的影响,指出CVD法是制备高品质BN界面涂层的优选方法。优化CVD工艺,对其制备原理进行深入研究,将是BN界面涂层研究的重点,获得特定结构、性能稳定、厚度可控的BN界面相涂层是CVD法制备BN界面相涂层的难点。

丙烯在模型孔中CVI过程的热解炭沉积

本文在温度为1 223 K,总压强40 kPa(N_2∶C_3H_6=9∶1)和停留时间0.56 s下,以丙烯为前驱体在内径为1.0 mm和长度31.0 mm的模型孔中裂解沉积生成热解炭。以15 h为沉积周期经75 h沉积实验得到最终试样,通过制样观察热解炭沿模型孔长度方向的沉积厚度,分析在基底水平和垂直方向上热解炭的沉积速率变化。结果表明,在该实验条件下热解炭沿模型孔长度方向由孔口到末端的沉积速率降低;而在垂直方向位置较低处的模型孔,热解炭沿长度方向的沉积速率梯度较小。通过耦合丙烯的均气相反应机理和总括反应机理,对该实验条件下丙烯在模型孔中的热解炭沉积过程进行模拟。在平推流反应器模型中,运用均气相反应机理对丙烯裂解的气相组分变化进行模拟,并将平推流反应器相应位置的气体组分浓度作为对应模型孔入口的初始浓度。运用总括反应机理的热解炭沉积模型,对丙烯在模型孔中的化学气相渗透过程进行模拟。对照热解炭在模型孔中沉积厚度的实验结果,证明该模型的合理性。模拟和实验结果表明通过减少气体停留时间可适当减缓热解炭表面封孔现象。

易碎式导弹发射箱盖研究进展

从易碎式导弹发射箱盖比传统的机械式箱盖和爆破式箱盖的优势出发,针对易碎盖的材料选择、结构设计优化和有限元分析3个方面简述了国内外易碎式导弹发射箱盖的研究进展,分析了影响易碎盖冲破性能和抗外压承载性能的关键因素。指出目前易碎盖所使用的材料以玻璃纤维增强环氧树脂为主,针对易碎盖冲破性能的结构设计与优化主要有应力薄弱区设计、胶接薄弱区设计和拓扑自锁结构,提议在易碎盖材料选择和结构设计与优化等方向进一步加大研究。

聚碳硅烷转化碳化硅陶瓷吸波性能的研究进展

聚合物转化碳化硅(PDCs-SiC)陶瓷具有低密度、高强度、高温抗氧化等优异特性,且介电性能可调节,是极具潜力的高温雷达吸波材料,也是新型武器装备隐身的重要材料。首先,阐述了电磁波的吸收原理;其次,介绍了PDCs-SiC陶瓷的微观结构随热解温度的演变及其对SiC陶瓷吸波性能的影响,为了提高PDCs-SiC陶瓷的吸波性能,重点从磁损耗和介电损耗的机制两方面综述了PDCs-SiC陶瓷的改性研究现状;最后,提出了PDCs-SiC陶瓷材料在吸波方面未来的发展方向。

3D SiC_(f)/SiBCN复合材料在水氧环境下的氧化行为

采用前驱体浸渍裂解法(PIP)制备3D SiC_(f)/SiBCN陶瓷基复合材料,探究复合材料在水氧耦合环境下(800℃-1200℃)的氧化行为。使用SEM和XRD对复合材料在氧化前后的微观结构和物相组成进行表征,并通过EDS对复合材料氧化后的主要元素进行面扫分析。研究结果表明,800℃湿氧氧化处理导致复合材料弯曲强度呈现极大的下降,弯曲强度保留率仅为33.56%,然而,在1000℃和1200℃氧化处理后,弯曲强度保留率高于50%,这是由于复合材料在1000℃和1200℃氧化50 h后形成了粘流态的SiO_(2)氧化层,对复合材料的纤维起到了保护作用。氧元素的面扫显示了复合材料在氧化过程中的自愈合氧化层主要来自SiBCN基体的氧化。

ICVI工艺参数对碳/碳复合材料快速均匀致密化的影响

为了研究碳/碳(C/C)复合材料的快速均匀致密化工艺,参考工业天然气的成分,以92%甲烷(CH4)、5%乙烷(C2H6)、3%丙烷(C3H6)组成的混合气作为前驱体,在沉积温度为1075℃时,采用等温化学气相渗透(ICVI)工艺,在不同系统压力和滞留时间下对16和26 mm两种厚度的碳纤维针刺预制体进行120 h致密化,制备C/C复合材料。对制备出的C/C复合材料进行轴向和径向切割取样,利用多功能密度测试仪研究压力和滞留时间对C/C复合材料致密化速度和均匀性的影响。结果表明:沉积温度为1075℃,滞留时间为1.0 s时,20 kPa下,经过120 h致密化后,16和26 mm厚度的C/C复合材料平均密度分别为1.45和1.43 g/cm3,较10 kPa压力下的平均密度(1.06和0.91 g/cm3)有明显提高,且厚度对C/C复合材料密度均匀性的影响减小。沉积温度为1075℃,压力为20 kPa时,将滞留时间降低到0.1 s,经过120 h致密化后,16和26 mm厚度的C/C复合材料平均密度均达到1.7 g/cm3以上,厚度对前驱气体在预制体内渗透效果的限制作用非常小;并且,在此实验条件下制备出沿气流方向密度均匀性比较理想的C/C复合材料。基于热解碳沉积反应机理,利用COMSOL软件对不同ICVI条件下C/C复合材料进行了致密化过程的数值模拟分析,模拟结果与实验中获得的C/C复合材料的致密化效果具有较高的一致性。

从“世界工厂”的困境看“十一五”期间我国期货业的发展

中国在国际市场上采购的高价位,已对中国长远可持续发展产生重要影响。大力发展中国的期货市场,建立中国的定价中心,正确反映中国因素,是变被动为主动的最直接、最有力的措施。

加强社会征信体系建设 构筑诚实守信的经济社会环境

建立国家层面的社会征信体系，对深入贯彻习近平总书记“四个全面”战略布局，推进社会治理创新、提高国家治理能力，倡导文明新风和社会公德，构筑诚实、守信、公平、正义的经济社会环境具有十分重要的意义。