聚丙烯腈预氧纤维/硅橡胶烧蚀防热材料的制备及其性能

聚丙烯腈预氧纤维(PANOF)作为一种低成本、高性能阻燃纤维,在航空航天用热防护材料中极具应用前景。选用丙酮和硅烷偶联剂KH570依次对市售PANOF进行除油纯化和表面改性,得到了预处理PANOF(t-PANOF)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X光电子能谱(XPS)对预处理前后的PANOF进行了表征,比较了纤维形态结构及其与硅橡胶(SR)界面性能的变化。研究了t-PANOF对SR力学性能和热性能的影响,并考察了在助成瓷剂(CFA)作用下,CFA/t-PANOF/SR三元复合材料的烧蚀响应行为。结果表明:经过预处理,纤维与橡胶的界面黏合水平得到了显著改善,t-PANOF/SR复合材料的拉伸断裂强度也随之提高。但是随t-PANOF含量的增加,复合材料的综合力学性能呈现出先上升后下降的趋势,纤维最佳用量为5~10份。t-PANOF增强骨架的构筑有助于改善SR在高温富氧环境下的维形能力以及CFA/t-PANOF/SR复合材料的烧蚀表现。在2 MW/m~2高温氧化气流下,CFA/t-PANOF/SR复合材料表面生成了以纤维骨架为主体结构的抗氧化陶瓷层,对应线烧蚀率和质量烧蚀率仅为0.02 mm/s和0.02 g/s,有望成为新一代空天飞行器的烧蚀防热材料。

航天飞行器用高发射率红外辐射涂层的制备及性能研究

以碱金属氢氧化物及其氧化物和SiC等复配得到了高发射率红外辐射粉料,然后与硅橡胶混合配置,再通过空气喷涂法制备得到了高发射率红外辐射涂层。通过力学、热学、红外辐射、隔热试验等对涂层的各项性能进行了表征。结果表明:辐射涂层具有高红外发射率(>0.85),表现出优异的隔热性能。与添加1 mm长的碳纤维制备的涂层相比,3种添加500μm的短切玻璃纤维制备的自研辐射涂层具有更好的力学性能、界面结合强度以及表面状态。综合对比3种自研辐射涂层,其中添加由SiC以及铁、铝、镁的氧化物组成的辐射填料制备的涂层A效果最优,红外发射率高达0.93,拉伸强度达到2.89 MPa,断裂伸长率达到114%,拉伸剪切强度达到1.36 MPa。

基于LabVIEW的地面电子单元C接口眼图算法研究与实现

基于LabVIEW平台的地面电子单元C1信号眼图算法,计算C1信号的眼图图形、幅值、平均数据率、上升时间、下降时间,以及掩膜入侵点参数值是否满足标准要求。设计实现眼图及相关参数计算的硬件、软件环境:硬件设计选用NI板卡实现数据采集与处理;软件设计采用Lab⁃VIEW语言编程,通过处理C1信号离散点计算眼图图形及参数数值,最终依据眼图参数值判定C1信号性能。通过试验对比同一地面电子单元输出信号眼图算法与示波器眼图模块的计算结果,得出眼图算法与硬件环境设计相关的结论,即在眼图算法与示波器的硬件环境接近的情况下,二者的计算结果也更接近。试验结果表明:基于LabVIEW实现的眼图算法具有稳定性、可用性与低成本优势,且可通过优化硬件环境提升算法的可信度。

激光熔注制备纳米团聚颗粒增强ZrO_2/Ti6Al4V复合材料层的微观组织

采用激光熔注技术在Ti6Al4V表面制备了纳米团聚ZrO_2陶瓷颗粒增强ZrO_2/Ti6Al4V功能复合材料层,采用金相显微镜以及扫描电镜对激光熔注层的微观组织以及纳米结构ZrO_2陶瓷颗粒的形态演变进行了观察与分析。结果表明,在合适的工艺参数条件下,可获得成形良好的激光熔注层,ZrO_2颗粒分布于整个熔注层中并达到熔池底部。熔注层的平均深度为0.5mm。在熔注层顶部ZrO_2陶瓷颗粒基本保持原始形态。随着进入深度的增加,纳米团聚ZrO_2颗粒逐步发生离散分解。熔注层中ZrO_2陶瓷颗粒与金属基体之间形成了良好的冶金结合。

灰铁基Cr-n-Al_2O_3复合电刷镀层的性能

采用电刷镀在灰口铸铁表面制备了n-Al2O3掺杂的Cr基复合镀层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、扫描电子显微镜附带能谱仪(EDS)等技术对镀层的晶粒尺寸、截面与表面形貌及n-Al2O3在镀层中的分布进行了表征。此外,利用显微硬度计、磨损试验机、电化学工作站等仪器对镀层的硬度、耐磨性、抗腐蚀性等进行了测试。结果表明:Cr-n-Al2O3复合镀层组织致密无明显缺陷,n-Al2O3均匀地弥散分布于镀层表面;在纳米粒子的弥散强化及细晶强化作用下,复合镀层的硬度相对于纯Cr镀层提高了42.8%,耐磨性也有所提高;此外,n-Al2O3的加入也改善了镀层的耐腐蚀性能。

纳米钛酸钡负载还原氧化石墨烯/PBO纳米复合材料的制备和性能

利用溶剂热法制备了纳米钛酸钡(BT)负载还原氧化石墨烯(RGO)纳米粒子(RGOBT)。透射电子显微镜照片显示BT纳米粒子直径为20~30nm。采用叔丁基二甲基氯硅烷(TBS)预处理保护4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)后再与对苯二甲酰氯冷凝聚合制备聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)前驱体(TBS/prePBO),并通过溶液浇注法及逐步升温关环热处理两步法制备了RGO-BT/PBO三元复合材料薄膜。当RGO-BT质量分数达到10%时,复合材料膜的拉伸强度和杨氏模量较纯PBO薄膜的相应值分别提高84%和200%。高介电BT纳米粒子和RGO纳米薄层界面极化的协同作用可大幅提高复合材料的介电性能。当RGO-BT的质量分数为10%时,复合材料介电常数为纯PBO介电常数的近15倍,未来此种高介电材料有望作为耐高温高储能密度材料用于极端环境下的紧凑储能元器件中。

颗粒陶瓷增强钛基复合材料磨削表面形貌仿真与试验研究

使用Deform-3D软件开展了单颗金刚石磨粒磨削颗粒陶瓷增强钛基复合材料的过程仿真,研究了复合材料磨削亚表面裂纹的萌生与扩展规律以及不同工艺参数对磨削表面形貌的影响;开展了树脂结合剂金刚石砂轮磨削复合材料的实验,分别研究了不同陶瓷颗粒粒度与磨削工艺参数对磨削表面形貌的影响规律,对不同工艺参数下的磨削表面粗糙度进行测量与分析。结果表明,试验结果与仿真结果较为一致;陶瓷颗粒粒度为40μm的复合材料磨削表面质量明显高于陶瓷颗粒粒度为80μm的复合材料。当砂轮线速度为25m/s、进给速度为12m/min时,磨削表面质量最优;在沿复合材料激光制备方向上的磨削表面粗糙度受砂轮线速度和工件进给速度的双重作用,而垂直于激光制备方向,表面粗糙度随砂轮线速度的增加或工件进给速度的降低而有所减小。

柴油机活塞开裂失效分析

采用金相显微镜、扫描电子显微镜等检测工具,分析了某柴油机活塞产生裂纹的原因。分析结果表明:活塞表面的初晶硅在热循环的作用下开裂形成微裂纹,燃烧室边缘的高温降低了微裂纹扩展所需尺寸的门槛值,从而导致燃烧室边缘的微裂纹扩展形成宏观裂纹,活塞失效。

通道注意力嵌入的Transformer图像超分辨率重构

目的基于深度学习的图像超分辨率重构研究取得了重大进展,如何在更好提升重构性能的同时,有效降低重构模型的复杂度,以满足低成本及实时应用的需要,是该领域研究关注的重要问题。为此,提出了一种基于通道注意力(channel attention,CA)嵌入的Transformer图像超分辨率深度重构方法(image super-resolution with channelattention-embedded Transformer,CAET)。方法提出将通道注意力自适应地嵌入Transformer变换特征及卷积运算特征,不仅可充分利用卷积运算与Transformer变换在图像特征提取的各自优势,而且将对应特征进行自适应增强与融合,有效改进网络的学习能力及超分辨率性能。结果基于5个开源测试数据集,与6种代表性方法进行了实验比较,结果显示本文方法在不同放大倍数情形下均有最佳表现。具体在4倍放大因子时,比较先进的SwinIR(image restoration using swin Transformer)方法,峰值信噪比指标在Urban100数据集上得到了0.09 dB的提升,在Manga109数据集提升了0.30 dB,具有主观视觉质量的明显改善。结论提出的通道注意力嵌入的Transformer图像超分辨率方法,通过融合卷积特征与Transformer特征,并自适应嵌入通道注意力特征增强,可以在较好地平衡网络模型轻量化同时,得到图像超分辨率性能的有效提升,在多个公共实验数据集的测试结果验证了本文方法的有效性。