PyC/SiC界面相对PIP法制备3D HTA C/SiC复合材料性能的影响(英文)

利用三维编织炭纤维预制件通过先驱体浸渍裂解法制备C/SiC复合材料。研究了热解碳(PyC) /SiC界面相对复合材料的微观结构和力学性能的影响。弯曲性能通过三点弯曲法测试,复合材料的断口和抛光面通过扫描电镜观察。结果表明:通过等温化学气相沉积法在纤维表面沉积PyC/SiC界面相以后,复合材料的三点抗弯强度从46MPa提高到247MPa。沉积界面的复合材料断口有明显的纤维拔出现象,纤维与基体之间的结合强度适当,起到了增韧作用;而未沉积界面相复合材料的断口光滑、平整,几乎没有纤维拔出,纤维在热解过程中受到严重的化学损伤,性能下降严重,材料表现为典型的脆性断裂。

“CVI+压力PIP”混合工艺制备低成本C／SiC复合材料

以低成本填料改性有机硅浸渍剂作为先驱体,采用“化学气相渗透法+压力先驱体浸渍裂解法”(CVI+P-PIP)混合工艺制备了低成本C／SiC陶瓷复合材料．研究了浸渍剂裂解机理,探讨了界面涂层对复合材料性能的影响．结果表明,填料改性有机硅浸渍剂裂解产物结构致密、陶瓷产率高;压力可提高填料改性有机硅浸渍剂的致密效率．混合工艺充分利用沉积 SiC基体和裂解SiC基体的致密化特点,有效缩短了制备周期． C／SiC／C三层界面不仅可降低纤维／基体之间结合强度界面,提高了复合材料韧性;而且减缓了氧化性气体扩散到碳纤维表面的速度,改善了复合材料的抗氧化性能．复合材料的抗弯强度达到455MPa,断裂韧性达到 15．7MPa·m-1／2．在1300℃空气中氧化3h,复合材料失重仅8．5％．

PIP法制备SiC_f/SiC复合材料导热性能影响因素研究

以国产连续SiC纤维和聚碳硅烷(PCS)为原料,采用先驱体转化法(PIP)制备了系列SiCf/SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC-CMC)。采用激光导热仪、扫描电镜(SEM)等分析手段初步研究了热处理温度、纤维铺排方式、碳涂层、纤维体积含量、孔隙率等因素对SiCf/SiC-CMC结构和导热性能的影响。结果表明:热处理温度越高,SiCf/SiC-CMC导热性能越好;纤维铺排方式对于导热性影响不大,而与热流传递的方向有关。增加纤维体积含量可以提高复合材料的导热性能,但碳涂层引入后SiCf/SiC-CMC导热性能明显降低。应尽量提高SiCf/SiC-CMC的致密化程度,以提高其导热性能。

SiC微粉加入对PIP法制备3D-C_f/SiC复合材料的影响

本文采用聚合物先驱体浸渍-裂解法(Precursor infiltration pyrolysis,PIP)制备出三维碳纤维增强Si C基复合材料(3D-C_f/Si C),研究了不同含量的Si C微粉对其制备周期、材料致密性和材料抗弯强度的影响。实验结果表明,先驱体溶液中加入适量Si C微粉可缩短3D-C_f/Si C的制备周期。材料致密度与抗弯强度随着先驱体中纳米Si C含量增加而不断增强,当含量达到11.76%时,材料致密度与抗弯强度达到最高,继续增加Si C微粉含量材料致密度与抗弯强度呈下降趋势。

低成本PIP工艺制备陶瓷基复合材料研究进展

聚合物浸渍裂解(Polymer infiltration pyrolysis,PIP)工艺简单,可以净尺寸成型复杂构件,在陶瓷基复合材料制备中有着广泛的应用。但是其先驱体合成工艺复杂、陶瓷产率低、价格昂贵,且PIP工艺周期长,使得生产成本高昂,影响其发展和工程化应用。从陶瓷先驱体的低成本研发与高效率的致密化工艺两部分对陶瓷基复合材料的低成本制造进行了综述。

低温预氧化对PIP-SiC_f/SiC复合材料介电性能的影响

分析了低温预氧化过程对聚碳硅烷(PCS)先驱体结构的影响,研究了不同预氧化温度和时间下SiCf/SiC复合材料室温和高温介电性能的演变规律。结果表明:经预氧化处理后基体中的氧含量增加,生成具有低介电常数的Si CxOy相,且其含量随着预氧化温度的升高或时间的延长逐渐增加,SiC微晶和自由碳的含量均减少,因此SiCf/SiC复合材料的复介电常数明显降低,同时高温复介电常数的升高幅度显著减小。经260℃-6 h预氧化处理后,700℃时复合材料在整个X波段的反射率均达到-8 d B以下,高温吸波性能得到有效改善。

正交铺层PIP-SiC_(f)/SiC复合材料的水淬失效行为

铺层方式是影响预浸料铺贴工艺制备SiC_(f)/SiC复合材料抗热震性能的关键因素之一。以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的SiC_(f)/SiC复合材料为研究对象,基于内聚力模型,对不同正交铺层方式的方形试样开展1200℃高温水淬实验及有限元仿真研究。结果表明:水淬过程中试样表面温度急剧下降,芯部与表面存在较大温差,顶角与芯部温差最高可达1077℃,导致复合材料的主要失效模式为层间开裂和基体开裂,且试样层间开裂位置与铺层方式有关。由模拟结果可知,由于正交铺层方式的不同,试样的层间开裂位移也存在显著差异:[0/90]与[0/90/0]两种铺层方式层间主裂纹开裂位移约为0.61 mm,而[0/0/90/90]铺层主开裂位移仅为0.04 mm。此外,随着水淬时间的增加,层间主裂纹开裂位移逐渐增大,而次裂纹在开裂后逐渐发生闭合现象。

PIP软件平台的评估与开发

ＰＩＰ软件包是一套集采集流程控制与图像处理于一体的核医学图像处理软件平台。本文介绍了ＰＩＰ的基本功能和开发环境，并重点介绍如何在ＰＩＰ平台上开发心脏和肾脏临床处理程序。

基于复杂焊接结构件的PIP处理工艺研究

贮存架导轨是某型船舶自动化库设备用精密导向部件与受力部件,该型导轨是焊接结构件,形状比较复杂,加工时很容易发生变形。该型贮存架导轨在机械加工完成后应用了表面PIP处理新工艺,利用正交试验法对PIP处理工艺参数温度、时间、渗剂浓度3个因素进行分析,通过对零件的形变和表层硬度的数据统计总结发现,各因素对表层硬度、变形量的影响程度为:温度趋势变化最大,保温时间次之,渗剂浓度的变化趋势最小。得到了PIP处理的最佳工艺参数,解决了导轨加工变形难题,同时,也为复杂结构钢焊接件的PIP处理工艺提供了改进方向和理论支撑。

CMOS工艺中PIP电容的不同制作方法

在CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补式金属-氧化物-半导体)器件制造工艺中,通常都需要集成PIP(Polysilicon-Insulator-Polysilicon,多晶硅-介电层-多晶硅)电容,该电容的制作非常重要。介绍了PIP电容的4种制作工艺,并分别对比了优劣。4种方法分别是:将PIP制作步骤放在第一层多晶硅刻蚀之后,将PIP制作步骤放在侧墙氧化层刻蚀之后,将PIP制作步骤放在源漏离子注入之后,将PIP制作步骤放在第一层多晶硅沉积之后。由于PIP工艺中的热过程对CMOS器件会有影响,且不同的PIP工艺对单项工艺的要求不同,所以这4种方法对器件参数的影响会各有不同。最后通过实际流片验证,证实了第四种方法对器件参数影响最小,且工艺难度最小,与理论分析完全一致。

SiCf/SiC复合材料高温水氧腐蚀性能研究

采用2.5D方式编织SiCf/SiC复合材料预制体,CVI工艺制备PyC界面层,CVI-PIP复合工艺制备SiCf/SiC复合材料基体,在1300℃、50%水汽/50%O 2混合气体的条件下对SiCf/SiC复合材料进行高温水氧腐蚀试验,对SiCf/SiC复合材料在腐蚀前后的相成分变化及微观组织变化进行评价,并探讨了其在高温水氧腐蚀条件下的性能退化机理。结果表明,PyC界面层易被氧化生成气体产物从而留下间隙,该通道为外界腐蚀性气体如水汽、氧气进入复合材料内部侵蚀其纤维、基体等提供捷径。

高性能C/SiC复合材料的快速制备

研究开发了“CVI+PIP”组合工艺 ,本着“低成本、短研制周期 ,适合批量化生产”的目的 ,研制的C/SiC复合材料弯曲强度高达 5 6 1MPa ,断裂韧性高达 17MPa·m1/2 ,制成的C/SiC复合材料推力室开孔率小于 2 % ,在0 .6MPa气压下不漏气。

炭纤维针刺预制体增强C/SiC复合材料的制备与性能研究

以炭纤维复合网胎针刺织物为预制体,采用"化学气相渗透法+先驱体浸渍裂解法"(CVI+PIP)混合工艺,制备了C/SiC陶瓷复合材料;研究了针刺预制体的致密化效率以及复合材料的微观结构和力学性能,并与目前常用的三维编织C/SiC复合材料和预氧丝针刺织物增强C/SiC复合材料进行了对比.结果表明,针刺预制体的致密化效率明显高于三维编织预制体,在相同致密工艺条件下,炭纤维针刺织物增强复合材料和预氧丝针刺织物增强复合材料的密度分别达到2.08和2.02g/cm^3,而三维编织预制体增强复合材料的密度仅为1.81g/cm^3.炭纤维针刺复合材料的力学性能高于预氧丝针刺复合材料,弯曲强度和剪切强度分别达到237和26MPa.

C/SiC陶瓷复合材料推力室的制备与性能表征

采用"化学气相渗透法+聚合物先驱体浸渍裂解法"(CVI+PIP)混合工艺制备出连续炭纤维增强碳化硅陶瓷复合材料(3D C/SiC)推力室,综合考察了复合材料的机械性能、微观结构和气密性能,以及姿控、轨控发动机环境试验考核。结果表明,"CVI+PIP"混合工艺制备C/SiC复合材料不仅工艺周期缩短,而且材料性能优异。复合材料密度达2.1 g/cm3,室温弯曲强度和断裂韧性(KIC)分别达到520 MPa和17.9 MPa.m1/2;而且断裂破坏行为呈现典型的韧性模式。C/SiC复合材料推力室的高温气密性、抗氧化和抗烧蚀性能通过了双燃料液体发动机试验考核。

裂解升温速率对C/C-SiC复合材料性能的影响研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了C/C-SiC复合材料,研究了先驱体转化过程中不同裂解升温速率对材料力学和抗氧化性能的影响。结果表明:以较低的裂解升温速率制备的C/C-SiC复合材料的力学和抗氧化性能较好。采用20℃/h裂解升温速率制得的C/C-SiC复合材料的弯曲强度达278 MPa,在1400℃氧化2 h后,失重率为3.1%。

固体冲压发动机燃气阀用C/SiC复合材料研究

采用“化学气相渗透法+先驱体浸渍裂解法”(CVI+PIP)混合工艺制备了固体冲压发动机燃气阀用3D C/S iC复合材料,并对复合材料的显微结构和力学性能进行了研究。复合材料的密度为2.1 g/cm3,复合材料的室温剪切强度和轴向弯曲强度分别为55 MPa和643 MPa。在断裂过程中,复合材料表现出明显非灾难性的韧性断裂行为,试样断裂面存在大量的拔出纤维。复合材料具有优异的绝热性能,Z向热导率为14.5 W/(m.K),X-Y面内热导率为5.0 W/(m.K)。研制的3D C/S iC复合材料燃气阀成功通过冷气轴向抗冲击试验和发动机高温搭载试验考核。

液态聚碳硅烷制备C/C-SiC复合材料抗烧蚀性能研究

采用液态聚碳硅烷(Liquid polycarbosilane,LPCS)为陶瓷先驱体,通过先驱体浸渍裂解(Precursor infiltration and pyrolysis,PIP)工艺,制备了C/C-SiC复合材料。LPCS先驱体的裂解行为采用热重分析(Thermogravimetry analysis,TGA)表征,高温裂解产物的相组成、微观形貌等通过X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)表征。结果表明,LPCS先驱体裂解形成SiC陶瓷,其980℃陶瓷产率为81.3%,可作为PIP工艺制备复合材料的新型先驱体材料;2200℃、600 s氧乙炔试验烧蚀后,LPCS先驱体制备的C/C-SiC复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.005 mm/s和0.0019 g/s,表现出良好的抗烧蚀性能;SiC陶瓷基体烧蚀过程中氧化形成致密连续的SiO_(2)障碍层,能够隔离氧气和热量,阻止其向复合材料内部进一步扩散,可有效地提升复合材料的烧蚀性能。

GC 2L4型钻井管柱自动化处理系统研制

为提高钻井作业效率、降低操作人员劳动强度,提高操作安全性,同时为了提高钻机的自动化、智能化水平。研制了GC 2L4型钻井管柱自动化处理系统,通过配置举升式动力猫道、自动井架工、液压吊卡、铁钻工等机械化设备,与顶驱装置配合实现钻杆、钻铤、套管等钻井管柱的机械化输送、机械化建立根、立根自动化排放等作业,实现高效、安全、低作业强度的管柱自动化处理作业模式。通过钻机集成双司钻智能控制平台,实现管柱处理系统的自动化远程集中控制。

UOE成型大直径直缝焊管生产

介绍了 UOE成型大直径直缝焊接钢管生产的工作原理、主要工艺及其机械设备构成等。对主要工序的作用、工艺及操作要点，也作了简要说明。

Mullite_f/SiBN结构功能一体化材料的介电性能与力学性能

本文利用PIP工艺制备出结构功能一体化的透波复合材料,该材料由莫来石纤维、BN涂层和Si BN陶瓷复合而成。根据先驱体的主要特性确定了具体的实验参数和制备流程。所制备的复合材料的弯曲强度、拉伸强度和压缩强度分别为95.1 MPa、35.0 MPa和80.9 MPa,室温介电常数和介电损耗分别为4.17和9.7×10^(-3),同时该复合材料还具备较低的介电常数变化率(温度每变化100°C,介电常数变化约2.01%)。