三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料动态变形特征

利用分离式霍普金森压杆装置,对三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料进行不同应变率下的动态压缩实验,采用扫描电子显微镜研究复合材料的动态变形特征和断口形貌.结果表明:复合材料的动态压缩强度随着打击速度的增加而增加;试样发生劈裂和剪切断裂,陶瓷相断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂,非晶合金发生粘性流动,断口形貌复杂多样.在应变率>104s-1的冲击载荷下,非晶相表现为软化后的多重脊状条带.复合材料断口上大量的非晶球形液滴及非晶软化条带的发现表明,绝热温升在非晶变形与断裂过程中起重要作用.

三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料室温单轴压缩断裂行为

在室温下,利用WDW-E100D万能试验机和SEM研究了三维连通网状结构SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料的准静态单轴压缩变形和断裂行为.结果表明,复合材料的轴向压缩断裂强度达到了1 270 MPa,在压缩条件下复合材料的断裂发生在弹性变形阶段,断裂前观察不到塑性变形;试样发生纵向劈裂和剪切断裂;三维连通网状结构SiC陶瓷是主要的承载单元,断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂;非晶合金发生粘性流动,在变形过程中形成纹脉状断口形貌,出现典型的热软化效应.

三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料单轴压缩性能研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料进行不同应变率下的动态压缩实验,并与准静态压缩实验结果比较.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了复合材料的相组成和断口形貌.结果表明:在压缩条件下三维连通网状SiC陶瓷/Zr基非晶复合材料的断裂发生在弹性变形阶段,断裂前几乎观察不到塑性变形;复合材料的准静态压缩强度达到了1 270 MPa,高于在动态压缩中的断裂强度1 100 MPa.试样发生纵向劈裂和剪切断裂,准静态下试样形成的破片数量较多,动态加载条件下试样破碎成数量较少的较大块体.三维连通网状SiC陶瓷断口形貌为层片状、台阶式的解理断裂,非晶合金发生粘性流动,在变形过程中形成脉状花样,在高应变率加载条件下,非晶热软化严重,断口形貌复杂多样.

铸铁基三维网状多孔陶瓷复合材料的组织与性能

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等对铸铁基三维网状多孔陶瓷复合材料的组织及性能进行了研究。结果表明，复合材料内均匀分布着三维连续管道，这些管道在空间形成点阵结构，管道堵塞率小于１０％，材料的透气性良好；热处理可提高材料的整体强度及耐磨性，但不影响界面结构及透气性。

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体。利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析。利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度。结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率。通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷。

碳纤维增强碳化硅三维网状多孔陶瓷复合材料的制备

引言多孔陶瓷作为一种新型绿色环保的材料,不仅具有孔隙率高、渗透率高、比表面积大、体积密度小和热导率低等特性[1-4],被广泛应用于骨组织修复[5]、高温防热/隔热材料[6-7]、军事雷达天线罩材料和航天飞行器发射接收材料[8-9].碳化硅多孔陶瓷除了具有一般多孔陶瓷的特性外,还具有耐高温和耐腐蚀等特点,但其固有的脆性以及烧结温度高等缺陷,限制了其在航空航天等高技术领域的应用.

浸渗温度对SiC/Al双连续相复合材料界面组织和导热性的影响

采用原位反应无压浸渗工艺,制备了Si C/Al双连续相复合材料,研究烧结温度对Si C/Al双连续相复合材料的导热性能的影响,观察Si C/Al双连续相复合材料的表面形貌。结果表明:Al合金熔体在无压下能渗入三维网状Si C多孔陶瓷孔隙,形成组织均匀具有网络贯穿结构的Si C/Al双连续相复合材料。浸渗温度对复合材料的导热系数影响很大,当浸渗温度为900、1000、1100和1200℃时,复合材料室温下的导热系数分别为167.4、160、154和152 W/(m·K),与浸渗温度900℃相比,浸渗温度1200℃复合材料室温下的导热系数下降了9%。因此,在保证浸渗完全的情况下,随着浸渗温度的升高,复合材料的导热性能越来越差,这主要是由于高温下熔融Al液与Si C陶瓷之间发生界面反应所致;适当地降低熔渗温度可以减缓界面反应的程度,从而提高复合材料的导热性能。本实验的最佳工艺条件为N2气氛,900℃保温3 h。

三维有序多孔SiC陶瓷的制备及表征

采用三维有序氧化硅凝胶小球为模板，以聚甲基硅烷（PMS）为先驱体，经过先驱体的渗入、陶瓷转化和模板的去除，制备了长程三维有序球形孔多孔SiC陶瓷．研究结果表明：所制备的多孔陶瓷中球形孔的孔径（84-658nm）、BET比表面积（299．44-584．64m^2／g）和微孔体积（0．25-0．64cm^3/g）受氧化硅凝胶小球的粒径（112-700nm）控制，且该多孔陶瓷体系中存在3种孔，即球形孔、“窗口”和小孔（2-5nm）．其中球形孔以hcp结构有序排列、“窗口”使球形孔三维贯通、小孔的存在使该多孔陶瓷体系具有极高的BET比表面积和微孔体积．