不同抛光参数对碳化硅-碳纤维复合材料抛光表面粗糙度影响分析

为了研究在磁流变胶抛光中,抛光参数对碳化硅-碳纤维复合材料表面加工质量的影响规律,采用磁流变胶抛光方法,对材料表面进行抛光。研究磁极分布方式、加工间隙和磁极转速对材料表面形貌和表面粗糙度的影响规律。结果表明,磁极分布方式影响待加工表面的磁场分布强度,进而影响表面加工质量。随着加工间隙增大,表面粗糙度下降量先增大后减小,在加工间隙为2 mm处得到最优表面质量。随着磁极转速增大,表面粗糙度下降量先增大后减小,在磁极转速达到800 r/min时得到最优表面质量。

碳/碳-碳化硅复合材料在高超音速射流中性能研究

为了增强高超音速飞行器的热防护性能,采用轴棒法编制、化学气相渗透工艺制备碳/碳-碳化硅(C/C-SiC)复合材料试件,将试件置于高超音速射流进行烧蚀实验,测试试件的烧蚀率和力学性能;采用X射线衍射仪分析复合材料的相组成,采用扫描电镜观察试件的微观结构并分析烧蚀机理。结果表明:试件烧蚀前后的弯曲强度分别为92 MPa和84 MPa;层间剪切强度分别为10.6 MPa和9.1 MPa;线烧蚀率为0.0474 mm/s,质量烧蚀率为0.0383 g/s;复合材料中的碳纤维以热化学烧蚀为主,基体材料受热化学和机械剥蚀双重作用。复合材料中的SiC颗粒在高温下液化、沉积,提高了试件的烧蚀性能,复合材料总体表现出较好的力学性能和耐烧蚀性能。

矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料抗冰晶石侵蚀性能的研究

采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1mm,侵蚀产物为NaAlSiO_4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小。复合材料渗透界面的分形维数值介于1.1～1.23之间,随Sialon含量的增加而减小。

碳化硅-二硼化钛复合材料烧结工艺研究

采用无压烧结工艺,研究不同烧结温度和不同烧结助剂含量的碳化硅-二硼化钛复合陶瓷的固相烧结机理及其对复合陶瓷致密化的影响。研究结果表明:当B含量在0.4～2%变化时,烧结密度随B含量增加一直下降,在B含量为0.4%时烧结密度最大;当C含量在2～4%变化时,烧结密度随C含量增加而增加,在3%时达到最大值后又下降。在烧结温度约为2180℃时,碳化硅-二硼化钛复合陶瓷有最大的密度。

火焰原子吸收光谱法测定铜-钛改性的碳/碳-碳化硅复合材料中高含量铜

铜-钛改性的碳/碳-碳化硅(C/C-SiC)复合材料的主要成分为铜钛碳硅,不易被常规方法溶解。采用在800~820℃先将样品灼烧20min以消除碳的干扰,再从瓷坩埚转于刚玉坩埚中碱熔,并加入盐酸和硝酸进一步溶解样品,建立了以2.0%盐酸为测定溶液介质、火焰原子吸收光谱法测定铜-钛改性的C/C-SiC复合材料中铜的方法。研究表明,铜浓度在2~12μg/mL范围内与吸光度呈良好的线性关系,线性回归方程为y=0.015 31+0.059 66x,线性相关系数R=0.999 4,方法检出限为0.011 2μg/mL。采用方法对铜-钛改性的C/C-SiC复合材料自制样品FL-2和内控样品C6分别进行测定,结果与参考值或碘量法基本一致,相对标准偏差(RSD,n=6或12)分别为0.39%和1.1%。

铜-不锈钢复合材料在HSO_3^-和/或Cl^-介质中的腐蚀行为

采用选择腐蚀技术,提取了铜-不锈钢复合材料中的纤维相,并测定了纤维相电极电位。通过循环加速腐蚀试验和电化学测试方法,研究了3种铜-不锈钢复合材料和纯铜在HSO3-和/或Cl-介质中的腐蚀行为。同时研究了腐蚀对材料的力学性能、导电性能和显微组织的影响。结果表明,Cu-10wt%SS原位(微观)复合材料在HSO3-和/或Cl-介质中具有一定的耐蚀性。HSO3-对铜-不锈钢复合材料腐蚀的影响显著。

不锈钢-复合材料火箭弹定向器的制备与性能研究

本文针对目前火箭弹定向器的缺点,提出内层为不锈钢内衬防止尾焰烧蚀,外层为复合材料提供结构强度、刚度的方案,通过对产品材料性能试验,结合实弹发射,证明该方案满足使用要求。试样拉伸强度为220MPa,拉伸模量为23.7GPa,压缩强度为153MPa,弯曲强度为330MPa,层间剪切强度为24MPa。

热处理温度对SiC-MgAl_(2)O_(4)-Al复合材料性能的影响

为提高煤气化炉用碳化硅-尖晶石复合材料的力学性能,以SiC颗粒(≤2.5 mm)、尖晶石细粉(≤90μm)、α-Al_(2)O_(3)微粉(d_(50)≈5μm)和金属Al粉(≤74μm)为主要原料,在氮气气氛中进行热处理,制备了SiC-MgAl_(2)O_(4)-Al复合材料。分析了200~1600℃不同热处理温度对复合材料显微结构、物相组成和力学性能的影响。结果表明:1)当热处理温度大于1000℃时,复合材料中的Al开始逐渐反应生成Al-O-C-N晶须,可显著提升材料的力学性能。2)常温和热态抗折强度随着复合材料内Al-O-C-N晶须含量的增多和尺寸的增大而提高。通过调整热处理温度可调控材料内Al-O-C-N晶须的物相组成、含量和形貌等,从而实现对复合材料物相组成与显微结构的调控,提升材料的力学性能。

碳/碳-碳化硅复合材料制备及性能研究

为了提高航母舰载机燃气导流板的性能,对碳/碳-碳化硅(C/C-SiC)复合材料开展制备和性能研究。采用轴棒法编制预制体,采用化学气相渗透工艺制备试件。将试件在舰载机的尾流中做模拟起飞工况的飞行试验。采用电子天平和千分尺测量试件的烧蚀率,采用能谱分析测量燃烧产物的成份,采用扫描电镜观察试件烧蚀后的微观形貌的变化,并对试件的烧蚀机理进行分析。结果表明:试件的质量烧蚀率为0.0405 g/s,线烧蚀率为0.0488 mm/s;试件中SiC在高温下反应生成的SiO2在碳纤维的周围沉积,形成了包鞘结构,有效地阻滞了氧化反应向内部继续传递,从而降低了试件的烧蚀率,材料总体表现出优异的抗烧蚀性能。

碳/碳-碳化硅复合材料在再入飞行环境中性能研究

为了研究碳/碳-碳化硅复合材料在再入飞行环境中的性能,采用化学气相渗透的方法制备碳/碳-碳化硅复合材料试件,将试件置于再入模拟环境中进行飞行试验,测量试验台热等离子体射流场的工作参数,并分析碳/碳-碳化硅复合材料的性能。结果表明,在等离子体发生器的出口处,射流场的热动力学参数呈抛物线分布;复合材料在不同区域的烧蚀形貌有很大的差异,烧蚀率和烧蚀机理不同:驻点区以气化反应消耗为主,其线烧蚀率为0.0373 mm/s,质量烧蚀率为0.0363 g/s,其他区域为氧化反应和裂解共同作用的结果,其烧蚀率逐渐降低。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/2024Al)的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对17％SiCp/2024Al(体积分数)复合材料在温度为573-773 K、应变速率为0.02-0.5 s-1变形条件下的热变形行为进行了研究.结果显示,复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,采用位错-颗粒交互作用模型能够合理的解释复合材料的应力-应变行为;采用Power-Arrhenius型速率方程 对复合材料的热变形激活能Q进行了计算,结果显示复合材料在不同的温度区间具有不同的激活能,其中在623-723 K的变形温度区间内,激活能为250 kJ·mol-1。

粒子侵蚀对碳/碳-碳化硅复合材料烧蚀性能的影响

为研究碳/碳-碳化硅复合材料(C/C-SiC)的抗机械侵蚀性能,将C/C-SiC复合材料试件置于含粒子的射流中做粒子侵蚀试验,测定试件在不同工况下的侵蚀率;对试件侵蚀后的表面和内部的微观形貌分别采用扫描电镜(SEM)和微CT进行观察,并分析损耗机理。结果表明:复合材料在含粒子时的线侵蚀率是不含粒子时的烧蚀率的2.24倍,含粒子的质量侵蚀率是不含粒子的烧蚀率的1.8倍,粒子侵蚀对试件的消耗起到了决定性的作用;复合材料在机械侵蚀作用下发生脆性破坏。

基体改性对碳纤维增韧碳化硅复合材料结构与性能的影响

采用化学气相浸渗法对2DC/SiC复合材料进行基体改性,制备了二维碳纤维增韧碳–碳化硅二元基复合材料(twodimensionalcarbonfiberreinforcedC–SiCbinarymatrixcomposites,2DC/C–SiC)。2DC/C–SiC复合材料的基体为热解碳和碳化硅交替叠层的多层基体。研究了2DC/C–SiC复合材料的微观结构,比较了2DC/SiC复合材料和2DC/C–SiC复合材料的力学性能及断口形貌。结果表明:2DC/C–SiC复合材料可在基本保持2DC/SiC复合材料抗弯强度的基础上,其断裂韧性得到显著提高。基体改性的效果明显。纤维的逐级拔出是断裂韧性提高的原因。

多孔碳-碳化硅复合材料的制备及其在汽车水泵水封中的应用(Ⅰ)

汽车水泵机械密封因其恶劣的使用条件而引入多孔碳-碳化硅复合材料,并将其作为摩擦副的动静环。详细论述了多孔碳-碳化硅复合材料的制备工艺,得出多孔剂的引入与适宜的烧成制度是制备工艺的关键的结论;还对水封对多孔碳-碳化硅材料的要求与使用效果作了阐述,并展望了水封技术今后的发展方向。

不锈钢铝复合材料表面微弧氧化陶瓷膜的研究

采用微弧氧化的方法在不锈钢 铝复合材料表面获得陶瓷膜。对该膜层进行了断面形貌观察和X 射线衍射分析、耐磨分析,研究了膜层的厚度随微弧氧化时间的规律,结果表明:陶瓷膜层厚度随时间的增加而增加,但有一个极限值。陶瓷层主要由α Al2O3和γ Al2O3组成。

C_f/SiC复合材料与304不锈钢钎焊接头组织与性能

采用Ti-Zr-Be活性钎料作为连接层,在一定工艺参数下真空钎焊Cf/SiC复合材料和304不锈钢.利用SEM,EDS,XRD和俄歇谱仪分析接头微观组织结构,利用剪切试验检测接头力学性能,分析了工艺参数对接头抗剪强度的影响.结果表明,在复合材料附近形成ZrC+Ti C+Be2C/Ti-Si反应层,连接层中主要包含Fe Zr2,锆基固溶体,Be Ti,Ti-Zr固溶体等反应产物,304不锈钢附近形成Fe Ti/αFe反应层.在连接温度为950℃,连接时间为60min时,接头室温抗剪强度最高为109.3 MPa,断裂位置为Cf/SiC复合材料与中间层连接界面靠近复合材料端.

聚苯乙烯/纳米碳化硅晶须复合材料的制备

采用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对纳米β-碳化硅晶须(β-SiCw)进行表面改性处理,通过粉末共混-模压成型制备PS/SiCw纳米复合材料。探讨了SiCw用量和NDZ-105处理对复合材料力学、耐热性和介电性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随SiCw用量的增加而提高,当SiCw的质量分数为3%时,综合力学性能最佳;表面改性有助于进一步提高材料的力学性能;热失重分析表明SiCw的加入使PS的耐热性提高;介电性能分析表明复合材料的介电常数随SiC用量的增加而增加。

料浆对熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料的影响

针对航空发动机热端部件复杂结构存在的陶瓷基复合材料成型难度大的问题,以碳纤维织物为增强体,以有无添加粉体的两种树脂料浆为研究对象,开展料浆-熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料技术研究,探索两种料浆的注浆成型及熔渗工艺适应性,并对获得的复合材料基本性能进行表征。结果显示:有无添加粉体的两种料浆的黏度适中,在注浆工艺温度下具有3~5 h以上的注浆工艺窗口,通过注浆成型工艺均可获得少孔隙、质量均匀的树脂基复合材料;无粉体和有粉体的料桨固化物在900℃炭化后,孔隙率分别为39.6%和31.3%,残炭率分别为24%和76%,平均孔径分别为0.068μm和0.069μm,能够满足熔渗工艺的要求;采用添加粉体的料浆制备的碳纤维织物增强碳化硅复合材料具有更低的气孔率(3.54%)和更高的弯曲强度(162 MPa),满足航空发动机静止部件的应用要求。

反应熔渗法制备C/C-SiC复合材料及其反应机理和动力学的研究进展

对反应熔渗法制备C/C SiC复合材料过程中Si的渗入行为以及Si/C的反应机理和动力学进行了综合评述。分析了高温下Si的密度、粘度、表面张力及Si/C润湿角对渗入能力的影响。概括了Washburn公式及其改进模型在液Si渗入行为方面的研究进展,给出了渗入时间、SiC生成速率与渗入高度之间的关系。对控制Si/C反应的溶解沉淀机理和扩散机理进行了阐述,总结分析得出:不同阶段Si/C反应发生的区域不同,因而控制反应的机理也不同。最终的SiC相是由不同反应机理共同作用形成的。

熔铸-原位反应喷射成形7075/TiC复合材料的拉伸性能

利用熔铸－原位反应喷射沉积成形技术制备了 ＴｉＣ颗粒增强 ７０７５ Ａｌ基复合材料．测试了复合材料的拉伸性能．结 果表明：在预制块中选取 Ｔｉ：Ｃ＝１：１配比，复合材料中存在较多的条、块状 Ａｌ３Ｔｉ相，致使复合材料的拉伸强度和延伸率均比未 增强合金低；选取Ｔｉ：Ｃ＝１：１．３的配比，有助于消除Ａｌ３Ｔｉ脆性相，提高复合材料的拉伸强度．进一步讨论了提高熔铸－原位反 应喷射沉积成形 ７０７５／ＴｉＣ Ａｌ基复合材料拉伸强度的途径．