C/C复合材料增强体结构对性能影响的研究

研究了四种Ｃ／Ｃ复合材料增强体（１Ｋ碳布、３Ｋ碳布、１Ｋ碳布＋碳纸、１Ｋ碳布＋特殊碳毡）结构对弯曲性能的影响。结果表明：用这四种增强体制备的Ｃ／Ｃ复合材料表现出明显的假塑性，弯曲断口的宏观形貌呈“之”字形，其总体力学性能良好，但也具有较大差异。本文作者结合材料的微观形貌对这些特点的成因进行了分析。

增强体结构对复合材料工艺及其性能的影响

为了分析增强体结构对复合材料力学性能和复合工艺的影响,分别以单向玄武岩织物和平纹玄武岩织物为增强体,制备玄武岩增强复合材料。并采用正交试验方法,讨论复合工艺参数对玄武岩增强复合材料拉伸强度和弯曲强度的影响,及其对两种复合材料的力学性能差异。结果表明:平纹玄武岩复合材料拉伸性能优于单向玄武岩复合材料,而单向玄武岩复合材料具有较强的抗弯性能;增强纤维含量对复合材料的拉伸性能影响较大,对单向玄武岩复合材料弯曲性能影响较小;复合成型温度对单向玄武岩复合材料力学性能影响较大,且成型温度升高有利于复合材料力学性能改善;成型压力增大有利于复合材料力学性能的增强;适当延长冷却时间有利于复合材料力学性能的提高。

增强体结构对炭/炭出口锥材料热性能的影响

研究了三种增强体结构,即炭布叠层增强骨架(P型结构)、原位针刺骨架(N型结构)、整体编织骨架(W型结构),以及增强结构对炭/炭复合材料(C/C)出口锥热性能的影响。结果表明,三种增强结构C/C材料比热相近,随温度升高而增加;增强结构的各向异性对材料导热率影响明显,X-Y向的导热率均大于Z向,P-C/C面内和径向导热率相差10倍以上;N-C/C在两个方向导热率差别最小,各向异性度明显降低;W-C/C在两个方向导热率差别也较明显,径向导热率比P-C/C高,但低于N-C/C;热膨胀系数随增强结构不同呈显著各向异性,Z向和XY向热膨胀系数的比值(ZCTE/XYCTE)可表征C/C材料热膨胀性能的各向异性程度,P-C/C两个方向差异最大,W-C/C次之,N-C/C最小;随测试温度升高,N-C/C、W-C/C的ZCTE/XYCTE比值逐渐变小。

三维梯度结构增强体的设计与织造

文章运用梯度结构的设计思想 。

三维机织预制体结构对C/C复合材料力学性能的影响

本工作设计并用炭纤维织造了两种不同结构的三维预制体,即三维角联锁结构(JLS)和三向正交结构(SZJ),采用化学气相渗透(CVI)致密和液相树脂浸渍/炭化的增密工艺,制备出C/C复合材料,测试并对比分析了拉伸性能和冲剪性能。结果表明:预制体结构对C/C复合材料的力学性能有很大影响,同时决定拉伸断裂破坏模式。三向正交结构C/C复合材料的力学性能好于三维角联锁结构的C/C复合材料。

蜂窝结构增强酚醛树脂基复合材料制备及性能研究

以蜂窝结构的玻璃纤维织物/酚醛树脂材料为增强体,以低密度酚醛树脂为基体,并分别以玻璃微珠和酚醛微珠为填料,制备了两种防隔热材料。经1300℃氧乙炔烧蚀考核60 s,采用酚醛微珠制得的材料F-B表现出较优的抗烧蚀隔热性能,试样的平均烧蚀质量为3.5 g,平均烧蚀厚度为0.7 mm,背面平均温升为52.5℃;采用玻璃微珠制得的材料F-A平均烧蚀质量为2.3 g,平均烧蚀厚度为2.2 mm,背面平均温升为65.7℃。两种材料均具有较低的密度、室温热导率和良好的抗压强度,采用酚醛微珠制得的材料F-B密度为0.48 g/cm^(3),热导率为0.057 W/(m·K),Z向10%应变压缩强度为9.58 MPa、XY方向压缩强度为4.77 MPa;采用玻璃微珠制得的材料F-A密度为0.40 g/cm^(3),室温热导率为0.055 W/(m·K),Z向10%应变压缩强度为7.79 MPa、XY方向的压缩强度为4.93 MPa。酚醛微珠制得的材料表现出较优的综合性能。

三维网络结构增强金属基复合材料的抗压强度模型

利用混合定则和参照Zum-Gahr模型、Khruschov模型,建立了一种连续网络结构增强金属基复合材料的抗压强度模型,并进一步对模型进行了修正。通过压力和负压浸渗技术制备了不同增强相体积分数的复合材料,测试了其抗压强度值,将试验数据与模型进行了拟合,数据基本在模型限定范围内。形成的相互贯穿、相互缠绕的网络结构增强复合材料的抗压强度与增强相的体积分数在上限时呈线性关系,且随体积分数的增加而增加;在下限时呈非线性关系,当增强相体积分数超过80%以上时,抗压强度明显增加。与基体相比,复合材料的抗压强度有明显提高。

三维网络结构增强复合材料磨损模型的研究

考虑网络结构增强体特殊的拓扑结构因素和弹性模量影响，利用复合材料磨损率最小化和最大化假设，建立了网络结构增强复合材料的磨损模型，同时制备了不同体积分数的Si3N4陶瓷增强Al-Mg合金复合材料，并将其磨损试验结果数据拟合到模型中．结果表明，所建立的模型可以反映复合材料增强相的体积分数、复合材料的弹性模量和磨损率之间的数学关系，证明复合材料的摩擦磨损率随增强相体积分数的增加而逐渐降低，当体积分数超过45％～50％时，磨损率随增强相体积分数的增加而逐渐增大．该模型不同于Khmschov模型和Zum—Gahr模型，其关系不遵循线性规则．与增强体复合材料的磨损试验数据拟合表明，该模型能够较好地反映网络结构增强复合材料的磨损性能，具有一定普遍性．

纬编针织复合材料的原料及结构

针织结构增强复合材料主要分为两大类:经编针织结构增强复合材料和纬编针织结构增强复合材料。与经编针织结构增强复合材料相比,纬编针织结构增强复合材料具有更好的能量吸收性能、抗冲击性能、抗疲劳性能和成型性等,因此在各个技术领域受到人们的深入研究和应用。阐述应用在纬编针织结构增强复合材料中的增强体原料、基体材料和增强体结构,并分析纬编针织结构增强复合材料的应用和发展前景。

PIA法制备MMCs骨架工艺及进展

综述了有机前驱体浸渍烧蚀法(PIA)制备金属基复合材料(MMCs)用金属间化合物或陶瓷网络结构预制体的工艺过程及技术方法,分析了其制备工艺特点,指出PIA法是目前制备MMCs最方便有效的方法。并论述了工艺进展的情况,展望了其发展前景,提出下一步需要解决的问题。

重熔时间对固溶态Ti@(Al-Si-Ti)_(p)/A356复合材料组织和性能的影响

通过粉末触变法制备了一种“芯-壳”结构颗粒增强A356铝基复合材料[Ti@(Al-Si-Ti)_(p)/A356],并对不同重熔时间下制备的复合材料进行545℃×1 h的固溶处理,研究了重熔时间对基体微观组织和“芯-壳”结构颗粒微观组织的演变和力学性能的影响。结果表明,随部分重熔时间延长,固溶态复合材料中初生α-Al颗粒不断粗化,共晶组织球化和粗化并且含量逐渐减少,“芯-壳”结构颗粒的壳层进一步反应增厚直至Ti芯被完全消耗。重熔时间为40 min的固溶态复合材料的力学性能最好,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为172.1 MPa、263.9 MPa和20.0%,与铸态复合材料相比分别提高了7.3%、11.7%和12.4%。