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黏结剂喷射增材制造结合液硅反应熔渗制备SiC_(w)/SiC陶瓷的微观组织和力学性能
被引量:
2
1
作者
胡时东
冯琨皓
+4 位作者
王启航
袁嘉明
毛贻桅
蔡道生
魏青松
《硅酸盐学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3159-3168,共10页
SiC陶瓷凭借其高强度、高硬度和低密度等优势,在航空航天、核电工业等领域有着广阔的应用前景。但由于SiC加工难度高、韧性低,阻碍了其广泛应用。为解决上述问题,本研究采用黏结剂喷射增材制造(BJAM)结合液硅反应熔渗技术(LSI)制备了不...
SiC陶瓷凭借其高强度、高硬度和低密度等优势,在航空航天、核电工业等领域有着广阔的应用前景。但由于SiC加工难度高、韧性低,阻碍了其广泛应用。为解决上述问题,本研究采用黏结剂喷射增材制造(BJAM)结合液硅反应熔渗技术(LSI)制备了不同碳化硅晶须含量(SiC_(w))的SiC_(w)/SiC复合材料。结果表明,当SiC_(w)含量达到7.5%(体积分数)时,材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大值分别为215.29 MPa和3.25 MPa?m^(1/2),硬度则在SiC_(w)为5%达到23.06 HV的峰值。但当SiC_(w)含量继续升高后,材料内部残余硅相含量提升,力学性能发生恶化。对打印初坯进行2次增碳可有效降低材料内部硅相含量,弯曲强度、断裂韧性和硬度最大分别提升10.15%、10.46%和10.58%。引入的SiC_(w)通过偏折裂纹、拔出和折断等方式起到了对复合陶瓷材料的增强增韧作用。
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关键词
黏结剂喷射
碳化
硅
碳化
硅
晶须
液
硅
反应
熔
渗
断裂韧性
增材制造
原文传递
纤维热处理对C/C-SiC复合材料剪切强度的影响
被引量:
5
2
作者
代吉祥
沙建军
+2 位作者
张玉翠
李建
韦志强
《硅酸盐学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第7期923-929,共7页
对T300碳纤维在真空环境下,在600、900、1200、1500℃进行热处理,用液硅熔渗反应法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了不同微观组织结构的C/C-SiC复合材料。采用光电子能谱分析了热处理对纤维表面结构的影响,用光学显微镜和扫描...
对T300碳纤维在真空环境下,在600、900、1200、1500℃进行热处理,用液硅熔渗反应法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了不同微观组织结构的C/C-SiC复合材料。采用光电子能谱分析了热处理对纤维表面结构的影响,用光学显微镜和扫描电子显微镜对材料微观形貌进行了观察分析。采用双槽口剪切法(DNS)测试了C/C-SiC复合材料层间剪切强度(interlaminar shear strengh,ILSS),并分析了纤维热处理对材料剪切性能影响的微观机理。结果表明:碳纤维经热处理后,表面化学成分发生变化,氧含量显著降低,改变了碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced resin matrix composite,CFRP)先驱体中纤维/树脂界面结合强度,从而在CFRP裂解后形成了具有不同微观结构的C/C预制体,通过液Si对不同微结构的C/C预制体进行熔渗,获得具有不同微观结构的C/C-SiC复合材料;DNS测试发现碳纤维热处理能够有效改善C/C-SiC复合材料的层间剪切强度,主要是由于纤维经热处理后制备的C/C-SiC复合材料中,SiC基体相分布较均匀并包裹在碳纤维周围,导致纤维/基体界面结合强度高。经1500℃热处理纤维增强的C/C-SiC复合材料,其剪切强度为34MPa,与未处理的相比,ILSS提高了33%。
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关键词
陶瓷基复合材料
热处理
液硅熔渗
法
层间剪切强度
碳纤维
碳化
硅
原文传递
C/C-SiC-ZrC复合材料的制备及其力学性能
被引量:
6
3
作者
代吉祥
沙建军
+1 位作者
王永昌
王守豪
《稀有金属材料与工程》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期742-748,共7页
利用浆料浸渗技术将纳米ZrC粒子引入到CFRP先驱体中,裂解CFRP获得C/C-ZrC多孔体,然后采用液硅熔渗反应工艺制备了C/C-SiC-ZrC复合材料。使用SEM和XRD对材料微观形貌和组织进行了观察与分析。采用三点弯曲和单边缺口梁法(SENB)对C/C-SiC-...
利用浆料浸渗技术将纳米ZrC粒子引入到CFRP先驱体中,裂解CFRP获得C/C-ZrC多孔体,然后采用液硅熔渗反应工艺制备了C/C-SiC-ZrC复合材料。使用SEM和XRD对材料微观形貌和组织进行了观察与分析。采用三点弯曲和单边缺口梁法(SENB)对C/C-SiC-ZrC复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别进行了测试。结果表明:采用浆料浸渗技术可以将纳米ZrC粒子均匀的弥散在C/C-ZrC多孔体中,随着引入ZrC纳米粒子含量的增多,C/C-ZrC多孔体孔隙率增大。经液硅熔渗反应后,获得的C/C-SiC-ZrC复合材料具有不同微观组织结构。力学性能测试发现,当纳米ZrC粒子含量为5%(质量分数)时,复合材料弯曲强度和断裂韧性达到了最大值;当ZrC粒子含量超过5%时,其弯曲强度和断裂韧性有所下降,表明适量纳米ZrC粒子的引入,可以改善C/C-SiC-ZrC复合材料的力学性能。
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关键词
浆料浸渍
液硅熔渗
C/C-SiC-ZrC
微观结构
力学性能
原文传递
题名
黏结剂喷射增材制造结合液硅反应熔渗制备SiC_(w)/SiC陶瓷的微观组织和力学性能
被引量:
2
1
作者
胡时东
冯琨皓
王启航
袁嘉明
毛贻桅
蔡道生
魏青松
机构
华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点试验室
出处
《硅酸盐学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3159-3168,共10页
基金
武汉市科技项目(2020010602012037)
湖北省重点研发项目(2020BAB049)。
文摘
SiC陶瓷凭借其高强度、高硬度和低密度等优势,在航空航天、核电工业等领域有着广阔的应用前景。但由于SiC加工难度高、韧性低,阻碍了其广泛应用。为解决上述问题,本研究采用黏结剂喷射增材制造(BJAM)结合液硅反应熔渗技术(LSI)制备了不同碳化硅晶须含量(SiC_(w))的SiC_(w)/SiC复合材料。结果表明,当SiC_(w)含量达到7.5%(体积分数)时,材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大值分别为215.29 MPa和3.25 MPa?m^(1/2),硬度则在SiC_(w)为5%达到23.06 HV的峰值。但当SiC_(w)含量继续升高后,材料内部残余硅相含量提升,力学性能发生恶化。对打印初坯进行2次增碳可有效降低材料内部硅相含量,弯曲强度、断裂韧性和硬度最大分别提升10.15%、10.46%和10.58%。引入的SiC_(w)通过偏折裂纹、拔出和折断等方式起到了对复合陶瓷材料的增强增韧作用。
关键词
黏结剂喷射
碳化
硅
碳化
硅
晶须
液
硅
反应
熔
渗
断裂韧性
增材制造
Keywords
binder jetting
silicon carbide
silicon carbide whisker
reaction sintering
fracture toughness
additive manufacturing
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
纤维热处理对C/C-SiC复合材料剪切强度的影响
被引量:
5
2
作者
代吉祥
沙建军
张玉翠
李建
韦志强
机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《硅酸盐学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第7期923-929,共7页
基金
中央高校基本科研业务费专项基金[DUT11ZD(G)01]
教育部新世纪人才计划(NCET-11-0052)
留学回国人员项目资助
文摘
对T300碳纤维在真空环境下,在600、900、1200、1500℃进行热处理,用液硅熔渗反应法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了不同微观组织结构的C/C-SiC复合材料。采用光电子能谱分析了热处理对纤维表面结构的影响,用光学显微镜和扫描电子显微镜对材料微观形貌进行了观察分析。采用双槽口剪切法(DNS)测试了C/C-SiC复合材料层间剪切强度(interlaminar shear strengh,ILSS),并分析了纤维热处理对材料剪切性能影响的微观机理。结果表明:碳纤维经热处理后,表面化学成分发生变化,氧含量显著降低,改变了碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced resin matrix composite,CFRP)先驱体中纤维/树脂界面结合强度,从而在CFRP裂解后形成了具有不同微观结构的C/C预制体,通过液Si对不同微结构的C/C预制体进行熔渗,获得具有不同微观结构的C/C-SiC复合材料;DNS测试发现碳纤维热处理能够有效改善C/C-SiC复合材料的层间剪切强度,主要是由于纤维经热处理后制备的C/C-SiC复合材料中,SiC基体相分布较均匀并包裹在碳纤维周围,导致纤维/基体界面结合强度高。经1500℃热处理纤维增强的C/C-SiC复合材料,其剪切强度为34MPa,与未处理的相比,ILSS提高了33%。
关键词
陶瓷基复合材料
热处理
液硅熔渗
法
层间剪切强度
碳纤维
碳化
硅
Keywords
ceramic-matrix composite
heat treatment
liquid silicon infiltration process
interlaminar shear strength
carbon fiber
silicon carbide
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
C/C-SiC-ZrC复合材料的制备及其力学性能
被引量:
6
3
作者
代吉祥
沙建军
王永昌
王守豪
机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《稀有金属材料与工程》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期742-748,共7页
基金
国家自然科学基金(91216201)
教育部新世纪人才计划(NCET-11-0052)
教育部博士点基金(20130041110013)
文摘
利用浆料浸渗技术将纳米ZrC粒子引入到CFRP先驱体中,裂解CFRP获得C/C-ZrC多孔体,然后采用液硅熔渗反应工艺制备了C/C-SiC-ZrC复合材料。使用SEM和XRD对材料微观形貌和组织进行了观察与分析。采用三点弯曲和单边缺口梁法(SENB)对C/C-SiC-ZrC复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别进行了测试。结果表明:采用浆料浸渗技术可以将纳米ZrC粒子均匀的弥散在C/C-ZrC多孔体中,随着引入ZrC纳米粒子含量的增多,C/C-ZrC多孔体孔隙率增大。经液硅熔渗反应后,获得的C/C-SiC-ZrC复合材料具有不同微观组织结构。力学性能测试发现,当纳米ZrC粒子含量为5%(质量分数)时,复合材料弯曲强度和断裂韧性达到了最大值;当ZrC粒子含量超过5%时,其弯曲强度和断裂韧性有所下降,表明适量纳米ZrC粒子的引入,可以改善C/C-SiC-ZrC复合材料的力学性能。
关键词
浆料浸渍
液硅熔渗
C/C-SiC-ZrC
微观结构
力学性能
Keywords
slurry infiltration
liquid silicon infiltration
C/C-SiC-ZrC
microstructure
mechanical property
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
黏结剂喷射增材制造结合液硅反应熔渗制备SiC_(w)/SiC陶瓷的微观组织和力学性能
胡时东
冯琨皓
王启航
袁嘉明
毛贻桅
蔡道生
魏青松
《硅酸盐学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
原文传递
2
纤维热处理对C/C-SiC复合材料剪切强度的影响
代吉祥
沙建军
张玉翠
李建
韦志强
《硅酸盐学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
5
原文传递
3
C/C-SiC-ZrC复合材料的制备及其力学性能
代吉祥
沙建军
王永昌
王守豪
《稀有金属材料与工程》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
6
原文传递
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