基于探测器响应机理的碳/碳构件CT图像环状伪影的校正方法

在碳/碳复合材料的计算机断层扫描(CT)中,由于探测器单元的响应非线性及不一致性导致重建图像出现严重的环状伪影,干扰图像中缺陷的检出,影响检测系统对被检构件的质量评价。结合碳/碳复合材料组分单一且密度均匀的特点,提出了一种基于探测器响应机理的CT图像环状伪影的校正方法,利用采集的劣化投影数据做预重建,对重建结果做阈值分割以获得被检测物体的三维模型。结合已知的材料和密度信息,对被检物体进行重投影,得到投影数据的理论值与实测值之间的映射关系,用于探测器响应校正以优化检测图像。与传统低通滤波的环状伪影校正方法相比,该方法考虑了环状伪影的物理成因并充分利用了检测对象的先验信息。研究结果表明,该校正方法在保留图像细节和纹理的同时,能够有效减少环状伪影,提升图像质量,消除伪影对于图形中缺陷识别的干扰,为提升检测系统对碳/碳复合材料构件缺陷的检出能力提供理论依据。

基于投影误差优化网络的碳/碳材料CT稀疏角度重建方法

在采用^(60)Co作为射线源的碳/碳复合材料的计算机断层扫描(CT)中,降低采样角度数量可以显著缩短检测时间,提升检测效率。然而常规的解析重建算法,稀疏角度的重建图像中包含大量的噪声和伪影,干扰图像中缺陷的检出,影响检测系统在快速检测条件下对被检构件的质量评价。本研究提出了一种基于投影误差优化神经网络的稀疏角度CT图像重建方法,采用未训练的编码-解码卷积神经网络优化重建图像的投影误差,结合图像的总变分先验,采用自适应动量估计(ADAM)算法进行优化。与传统的深度学习重建算法相比,该方法无需训练样本集,具备更强的泛化能力和鲁棒性。CT检测实验结果表明,该方法相比于传统的解析和重建算法,重建图像质量大幅提升,在保留被检测构件细节信息的同时,显著抑制了重建图像中的伪影与噪声。

碳/碳复合材料高温动态拉伸试验技术研究

为了满足碳/碳复合材料和高温动态拉伸试验需求,将大电流加热装置应用于旋转盘式霍普金森拉杆装置,以实现试验所需高温环境加热试样,并辅以水冷装置构成升温系统,同时使用红外测温装置检测和采集系统温度,共同构建碳/碳复合材料的高温动态拉伸试验系统,并采用数值分析模拟不同试样参数对温度均匀性的影响,确定试样尺寸参数。基于所得系统获取了碳/碳复合材料在室温~1 300℃的高温动态拉伸应力-应变曲线。试验结果表明,随温度上升,试样的破坏应变和应力均呈下降趋势。建立的高温动态拉伸试验系统可为开展碳/碳复合材料高温动态拉伸力学性能提供试验技术支持。

碳化物陶瓷改性碳/碳复合材料抗烧蚀性能研究进展

本文系统地回顾了前驱体浸渍热解(Precursor infiltration pyrolysis,PIP)法在制备和提高碳化物超高温陶瓷改性碳/碳(UHTCs-C/C)复合材料抗烧蚀性能方面的最新研究进展。基于碳化物陶瓷的抗烧蚀性能及烧蚀行为,详细讨论了前驱体的分类与选择、PIP法的调控手段以及与其他工艺的结合。本文还分析了复相碳化物陶瓷的组成、莫来石改性以及高熵陶瓷的引入对C/C复合材料抗烧蚀性能的提升作用。

三维四向碳/碳复合材料力学性能预测与试验验证

针对三维四向碳/碳复合材料力学性能预测问题,基于参数传递多尺度分析方法建立微结构模型,并结合细观力学方法实现了基本力学性能的预测。首先在微观尺度采用随机扰动算法构造出纱线体积代表单元(RVE)模型,预测得到纤维束有效性能参数。同时,采用观察试验法构建三维四向碳/碳复合材料细观RVE模型。最后通过均匀化理论准确预测了复合材料弹性性能参数,并讨论了纱线填充因子对三维四向碳/碳复合材料弹性性能参数的影响,开展了相关试验。结果表明:建立的多尺度有限元模型的拉伸模拟预测结果与试验结果误差在5.5%左右;复合材料弹性性能参数对纱线填充因子的敏感度各不相同。

碳/碳边角料对天然橡胶复合材料性能的影响

通过使用球磨机对碳/碳边角料进行研磨,得到其粒径均匀分布。采用乳液聚合法将碳/碳边角料填充到天然橡胶中,制备出天然橡胶复合材料,对复合材料的性能进行了研究。实验结果表明:碳/碳边角料的加入能明显提高橡胶复合材料的耐磨、导电和导热性能,但硫化时间随用量增多呈现缓慢上升的趋势;当碳/碳边角料的用量为5份时,通过SEM观察可知,碳/碳边角料中的碳纤维在橡胶中分散程度和界面结合力达到最佳,测试表明此时复合材料的整体力学性能最优。

碳/碳复合材料的致密化工艺综述

碳/碳(C/C)复合材料是新材料领域重点研究和开发的一类战略性高技术材料。随着C/C复合材料在多个应用领域的不断发展,与之相关的致密化工艺也在发展中逐步深化,多种致密化工艺的混合发展和应用也成为材料领域的研究热点。本文综述了C/C复合材料制备过程中所采用的致密化工艺,详细分析了液相浸渍法和化学气相渗透的工艺原理,并对各种致密化工艺的优缺点进行了对比,最后分析了现有致密化工艺存在的不足,并对C/C复合材料今后的发展做了展望。

碳/碳复合材料表面涂层工艺研究进展

从陶瓷先驱体、SiC、过渡金属涂层材料和磁控溅射、化学气相渗透、化学气相沉积、反应熔渗法、先驱体转化法、包埋法等涂层工艺角度,回顾了C/C复合材料近期的表面涂层处理技术的制备原理及工艺过程的研究现状。探讨了表面改性C/C复合材料在提高材料性能、拓展应用领域等方面的最新进展和发展前景。

考虑编织角动态变化的3维编织碳/碳复合材料高温剩余刚度模型

为研究3维编织碳/碳复合材料在高温环境下的疲劳特性,建立了一种编织角与循环数相关的编织角动态变化模型,将其引入考虑温度的单向复合材料剩余刚度模型中,根据应力、编织角的变化以及温度等因素的影响,建立了3维编织复合材料高温疲劳剩余刚度模型。在700℃的大气环境下,对添加抗氧化涂层的3维编织碳/碳复合材料进行了拉-拉疲劳试验,获取了剩余刚度、剩余强度以及试验段长度等参量。结果表明:在700℃下3维编织碳/碳复合材料在拉-拉疲劳加载初期的剩余刚度显著提高,然后保持稳定,在接近疲劳寿命时突降;剩余强度经105循环后比初始强度提高了19.75%;在疲劳过程中的迟滞回线面积随着循环数的增加逐渐增大;高温剩余刚度模型对700℃下剩余刚度试验数据拟合度较高,且通过编织角动态变化模型求得的不同循环数下编织角模拟值与试验值的误差小于5%。

碳/碳材料作为单晶炉发热体的研究

发热体作为单晶炉的唯一热源,是影响拉晶质量的重要部件。通过与传统石墨发热体材料进行对比实验,分别针对电阻率、电阻温度稳定系数、导热系数、力学性能、抗腐蚀性5个重要因素,结合自身的工艺进行比较,探究碳/碳材料作为单晶炉发热体的优劣势。

碳/碳高速列车闸片的首次台架试验

本文简要叙述了碳/碳（C/C）高速列车闸片的首次台架试验情况，提出了今后的研究方向及研制的技术途径。

碳/碳复合材料导热性能的研究

对碳/碳复合材料在不同温度下的导热性能进行了研究。研究发现了碳/碳复合材料的导热机理介于金属材料和非金属材料之间,既有声子导热,又有电子导热。在实验温度范围内,导热系数随温度升高而增大。随碳/碳复合材料石墨化程度的增大,晶体微观结构渐趋完整,石墨片层的有序度增加,材料的导热性能增强。对于高密度的碳/碳复合材料,因为晶粒间联通状态良好,热传导载体运动的路径畅通,所以导热系数高。碳纤维及围绕纤维生长的热解碳是热传导的有效通道,所以沿纤维增强方向的导热系数高。

碳/碳复合材料 MoSi_2 涂层的防氧化研究

研究了碳／碳复合材料ＭｏＳｉ２防氧化涂层的性能。结果表明，ＭｏＳｉ２涂层系统具有１５００℃长时间防氧化作用，在１５００℃时，带涂层的碳／碳复合材料长时间氧化失重速率稳定在２．４３×１０－５ｇ／ｍ２·ｓ，２４２小时的氧化失重为０．５７％，该质量损失表现为涂层系统自身蒸发损耗；同时。

碳/碳复合材料在航空领域的应用研究现状

介绍了碳 /碳复合材料在飞机刹车装置及航空发动机热端部件方面应用、研究的国内外状况 ,论述了目前研究中存在的问题及今后的研究发展方向。

碳/碳复合材料MoSi_2/SiC涂层在动态氧化环境下的性能研究

为了考察MoSi2/SiC防氧化涂层体系在动态氧化环境下的防护能力,对碳/碳复合材料MoSi2/SiC涂层试样在1100～1500℃下进行了高温燃气高质流冲刷环境下的氧化试验。结果表明,在1100～1500℃的燃气动态环境下,具有稳定的氧化失重速率,氧化失重曲线近似呈直线关系,氧化失重和氧化失重速率均随着氧化温度的升高而降低,表现出该涂层抗高质流冲刷和氧化的能力随温度的升高而提高,在该温度区间内,随着温度的升高,具有更优异的抗氧化和抗高质流冲刷的能力。

碳/碳复合材料表面诱导沉积生理磷灰石层

在碳／碳复合材料表面通过离子束辅助沉积技术形成一氧化钛镀层，经浓碱液处理后呈多孔网状，该氧化钦网状结构可在模拟体液中诱导沉积出生理磷灰石层，从而实现了碳／碳复合材料的仿生活化．

基于酚醛树脂的碳/碳复合材料在高温分解过程的微结构演变

采用热压成型方法制备碳／酚醛树脂预制体，再经高温碳化得到开气孔率为27％、密度约1．27g／cm^3并具有预期孔隙结构的碳／碳复合材料。研究了200～900℃预制体转化为碳／碳复合材料过程中，材料的密度、开气孔率、失重率、以及内部微观结构随温度的变化。分析了材料在高温分解过程中微观结构演变规律。结果表明，酚醛树脂主要在400～700℃大量分解，其分解速率约为其余温度范围的4倍，该温度范围失重率增加了14％、开气孔率增加了18％。在高于400℃时形成大量裂纹与孔隙，随着温度升高裂纹增多并进一步扩展，900℃碳化后形成一种连通的特征性微观裂缝网格模式。高温分解后碳／碳复合材料中总孔容约0．17cm^3／g，其中81％的孔隙半径在122．190～2．440um范围内。

国内碳/碳复合材料高温抗氧化涂层研究新进展

重点阐述国内近几年来碳/碳复合材料抗氧化涂层的研究新进展,总结碳/碳复合材料高温抗氧化涂层制备新工艺和对已有工艺的改进方法,结合碳/碳复合材料的应用背景对抗氧化涂层的发展趋势进行展望。指出目前的研究结果尚达不到严酷环境下的应用要求,下一阶段碳/碳复合材料高温抗氧化涂层将重点解决室温至1700℃全温度段和高温燃气高速冲刷环境下对碳/碳复合材料的氧化保护问题,降低涂层制备成本的同时,开发可长时间应用于1800℃的高温涂层。

碳/碳复合材料表面声电沉积/碱热处理复合工艺制备羟基磷灰石生物活性涂层研究

通过碱热处理工艺对碳/碳复合材料表面阴极声电沉积的磷酸钙生物陶瓷涂层进行处理,使其转变为磷灰石涂层,采用SEM,EDAX,FTIR,XRD等研究了涂层组成、结构和形貌的变化,并采用拉伸测试评价了涂层与基体的结合力,用SEM观察了涂层的断口形貌。结果表明:用声电沉积技术获得的片状透钙磷石涂层经碱热处理后而得到磷灰石涂层,涂层与基体形成了化学键合,且结合紧密,涂层的形貌没有显著变化,但涂层的致密度有所增加;拉伸测试表明涂层与基体的结合强度最大可达4.2MPa以上,涂层的失效部位主要在涂层内部,其失效方式为涂层的内聚破坏和界面脱粘。

中间相沥青基碳/碳复合材料的组织与性能

以3KPAN基碳纤维为增强体,以中间相沥青为基体前驱体,采用压力浸渍碳化工艺制备出2D中间相沥青基碳/碳复合材料。研究分析了材料的偏光组织结构、弯曲性能及弯曲断口形貌,结果表明:基体碳的组织结构随碳化压力的不同而变化,低压时以小域组织为主,高压时以广域流线型组织为主;材料的抗弯强度、密度随碳化压力的增加而增高,最高抗弯强度可达278MPa;断裂特征与材料的密度、界面结合状况有关,密度较高、界面结合适中时,弯曲断口以纤维断裂、纤维拔出为主,材料具有韧性断裂特征。