连续碳化硅纤维增强β钛合金基复合材料复合工艺的探索研究

本文初步探索了连续碳化硅纤维增强Ti-15-3合金基复合材料的复合工艺,采用真空热压工艺和热等静压工艺对钛箔-SiC纤维-钛箔进行复合固结处理。试验结果表明,所选用的复合工艺作为探索研究是可行的。

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的研究进展

对碳化硅纤维(SiC_f)增强陶瓷基复合材料(CMCs)的研究现状与进展作了较系统的论述。讨论了SiC_f增强CMCs的界面层作用,热膨胀系数不匹配对材料的影响,高温抗蠕变抗疲劳性能以及抗氧化性能等。最后指出了SiC_f增强CMCs作为高温结构陶瓷材料的研究方向以及尚等解决的问题。

碳化硅连续纤维增强钛基复合材料的研究进展

评述了SiC纤维增强钛基复合材料(Ti MMC)在航空发动机上的研究现状,指出Ti MMC具有优异的力学性能,因而有广阔的应用前景,而SiC/Ti的界面反应是影响Ti MMC性能的主要因素.还对开展Ti MMC研究提出了一些建设性的意见.

连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用

本研究通过对国外连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的分析,结合航空发动机设计对于复合材料构件的使用要求,从发动机材料工程化应用的角度,提出国内连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究中还需要解决的问题,并且提出相应的建议。

单向碳纤维增强碳化硅基复合材料的拉伸试验

采用手工精细加工板状双哑铃拉伸试件 ,并配以恰当的加强块 ,避免了因试件较短和加工等引起的夹持段压坏、从夹持段拔出及试件在试验段根部破坏等问题 ,成功地实施了短试件 (热压法制备的单向碳纤维增强碳化硅基体复合材料 )的拉伸试验 .显微实时观察表明 ,由于界面强度非常弱 ,试件中首先出现因界面破坏而形成的沿纤维方向的裂纹 ,随着载荷的增加 ,裂纹数量迅速增多且裂纹均平行于纤维方向 ,最终 ,这些平行裂纹横向连接使试件被拉断 .因此 。

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料具有耐高温、耐磨损、抗氧化、机械性能良好的优点,在航空航天、机械汽车、化工制造等领域有着良好的应用前景。本文介绍了该复合材料在基体、增强纤维和制备方法方面的研究进展,以便更好地了解目前国内外的研究热点。

碳化硅纤维增强铝基复合材料截锥壳外压强度试验研究

本文对新研制的碳化硅纤维增强铝基复合材料截锥壳结构的外压强度性能及应力分布进行了研究,分析了试验件的破坏形式。通过试验考核了复合材料的工艺、设计的合理性以及结构的可靠性。把截锥壳化成当量圆筒,用理论公式进行了强度和应力分布计算,其计算结果与试验结果基本一致。

中科院碳化硅纤维增强钛基复合材料环件通过考核

近日，钛合金部复合材料课题组研制的全尺寸碳化硅纤维增强钛基复合材料环件在浙江大学进行了地面强度验证试验，试验结果符合设计预期。这是国内首次对大型复合材料环件的考核验证，试验积累的第一手数据对优化结构设计和提升制造水平具有重要意义。此次考核验证工作的完成，标志着复合材料环件的研制已经从基础性研究阶段正式进入工程化应用阶段。

碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究

使用ＣＶＤ技术提高纤维增强陶瓷基复合材料的密度是很困难的，因为它很难使反应气体完全渗入到基体里面。这是由于“瓶颈”效应所致，即ＣＶＤ过程阻塞了基体表面的小气孔，进而封闭了通向大气孔的入口。为此，提出一种新的方法位控ＣＶＤ（ＰＣＣＶＤ），来克服上述困难。通过控制反应气体通道位置和试样的加热位置，从而达到控制沉积位置，使沉积界面始终处于开孔状态。使用ＰＣＣＶＤ技术制造的Ｃ／ＳｉＣ复合材料，实际密度可达其理论密度的９６％。

碳化硅纤维增强的金属基和陶瓷基复合材料

介绍了碳化硅纤维及其增强的铝、钛、镁和铜等金属基复合材料的研制与应用。在概括了陶瓷材料的优点和存在的问题之后，介绍了碳化硅纤维增强的几种陶瓷基复合材料的组成、制备和性能。

碳化硅纤维增强铝基复合材料的界面组织研究

本文利用透射电子显微术（ＴＥＭ）和微区能谱分析（ＥＤＸ）对化学气相沉积碳化硅纤维增强ＬＤ２铝合金的界面结构进行了研究，并对显微组织与性能的关系进行了讨论。结果发现，用热压扩散工艺生产的ＳｉＣ／Ａｌ复合材料，其基体与ＳｉＣ纤维结合良好。界面处有棒状相Ａｌ＿４Ｃ＿３生成（该相是菱形结构，对纤维强度有较大破坏作用），且存在镁元素富集。

碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展及应用

介绍了碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的组成、界面及强韧化机制、制备工艺进展及其应用,并分析了各种制备工艺的优缺点以及未来的研究重点。

连续纤维增强钛基复合材料研究概况

重点介绍了连续纤维增强钛基复合材料的 3种复合方法 ,即箔材 -纤维 -箔材法、等离子喷射涂层法和物相沉积法。开发的强化纤维有 Si C纤维和 Al2 O3单晶纤维 ,并介绍了它们的研究进展。最后讨论了一些复合材料的性能特点和复合材料的损伤评价技术。

裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响

采用先驱体裂解 热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料。探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维 /基体界面和力学性能影响。烧结温度为 180 0℃时 ,由于其中由富碳界面相构成的纤维 /基体界面相使纤维 /基体界面结合适中 ,具有较好的力学性能。

SiC纤维增强钛基复合材料研究进展

概述了作者研究组近年来在SiC纤维增强钛基复合材料研究领域开展的工作及取得的进展。采用具有自主知识产权的SiC纤维,研究了PVD先驱丝制备方法和真空热压/热等静压复合材料成形工艺,获得700℃拉伸强度>1500MPa的SiCf/Ti-6Al-4V复合材料,分别制备出长度>400mm和直径>200mm的钛基复合材料棒材和环形件。此外,分别采用粉末布与粉浆涂挂先驱丝两种低成本方法制备出钛基复合材料,确定了新的胶粘剂并优化了相关工艺参数。

连续SiC纤维增强钛基复合材料横向高温变形机理研究

针对连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiC_f/Ti)成形的技术难题,利用沿垂直纤维方向基体具有大变形的能力,可以采用超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)成形出复合材料空心构件。在不同工艺参数条件下,测试了SiC_f/Ti复合材料的横向高温变形规律,并分析了变形温度、应变速率、纤维含量等工艺参数的影响规律,对不同参数条件下拉伸试件的微观组织和断口形貌进行了对比,分析了复合材料的高温变形机制。

碳涂层对SiC纤维增强钛基复合材料界面显微结构及性能的影响

研究涂碳的SiC(C)/Ti-6Al-4V和无涂碳的SiC/Ti-6Al-4V材料的界面结构以及结合强度。结果表明:碳涂层阻止了径向纤维间的相互作用,该涂层界面反应物只是TiC,这些产物包含邻近碳涂层生成的细小晶粒和邻近金属基体生成的粗大晶粒;在无涂碳界面上,相邻纤维一侧产生的是TiC薄层,毗邻金属基体产生的是TiC和Ti5Si3晶粒组成的厚混合物,晶粒的大小从纤维到基体逐渐增大。涂炭和无涂碳复合材料的界面结合强度分别是(118.2±4.24),(230±6.28)MPa,证明碳涂层在纤维和基体之间提供了一个弱结合界面。涂碳纤维复合材料的界面结合发生在涂碳层和反应层之间,而无涂碳发生在纤维和反应层之间。

纤维增强钛基复合材料整体叶环设计技术

新材料和新结构的开发使用是航空发动机减重的一个主要技术途径,纤维增强钛基复合材料制备的整体叶环结构具有明显的减重优势。以Si C(f)/TA12整体叶环试验件为例,分别从结构、强度、工艺等方面阐述了整体叶环设计技术。利用ANSYS有限元软件进行数值模拟,并采用最大应力准则和平均周向应力准则评估了整体叶环试验件的破裂转速。通过旋转试验初步验证了整体叶环的减重效果和强度计算方法,并对今后的研究方向进行了展望。

纤维增强钛基复合材料界面剪切强度的FEM分析

用薄试样push-out和push-back试验测试了SCS-6/Timetal834复合材料从室温到530℃温度范围内的峰值载荷和滑动摩擦切应力。用轴对称圆柱有限元模型模拟计算了SiC纤维增强钛基复合材料不同温度下的界面应力沿轴向分布规律和界面脱粘过程。计算表明,push-out试验的界面脱粘过程可以用剪切强度准则描述,对于SCS-6/Timetal834复合材料,当界面单元尺寸L=6.25μm时,其室温下界面剪切强度τm=500MPa,300℃时τm=300MPa,530℃时τm=140MPa。由于应力奇异性的影响,界面剪切强度的值与单元尺寸大小有关。

SiC纤维增强钛基复合材料空心结构成形研究

采用箔材刻槽法制备连续纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)面板,通过分析不同复合工艺参数条件下的纤维/基体界面和基体微观组织,获得了优化的制备工艺:925℃/100 MPa/1 h.利用SiCf/Ti复合材料沿垂直纤维方向具有大变形的能力,将超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)与SiCf/Ti复合材料的复合技术相结合,经过热压复合、热成形、超塑成形3个工艺过程,制备了SiCf/Ti复合材料的空心结构,并对空心结构件进行了微观组织分析,验证了工艺的可行性.