自愈合碳化硅陶瓷基复合材料研究及应用进展

为了满足高推重比航空发动机长时热力氧化环境的使用需求,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料正朝自愈合方向发展。本文介绍自愈合碳化硅陶瓷基复合材料的微结构与性能,自愈合与强韧化机理,制造方法和工艺特点及其在航空发动机热端部件的应用情况,表明多元多层微结构形成了“层层设防,就地消灭”的氧化防御体系,是复合材料实现自愈合与强韧化的关键。自愈合碳化硅陶瓷基复合材料能够满足发动机高温服役环境要求,显著降低发动机的结构重量,从而有效提高发动机的推重比。

新型碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展

介绍了碳化硅陶瓷基复合材料的应用和发展现状 ,阐述了CVI -CMC -SiC制造技术在我国的研究进展 ,开展了CVI -CMC -SiC的性能与微结构特性的研究和CVI过程控制及其对性能影响的研究 ,研制了多种CMC -SiC和其构件。

平纹机织多元多层碳化硅陶瓷基复合材料的等效弹性模量预测

针对平纹机织多元多层碳化硅陶瓷基复合材料,按照"从底向上"的顺序考虑了纤维丝/界面/基体尺度以及纤维束/基体/涂层尺度下的微结构有限元模型。采用能量法依次进行了两个尺度上的等效性能计算,首先在纤维丝/界面/基体的尺度上计算了纤维束的等效弹性参数,然后将这些参数代入到纤维束/基体/涂层尺度微结构模型中,计算得到复合材料的整体弹性常数。数值计算结果与实验结果吻合较好,验证了所提计算方法以及模型的有效性。

碳化硅陶瓷基复合材料加工技术研究进展

碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-Si C)是一种新型战略性热结构材料,在航空、航天、核能等高新技术领域具有广阔应用前景。但CMC-Si C材料硬度高、不导电等特性决定了实现其高精度、高质量加工较为困难。综述了CMC-Si C材料的传统加工和特种加工工艺的研究现状与进展,重点阐述了激光加工陶瓷及CMC-Si C材料的加工机理和加工效果。最后,指出了CMC-Si C材料加工技术的发展趋势。

燃烧合成多孔碳化硅陶瓷基复合材料

采用燃烧合成技术制备多孔碳化硅基复合材料。利用Si、C、Ti体系的放热反应得到SiC/TiC复相陶瓷,其中Ti+C含量要大于25％,否则燃烧反应无法完全进行。燃烧合成产物中含有α—SiC、β-SiC、TiC和少量Si。所研究体系的产物致密度为理论密度的45％～64％。对燃烧合成产物进行了XRD相分析和SEM断口形貌分析。

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。

碳化硅陶瓷基复合材料的自愈合及结构吸波一体化研究进展

为满足高推重比航空发动机在长时热力氧化环境下的使用需求和航空发动机关键热结构部件的隐身需求,碳化硅陶瓷基复合材料正朝着自愈合抗氧化、兼具承载和吸波性能的结构吸波一体化发展。本文分别介绍了碳化硅陶瓷基复合材料在强韧化、自愈合抗氧化、电磁波吸收三方面的设计原则,综述了在这三方面的研究现状。一种材料同时具有高强度高韧性、自愈合抗氧化和吸收电磁波三方面的性质将是结构功能一体化CMC-SiC未来发展的大趋势。

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。

碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展

碳化硅陶瓷基复合材料作为热结构材料体系中的重要构成材料之一,其在我国航空航天以及空间技术、交通工具制造、光学系统等多个领域均有一定的应用,是材料工程领域研究和关注的重点。本文将通过对碳化硅陶瓷基复合材料的特点及其技术研究现状分析,结合实例,对碳化硅陶瓷基复合材料及其有关技术在实践中具体应用进行研究。

碳化硅陶瓷基复合材料

位于美国纽约州斯克内塔迪的“星火体系”（Trafire systems）报道，该体系所有权的碳化硅（SiC）-聚碳陶瓷基复合材料（CMC）聚合物体系被加工，创建一种新的防弹装甲方案，那就是能够击败穿甲弹的极端威胁。

我国自主研发出高温碳化硅陶瓷基复合材料

近日，航空工业集团宣布，将与西北工业大学合作建设航空陶瓷基复合材料工程技术公司，这意味着历时十年自主研发的高温复合材料即将进入产业化阶段。这是新型航空材料国产大飞机项目的关键技术之一。

自主研发碳化硅陶瓷基复合材料有望武装“国产”大飞机

新型航空材料是中国大飞机项目的关键技术之一。2009年9月8日，中航工业集团宣布，将与西北工业大学合作建设中航陶瓷基复合材料工程技术公司，这意味着历时10年自主研发的高温复合材料即将进入产业化阶段。据透露，这种新型复合材料将用于制造飞机发动机的关键部件，并有望“武装”C919国产大型民用飞机。

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料研究成功

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是一种新型战略性热结构材料，比铝轻、比钢强。比碳化硅陶瓷更耐高温、更抗氧化烧蚀，而且克服了陶瓷的脆性，可替代金属材料解决目前航空航天器燃料20％-30％浪费的问题，满足其向高速度、高精度、高搭载和长寿命发展的需求。

我国自主研发出高温碳化硅陶瓷基复合材料

近日，航工业集团宣布，将与西北工业大学合作建设航陶瓷基复合材料工程技术公司，这意味着历时10年自主研发的高温复合材料即将进入产业化阶段。这是新型航空材料国大飞机项目的关键技术之一。

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料研制成功

由国防科工委主办的连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料技术发展与应用研讨会近日在西北工业大学召开。与会专家一致认为，张立同院士科研创新团队研制成功的“连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料”，技术突破了研究“瓶颈”，填补了国内空白，技术成熟，以该材料工程化工作探索发展途径与模式，具有重要的现实意义和推广价值。

碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展

本研究介绍了复合材料的研究进展,对复合材的制备工艺进行了介绍,并且对国内外制备工艺研究现状进行了例述。

陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能

随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用,与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术,制备4层结构的BSAS(Ba_(0.75)Sr_(0.25)Al_2Si_2O_8)-聚酯基可磨耗环境障涂层(A/EBCs),探究工艺参数对可磨耗面层孔隙率的影响规律以及涂层在1300℃下的相结构和组织演变。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)对涂层相结构、微观组织及成分进行分析表征。结果表明:BSAS-聚酯基可磨耗面层的孔隙率为26.4%~36.8%,BSAS-聚酯粒子温度敏感的参量是主气(氩气)流量、辅气(氢气)流量和喷涂距离,速度敏感的参量是主气(氩气)流量;其中主气(氩气)流量同时对BSAS-聚酯的粒子温度和速度具有反向影响作用。该可磨耗面层在1300℃高温氧化300 h保持单斜相结构,组织和成分稳定,局部析出球状非晶氧化硅颗粒。采用高温高速刮削实验对涂层可磨耗性能进行评价,涂层表面发现纳米高温合金微粒黏附,叶片高度磨损比(IDR)为20%,达到可磨耗封严涂层使用要求。

碳化硅陶瓷基复合材料激光刻蚀技术研究进展

碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)具有密度低、强度高、耐高温、抗腐蚀等优点,在航空航天领域具有广泛的应用潜力。但是CMC-SiC属于具有超高硬度且各向异性的难加工材料,常规加工技术难以胜任这种新型材料的优质高效加工。激光加工凭借加工质量高、非接触加工、输入热量低、适用范围广、易于和数控技术结合实现自动化等优势,有望成为CMC-SiC材质构件精密制造的主流技术。本文从CMC-SiC与激光的相互作用机理出发,分析了激光加工CMC-SiC中出现的典型热致缺陷,阐述了超短脉冲激光在CMC-SiC精密加工中展现的优势。在此基础上,指出了CMC-SiC激光加工技术的发展趋势,旨在为新型航空航天CMC-SiC材质构件的精密制造提供理论依据与技术参考。

硼化锆基碳化硅复相陶瓷

以钇铝石榴石(yttriumaluminumgarnet,YAG)为烧结助剂,通过无压烧结工艺制备了ZrB2-SiC复相陶瓷。研究了复相陶瓷的相组成、抗烧蚀性能以及烧结助剂含量、烧结温度对复相陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明:复相陶瓷的物相组成主要为ZrB2,SiC和少量玻璃相;添加YAG或提高烧结温度能使材料的晶粒显著长大,并显著提高材料的相对密度和力学性能。当YAG含量为9%(质量分数),烧结温度为1800℃时陶瓷的相对密度为97.1%、Rockwell硬度HRa为88、弯曲强度为296MPa、断裂韧性为5.6MPa·m1/2。复相陶瓷具有优异的超高温抗烧蚀性能,在2800℃烧蚀30min,烧蚀率仅为0.001mm/s,烧蚀后的显微结构呈现复杂的多层结构。