矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料抗冰晶石侵蚀性能的研究

采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1mm,侵蚀产物为NaAlSiO_4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小。复合材料渗透界面的分形维数值介于1.1～1.23之间,随Sialon含量的增加而减小。

基体改性对碳纤维增韧碳化硅复合材料结构与性能的影响

采用化学气相浸渗法对2DC/SiC复合材料进行基体改性,制备了二维碳纤维增韧碳–碳化硅二元基复合材料(twodimensionalcarbonfiberreinforcedC–SiCbinarymatrixcomposites,2DC/C–SiC)。2DC/C–SiC复合材料的基体为热解碳和碳化硅交替叠层的多层基体。研究了2DC/C–SiC复合材料的微观结构,比较了2DC/SiC复合材料和2DC/C–SiC复合材料的力学性能及断口形貌。结果表明:2DC/C–SiC复合材料可在基本保持2DC/SiC复合材料抗弯强度的基础上,其断裂韧性得到显著提高。基体改性的效果明显。纤维的逐级拔出是断裂韧性提高的原因。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/2024Al)的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对17％SiCp/2024Al(体积分数)复合材料在温度为573-773 K、应变速率为0.02-0.5 s-1变形条件下的热变形行为进行了研究.结果显示,复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,采用位错-颗粒交互作用模型能够合理的解释复合材料的应力-应变行为;采用Power-Arrhenius型速率方程 对复合材料的热变形激活能Q进行了计算,结果显示复合材料在不同的温度区间具有不同的激活能,其中在623-723 K的变形温度区间内,激活能为250 kJ·mol-1。

ICP-AES测定钛基复合材料中镍、钕和铁的研究

采用 ICP- AES法对钛基复合材料中的合金元素镍、钕、铁的测定进行了研究 ,着重进行了基体元素及待测元素镍、钕、铁之间干扰试验及各元素在测定浓度范围内的线性相关性试验 ,进行了酸度试验 ,测定了钛基复合材料中 3种元素的含量 ,得到了较好的精密度和准确度。方法简便、可靠 ,获得满意的分析结果。

镍基碳化硅复合材料结构性能第一性原理研究

实验结果表明:对于镍基碳化硅复合材料,可以采用纳米碳化硅均匀弥散的方式来增强其力学性能和抗辐照性能。本文通过密度泛函理论对该复合材料辐照条件下的氦缺陷形成能和力学性能进行了第一性原理计算,结果表明镍基和碳化硅颗粒界面处更易捕获氦原子,且碳化硅颗粒会改善纯镍的力学性质,进一步分析得到该复合材料力学性质随碳化硅质量分数变化的曲线,研究结果为促进镍基碳化硅复合材料的发展提供理论基础。

铝-钛-镍-硅合金填料对SiC_p/6061Al基复合材料等离子弧焊接接头组织与性能的影响

以铝-钛-镍-硅合金为填充材料,采用氩/氮混合等离子气体对SiCp/6061Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,研究了不同成分合金填料对焊接接头组织与性能的影响。结果表明:填充Al-10Ti-10Ni-3Si合金的焊缝组织均匀、致密,存在少量50μm长的针状相,熔合区Al3Ti相数量较中心区的减少,无灰色针状Al4C3相;填充Al-5Ti-5Ni-5Si合金的焊缝中增强相数量较前者的有所减少,并呈无序分布,同样也无针状相;焊缝由Al N、Al3Ti、TiC、Ni3Al、Ni Ti2、Ti5Si3等相组成;两种接头的抗拉强度分别为215.0 MPa和221.5 MPa。

UD-C_f/SiC陶瓷基复合材料的高温拉伸性能

采用两种形状 (纺锤形、矩形 )的拉伸试样对热压单向 M40 JB- Cf/Si C和 T80 0 - Cf/Si C复合材料进行了高温拉伸强度测试 ,得到了 Cf/Si C复合材料的拉伸强度 ,并对纺锤形试样断裂应变的表达式进行修正 ,得出了复合材料的弹性模量。 M40 JB- Cf/Si C复合材料 130 0℃的拉伸强度及模量分别为 374MPa和 134GPa,145 0℃的拉伸强度及模量为 338MPa和 116 GPa,T80 0 - Cf/Si C复合材料 130 0℃拉伸强度和模量为 392 MPa和 115 GPa。测试结果与试样的断裂方式密切相关 ,在有效部位断裂的测试结果大于在非有效区断裂的测试结果。 M40 JB- Cf/Si C复合材料的拉伸断裂应力 -应变曲线表现出塑性变形的非线弹性破坏特征 ,而 T80 0 - Cf/Si

料浆对熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料的影响

针对航空发动机热端部件复杂结构存在的陶瓷基复合材料成型难度大的问题,以碳纤维织物为增强体,以有无添加粉体的两种树脂料浆为研究对象,开展料浆-熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料技术研究,探索两种料浆的注浆成型及熔渗工艺适应性,并对获得的复合材料基本性能进行表征。结果显示:有无添加粉体的两种料浆的黏度适中,在注浆工艺温度下具有3~5 h以上的注浆工艺窗口,通过注浆成型工艺均可获得少孔隙、质量均匀的树脂基复合材料;无粉体和有粉体的料桨固化物在900℃炭化后,孔隙率分别为39.6%和31.3%,残炭率分别为24%和76%,平均孔径分别为0.068μm和0.069μm,能够满足熔渗工艺的要求;采用添加粉体的料浆制备的碳纤维织物增强碳化硅复合材料具有更低的气孔率(3.54%)和更高的弯曲强度(162 MPa),满足航空发动机静止部件的应用要求。

熔铸-原位反应喷射成形7075/TiC复合材料的拉伸性能

利用熔铸－原位反应喷射沉积成形技术制备了 ＴｉＣ颗粒增强 ７０７５ Ａｌ基复合材料．测试了复合材料的拉伸性能．结 果表明：在预制块中选取 Ｔｉ：Ｃ＝１：１配比，复合材料中存在较多的条、块状 Ａｌ３Ｔｉ相，致使复合材料的拉伸强度和延伸率均比未 增强合金低；选取Ｔｉ：Ｃ＝１：１．３的配比，有助于消除Ａｌ３Ｔｉ脆性相，提高复合材料的拉伸强度．进一步讨论了提高熔铸－原位反 应喷射沉积成形 ７０７５／ＴｉＣ Ａｌ基复合材料拉伸强度的途径．

SiC_p/Al复合材料与化学镀镍层结合机理研究

根据结构化学理论,用SEM,EDAX和XPS等测试手段研究了镀层和碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)的表面、断面形貌及界面的结合状态,分析了镀层和基体之间的结合机理。结果表明,Ni镀层与复合材料界面有良好的结合,在复合材料表面的SiC-Al界面,初期沉积物Ni按Al的晶格外延生长出现微晶层,然后吸附原子扩散迁移、碰撞结合并与界面上的SiC晶格匹配生长,在镍层中诱发了拉伸应力。镍晶格和基体粒子之间产生了键合作用,形成的键显示出共价键和离子键的混合性质。

SiC_p／Al复合材料反射镜镜坯化学镀镍

叙述了ＳｉＣｐ（颗粒ＳｉＣ）／Ａｌ复合材料化学镀镍的工艺，这一工艺与铝和铝合金化学镀镍类似。由除油、浸蚀、浸锌Ⅰ，硝酸退除、浸锌Ⅱ、碱性化学镀镍和常规酸性化学镀镍组成。文中还提出了镀层的一些性质，包括厚度、硬度、磷含量、热膨胀变化和一些光学性质。结果表明，采用这一工艺可以获得高性能的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料反射镜。

铝基复合材料薄带中SiC分布均匀性的研究

本文研究了用双辊铸机生产的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料薄带中ＳｉＣ的分布规律，着重分析了ＳｉＣ颗粒的体积分数（３％～１６％）和薄带的铸造速度（０．５～１０ｍ／ｍｉｎ）对ＳｉＣ颗粒分布均匀性的影响，结果表明，较高的ＳｉＣ含量或较高的铸造速度均可抑制薄带表面贫ＳｉＣ层的形成。

SiC颗粒增强LD_2基复合材料的界面研究

采用液态浸渍后直接挤压工艺制备了SiC颗粒增强LD2 基复合材料 金相显微镜与透射电镜分析观察表明 ,颗粒状的SiC较均匀分布在α -Al基体中 ,两相之间发生了界面反应 ,反应产物为六方结构的Al4 C3与面心立方结构的Mg2 Si Al4 C3 呈棒状 ,晶内存在孪晶亚结构 ,孪晶面为 (0 0 0 3) ,其长轴方向即晶体生长方向为 [10 10 ] SiC颗粒的分布状态对界面反应层厚度及Al4 C3 的生长有明显的影响 。

二维C/SiC复合材料连接的显微结构与性能

采用 Ni基连接剂作为中间层在 130 0℃、真空条件下对二维编织 C/Si C复合材料用液相渗透法进行了加压连接 ,所施压力为 2 0 MPa,连接保温时间分别为 15 ,30 ,4 5 ,6 0 min。用扫描电镜 SEM及能谱分析了连接情况 ,结果表明所采用 Ni基连接剂与 C/Si C复合材料有较好的润湿性 ,Ni基连接剂熔融后可进入复合材料的孔隙。接头三点弯曲强度可达 6 0

WC对铜基和镍基喷焊覆层材料耐气蚀性能的影响

在 Cu Ni Si B、 Ni Cr Si B自熔合金粉末中添加 WC陶瓷颗粒 ,利用氧乙炔焰粉末喷焊工艺制备覆层材料。用超声波振动气蚀仪对覆层材料进行耐气蚀性能研究 ,用扫描电子显微镜对覆层材料表面气蚀破坏形貌进行观察。结果表明 :复合覆层材料的耐气蚀能力比基体强 ;提高 Cu Ni Si B覆层材料耐气蚀能力的途径是强化晶界。

SiCw／Al－Ni复合材料的组织结构和拉伸性能

研究了挤压铸造法制备的ＳｉＣｗ／Ａｌ－Ｎｉ复合材料的组织结构和拉伸性能．研究结果指出。该种复合材料的显微组织由ＳｉＣ晶须、颗粒状的金属间化合物Ａｌ３Ｎｉ及α－Ａｌ组成。金属间化合物Ａｌ３Ｎｉ对位错运动有明显的钉扎作用。ＳｉＣｗ／Ａｌ－Ｎｉ复合材料具有较好的常温拉伸性能和优异的高温拉伸性能。

铝基碳化硅复合材料超疏水表面的蚀刻制备及性能表征

通过简单的盐酸溶液蚀刻方法在2024铝基碳化硅复合材料基体上制备出超疏水表面,电镜观察结果显示,蚀刻后复合材料中碳化硅颗粒自身作为超疏水结构所必需的微米级结构,而碳化硅微粒上又具有纳米级颗粒,形成了类似荷叶表面的微米-纳米二级复合结构。结合氟硅烷修饰,获得了接触角高达157.02°,滚动角5°的超疏水表面。实验研究了不同蚀刻液浓度和时间对表面疏水性的影响,得到特定条件下的最佳工艺参数:盐酸溶液浓度15%(质量分数),蚀刻时间2 min。性能测试结果表明,所制超疏水表面具有较好的抗酸碱性能、稳定性、耐磨性和抗腐蚀性能。

硅树脂高温转化陶瓷结合层连接陶瓷材料

由硅树脂作为先驱体,在高温(800～1400℃)转化陶瓷结合层对石墨、SiC陶瓷及3D(dimension)Cf(carbonfiber)/SiC复合材料进 行了连接实验,着重探讨了硅树脂固化裂解过程、裂解温度、保温时间及升温速率对连接性能的影响。研究表明:硅树脂的交联固化主要是通 过消耗Si—OH来完成。对于石墨、SiC的连接,1200℃是较佳的处理温度,而对于Cf/SiC则最佳的处理温度为1400℃。随着保温时间由1 h延长到5h,SiC陶瓷连接强度得到提高,但对复合材料的连接不利。低升温速率(2℃/min)时的连接强度比10℃/min时的高很多。

选区激光熔化制备(SiC_(p)-B_(4)Cp)/Al复合材料及其性能

以SiC和B_(4)C为增强相、纯Al粉为基体原材料,采用选区激光熔化(SLM)法在粉层厚度和扫描间距均为0.05 mm、扫描速率为300 mm/s、激光功率为350 W的成形条件下,制备了Si C_(p)-B_(4)C_(p)[质量比m(SiC_(p)):m(B_(4)C_(p))=1:1]增强的Al基((SiC_(p)-B_(4)C_(p))/Al)复合材料,研究了SiC_(p)-B_(4)C_(p)含量[10%、15%及20%(质量分数)]对SLM成形(SiC_(p)-B_(4)C_(p))/Al复合材料显微组织、显气孔率、显微硬度、摩擦磨损性能和抗折强度的影响。结果表明:当SiC_(p)-B_(4)C_(p)含量为10%时,试样显气孔率最小且抗折强度最大,分别为4.5%和177 MPa;SiC_(p)-B_(4)C_(p)含量为20%时试样的硬度最高、磨损率和摩擦系数最小,分别为172.6 HV_(0.1)、3.4×10^(-5 )mm^(3)N^(-1)m^(-1)和0.4。

微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层的制备及影响因素

对微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层用作代铬镀层进行了研究。采用恒电流沉积的方法在钢片上成功制备了微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层。采用单因素实验分别讨论电镀液组成对镀层宏观形貌、微观形貌、复合量、硬度等的影响,获得硬度(HV)为646.11的微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层;研究了不同表面处理的微米级SiC对镀层形貌及微粒复合量的影响,结果显示,表面强负电性的微米级SiC参与电镀得到的微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层,表面微裂纹少且更加平整无孔隙,微粒含量较表面带正电性和弱电性的SiC更高。探究了微米级SiC通过电沉积的方式进入镀层的过程及界面行为,解释了微米级碳化硅表面处理对其进入镀层的影响。