钨/耐超高温陶瓷复合材料的制备和性能研究进展

高超声速飞行器的战力升级对集承载、防热、抗烧蚀功能于一身的新型极端耐热结构材料提出了更高的要求。钨/耐超高温陶瓷复合材料(W/UHTCs)是钨与耐超高温陶瓷复合制得的一种非均质复合材料,理论上可同时具有高强高韧、抗热震、抗烧蚀等优异特性,可在高温有氧、强冲刷环境下长期服役。多年以来,国内外研究者围绕W/UHTCs的制备、表征和应用开展了大量研究工作,一些新的制备工艺和应用形式不断出现。文章系统介绍了W/UHTCs制备工艺的特点,分析讨论了W/UHTCs的性能和强化机制,概述了W/UHTCs的应用现状,最后展望了W/UHTCs的潜在发展方向。

耐超高温全金属桥塞研制与室内试验测试

针对目前可溶桥塞承压强度低、降解速率慢、无法适用于超高温环境的问题,创新性提出适用于超高温环境的全金属桥塞设计方案,同时开展可溶镁基合金的室温、高温下力学性能试验及高温溶解性能试验,并结合有限元分析结果完成桥塞关键部件材料优选,最终试制耐超高温全金属桥塞实物样机并开展室内试验测试,从室温承压性能、高温承压性能和溶解性能3个方面验证实际应用效果。研究结果表明:随着温度升高,相对于高伸长率可溶镁基合金,高强度可溶镁基合金抗拉强度和屈服强度下降幅度较小,伸长率变化幅度较大;在超高温环境中,可溶解镁基合金溶解速率呈现慢-快-慢现象,在溶解后48~72 h内溶解速率最快;研制的耐超高温全金属桥塞在205℃、质量分数2%的KCl水溶液中最高可承受压差70 MPa,并保持10 h有效密封;在模拟工况下的密闭容器中8 d可完全溶解,满足设计要求并具备入井条件。该研究可为开发适用于超高温环境的全金属桥塞提供技术支撑。

耐超高温铱合金强韧化技术研究进展

概括地论述了铱的特点,说明了探索研究铱的强韧化技术的重要性。系统地综述了国内外在铱强韧化技术方面的研究思路、取得的研究结果以及最近的研究焦点,对耐超高温铱合金强韧化技术提出了新的研究思路,阐明理论计算的方法将是铱的强韧化技术研究的热点和有效方法。最后展望了耐超高温铱合金的发展和应用前景。

耐超高温连续SiC纤维制备过程中纤维结构和取向演变

以聚铝碳硅烷(PACS)为先驱体,采用先驱体转化技术制备出耐超高温的连续SiC纤维.研究了制备过程中纤维结构和取向的演变及其对纤维性能的影响.研究结果表明,耐超高温连续SiC纤维制备过程中纤维结构的演变随温度变化分为分子间交联(≤600℃)、基本无机化(600～800℃)、完全无机化(800～1300℃)和结晶重排(1300～1800℃)四个阶段;纤维的取向随着结构的演变而改变,连续PACS纤维沿轴向具有的微弱取向,经热分解后演变到1300℃的产物中,1300℃后随着结晶重排的发生,纤维由各向异性转变为各向同性;结构和取向的转变对于纤维性能具有很大的影响.

连续SiC(Al)纤维的耐超高温性能及其机理

以有机金属聚合物聚铝碳硅烷为原料,利用先驱体转化法制备出连续SiC(Al)纤维.采用一系列分析测试对纤维的组成、结构以及耐超高温性能进行了表征,通过与Nicalon纤维的比较,对连续SiC(Al)纤维的耐超高温机理进行了研究.结果表明,连续SiC(Al)纤维具有优异的耐超高温性能,在1800℃氩气中处理1h后,纤维的强度保留率为80%左右;元素分析和27AlMAS核磁共振等分析表明,连续SiC(Al)纤维为近化学计量比的SiC纤维,纤维中微量的铝元素以Al—O和Al—C键两种形式存在;在超高温条件下,两种不同存在形式的铝均能够抑制纤维中晶粒的长大.纤维具有近化学计量比的组成和铝元素在高温条件下对于晶粒长大的抑制,是连续SiC(Al)纤维具有优异耐超高温性能的原因.

耐超高温陶瓷纤维制备研究综述

耐超高温陶瓷纤维作为复合材料的增强体,打破了传统材料的局限性,在航空航天、军事、机械等领域的应用需求日趋增加,因此笔者着重对几种常用耐超高温陶瓷纤维,即耐高温SiC,Si3N4,BN,SiBNC纤维的制备研究进行了详细叙述。

耐超高温喷管的材料选择

以要求承受从燃烧室喷出 2 50 0℃～ 310 0℃的高速燃气喷管为研究对象 ,采用难熔金属作为基体材料 ,并在其表面上实施陶瓷隔热涂层方案 ,对其所用材料进行了详细分析。

耐超高温连续Si-Al-C纤维的一步法制备与表征

采用先驱体转化技术,以聚铝碳硅烷(PACS)为先驱体,经过熔融纺丝、空气预氧化处理和超高温烧结处理,制备了近化学计量比的连续SiC纤维.研究结果表明:一步法所制备的连续Si-Al-C纤维的平均直径为11～12μm,平均抗拉强度为1.8～2.0GPa;纤维的化学式为SiC1.01O0.040Al0.024,主要由规整的β-SiC构成,此外含有少量的α-SiC和无定型的SiC;连续Si-Al-C纤维具有优良的耐超高温性能,在1500℃氩气中处理1h后,纤维的抗拉强度基本保持不变,在1800℃氩气中处理1h后,纤维的强度保留率为80%左右。

Si-B-N透波纤维的耐超高温性能

以聚硼硅氮烷（PBSZ）为先驱体,经熔融纺丝、不熔化以及在氨气气氛中高温裂解制备了Si-B-N纤维,然后在高纯氮气保护下加热至超高温。利用元素分析、FTIR、XRD、SEM、力学性能分析和波导法等研究了纤维的耐超高温性能。结果表明：Si-B-N纤维1 500℃退火几乎不失重,在惰性气体中非晶状态可以保持至1 700℃,加热到1 850℃才形成Si3N4和BN等结晶相;Si-B-N纤维的拉伸强度为1.72GPa,弹性模量为196GPa,1 500℃退火Si-B-N纤维的拉伸强度为1.86GPa,弹性模量为205GPa,Si-B-N纤维具有很好的耐超高温性能;此外,采用波导法测量,Si-B-N纤维表现出优良的介电性能,测试频率为8～12GHz,1 400℃退火的Si-B-N纤维平均介电常数和介电损耗角正切值分别为约3.68和0.001 1。

新型耐超高温、耐超高辐射射频同轴电缆的研制

简述了新型耐超高温、耐超高辐射射频同轴电缆的特点,包括耐超高温、耐超高辐射、抗腐蚀、抗震、抗磨及低损耗、高耐压、高绝缘电阻等性能。并着重介绍了发泡SiO2绝缘的新型耐超高温、耐超高辐射射频电缆内导体、绝缘、护套材料的选择以及导体整型、绝缘成型、护套成型的过程。

美国研发出耐超高温度的碳纤维/碳化硅复合纤维,可用于探测器的太阳防护罩

据新材料在线7月14日消息,美国高温材料开发商和约翰霍普金斯大学应用物理实验室(APL)开发出一种轻质、超高温的材料,能够承受3 500 ℃的高温。研究人员通过直接转化工艺(DCP)将每根碳纤维长丝的外层转化为金属碳化物如碳化硅(SiC/C)。

超高熔点Ta_(x)Hf_(1-x)C固溶陶瓷的制备工艺与性能研究进展

Ta_(x)Hf_(1-x)C固溶陶瓷是碳化钽(TaC)和碳化铪(HfC)在一定条件下以任意比例形成的系列固溶体,其熔点普遍在4000K以上,最高可达4300K,且硬度高、模量高、热导率低、抗高温氧化和抗烧蚀性能优异,具备在极端热环境(>3000 K)下服役的潜力,成为耐超高温材料领域的研究热点和前沿。本文综述了近年来Ta_(x)Hf_(1-x)C固溶陶瓷在粉体合成技术、致密化工艺和机理、室温力学性能、热物理性能、抗氧化性能、抗烧蚀性能等方面所取得的研究进展,分析了Ta_(x)Hf_(1-x)C固溶陶瓷粉体不同合成技术的优劣及致密化的难点,讨论了Ta_(x)Hf_(1-x)C固溶陶瓷组成、结构和性能之间的相互关系。此外,本文还指出了Ta_(x)Hf_(1-x)C固溶陶瓷目前存在的挑战,并对未来潜在的发展方向作了展望。

油井水泥悬浮剂的研究进展

油井水泥浆沉降稳定性是水泥浆施工性能的重要指标之一。随着勘探开发逐步朝着深井、超深井方向发展,特别是近年来井深接近万米,井底的温度将达到240℃以上,对油井水泥浆的稳定性提出了的更高的要求。传统悬浮剂往往在提高悬浮稳定性的基础上,对水泥浆流变性造成不利影响,不利于复杂井况固井施工。针对油井水泥悬浮剂的国内外研究现状进行调研,系统阐述了悬浮剂主要种类及其作用机理,重点对当前悬浮剂研究的优化情况进行分析,包括无机和有机高分子材料优选复配和共聚单体优选或接枝共聚等技术,为今后油井水泥悬浮剂研发提供借鉴。

含异质元素SiC陶瓷先驱体的研究进展

先驱体转化法由于拥有众多优点已成为当前制备陶瓷材料的主要方法。添加异质元素可对SiC陶瓷先驱体进行物理和化学改性,提高SiC陶瓷的综合性能。文中介绍了近年来含异质元素SiC陶瓷先驱体的研究进展,重点介绍了含异质元素SiC陶瓷先驱体的主要种类、制备工艺和性能,以及相应的SiC陶瓷的性能,并对今后的研究方向做出了展望。

先驱体转化法制备SiC纤维的研究进展

先驱体法制备的SiC纤维是高性能陶瓷基复合材料(CMC)的关键增强材料.在过去三十年里,已发展了三代SiC纤维.本文综述了三代SiC纤维制备工艺、组成结构和性能的发展变化情况,分析了SiC纤维的耐高温、抗氧化、模量和高温抗蠕变性能与其组成和结构的相互关系,总结了提高纤维性能的主要方法.

碳纤维复合材料在建材领域的应用及标准化现状分析

1 碳纤维及其复合材料碳纤维是一种由石墨组成、含碳量高于90%的纤维材料,是以聚丙烯晴纤维、粘胶纤维、沥青纤维等有机纤维原丝经过预氧化、碳化和石墨化、上浆、热处理等反应工艺过程制备而成.碳纤维在碳化过程中,沿轴向进行预拉伸处理,因此石墨微晶具有择优取向,赋予碳纤维高强度、高模量的特点.此外,碳纤维还具有密度小、耐超高温、耐腐蚀、防原子辐射、导热、导电等优良特性,使得碳纤维成为复合材料中重要的增强纤维.碳纤维复合材料以树脂、金属或陶瓷等为基体、碳纤维为增强体组合形成,通过基体种类、碳纤维含量和分布的优化设计,可制备综合性能优异的构件用于飞机、火箭、卫星等航空航天飞行器.