铝基陶瓷增强复合材料的钎焊及扩散焊

由于陶瓷增强相与金属基体合金性能的巨大差异,造成铝基陶瓷增强复合材料的焊接困难较大。在各种焊接方法中,钎焊和扩散焊是铝基陶瓷增强复合材料焊接比较常用的方法。本文研究了钎料和中间层合金与铝基复合材料的润湿机理,介绍了颗粒增强铝复合材料的超声波钎焊、真空钎焊、无夹层液相扩散焊、冲击扩散焊和瞬时液相扩散连接等焊接新工艺,对这些焊接工艺的原理与特点进行了探讨。

基于Al-B-C烧结助剂的SiC_(nf)增强SiC陶瓷基复合材料制备及性能研究

以单晶碳化硅纳米纤维(SiC_(nf))为增强体,以铝(Al)粉、硼(B)粉和超细炭黑为烧结助剂,通过化学气相沉积及浸渍裂解工艺在SiC_(nf)上制备了PyC、BN双层界面包覆层,采用热压烧结法制备SiC_(nf)增强SiC陶瓷基复合材料(SiC_(nf)/SiC-CMC)。实验结果表明,Al-B-C烧结助剂在1850℃生成了液相Al8B4C7,促进了SiC陶瓷的致密化,提高了复合材料致密度。当烧结助剂含量为10wt.%时,随着Si Cnf含量的增加,复合材料内孔隙增多,致密度降低,抗弯强度和断裂韧性先增大后降低。当SiC_(nf)含量为10 wt.%时,复合材料的力学性能达到最优,抗弯强度和断裂韧性分别为414 MPa和9.65 MPa·m1/2,相较于未添加SiC_(nf)的热压烧结SiC陶瓷,其韧性提高了93.8%。微观结构分析表明,SiC_(nf)主要通过纤维拔出的方式来增加裂纹扩展时的能量消耗,达到提升陶瓷断裂韧性的效果。

连续纤维增强陶瓷基复合材料概述

八十年代以来 ,连续纤维增强陶瓷基复合材料以其优异的性能特别是高韧性 ,得到世界各国的极大关注和高度重视 ,并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法。

先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究

综述了先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料在先驱体、致密化工艺、微观结构、性能等方面的国内外研究情况 。

连续纤维增强陶瓷基复合材料国外应用研究进展

连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)因具有高比强、高比模、高可靠性、耐高温等优异性能,已成为航空航天、军事、能源等领域理想的高温结构材料。主要介绍了国外CFRCMCs在热防护系统、火箭发动机和超燃冲压发动机上应用的研究进展。

活性填料在先驱体转化法纤维增强陶瓷基复合材料中的应用Ⅰ .复合材料的致密化模型

在先驱体转化陶瓷基复合材料的制备中,坯体在裂解前后的体积发生变化。引入体系体积收缩率参数,对单一先驱体转化纤维增强陶瓷基复合材料致密化模型进行了修正。同时,分别对含惰性填料和/或活性填料的先驱体浆料浸渍-裂解纤维增强陶瓷基复合材料致密化进行了模型分析。从理论上揭示了复合材料的浸渍-裂解周期与材料的理论密度和理论孔隙率之间的关系。当先驱体浆料中含有活性填料时,复合材料的理论密度和理论孔隙率与活性填料的反应陶瓷产率、反应密度比、体积收缩率有密切的数学关系。在先驱体中引入活性填料比引入惰性填料能更为有效地提高材料的密度,降低材料的孔隙率。

碳纤维增强陶瓷基复合材料抗氧化涂层研究进展

对碳纤维增强陶瓷材料抗氧化涂层的要求、组成与制备工艺以及最近抗氧化涂层体系的发展做了综述 ,并且对今后抗氧化涂层的发展作了一些展望。

C/SiC陶瓷基复合材料研究与应用现状

碳纤维增强碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温、耐磨等综合性能,已成为重要的热结构材料体系之一,目前已成功应用于航空发动机热结构部件、飞行器热防护系统、制动系统以及核结构部件等。本文主要综述了C/SiC陶瓷基复合材料在制备方法和应用领域的研究进展,介绍了一系列具有代表性的C/SiC复合材料的制备方法,重点关注多种制备方法相结合的混合工艺,概述了C/SiC复合材料在航空航天热结构和热防护、刹车材料、空间相机结构等领域的应用,展望了更优异的混合制备工艺以及针对不同应用要求的复合材料新体系,以便为今后C/SiC陶瓷基复合材料的进一步研究提供参考。

纤维增强SiBN陶瓷基复合材料的制备及性能

为了满足不同马赫数飞行器对透波材料提出的集透波、承载、防热、耐蚀、抗冲击于一体的性能要求,本文开展了不同耐热区间纤维增强陶瓷基复合材料的研究。采用PIP工艺分别制备了氧化铝、莫来石、石英、氮化硅纤维增强SiBN陶瓷基复合材料,并对其介电和力学性能进行了测试与评价。结果发现莫来石纤维增强SiBN陶瓷基复合材料的介电常数和介电损耗分别为4.1~4.2和1.0×10^-2~9.7×10^-3,抗弯、拉伸、压缩强度分别为95.12、34.95和80.92 MPa,具有最佳的综合性能。

连续纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用

阐述了连续纤维增强陶瓷(SiC)基复合材料的优势与存在的问题,重点介绍了国内外对与其相关的增强纤维、构件制备工艺、构件制备的研究进展。

陶瓷增强铝基复合材料磨损表层形貌分析

通过对网状陶瓷增强铝基复合材料磨损表层、亚表层形貌分析可知 ,复合材料的磨损机理比基体合金复杂 ,粘着磨损和磨粒磨损同时起作用 ,在磨损过程中还发生氧化现象 ,复合材料的耐磨性能比基体合金有明显提高 ,这是因为陶瓷颗粒承受了部分载荷 。

纤维增强陶瓷基复合材料在国外航空发动机上的应用

由于纤维增强陶瓷基复合材料具有优异的高温性能和较好的韧性,法国、美国等航空发动机技术先进国家大量开展了将其应用于航空燃气涡轮发动机高温部件的研究,并已经少量实际应用到现役的和在研的发动机上。相信随着研究的深入和技术的成熟,纤维增强陶瓷基复合材料将陆续应用到先进的第4代战斗机改进型发动机上。

颗粒陶瓷增强钛基复合材料磨削表面形貌仿真与试验研究

使用Deform-3D软件开展了单颗金刚石磨粒磨削颗粒陶瓷增强钛基复合材料的过程仿真,研究了复合材料磨削亚表面裂纹的萌生与扩展规律以及不同工艺参数对磨削表面形貌的影响;开展了树脂结合剂金刚石砂轮磨削复合材料的实验,分别研究了不同陶瓷颗粒粒度与磨削工艺参数对磨削表面形貌的影响规律,对不同工艺参数下的磨削表面粗糙度进行测量与分析。结果表明,试验结果与仿真结果较为一致;陶瓷颗粒粒度为40μm的复合材料磨削表面质量明显高于陶瓷颗粒粒度为80μm的复合材料。当砂轮线速度为25m/s、进给速度为12m/min时,磨削表面质量最优;在沿复合材料激光制备方向上的磨削表面粗糙度受砂轮线速度和工件进给速度的双重作用,而垂直于激光制备方向,表面粗糙度随砂轮线速度的增加或工件进给速度的降低而有所减小。

陶瓷增强钢铁基复合材料中基体与陶瓷的选择

陶瓷增强钢铁基复合材料广泛应用于工业生产中,基体及陶瓷的选择尤为重要。文章分析了选择高铬铸铁及高锰钢作为基体及不同陶瓷颗粒作为增强体的原因。根据钢铁与陶瓷材料之间润湿性差的问题,介绍了改善陶瓷颗粒与钢铁基体的润湿性的方法。

一种SiC/Si_xO_yC_z非连续增强陶瓷基复合材料的制备及性能

以聚硅氧烷类有机硅树脂YR3370(GE toshiba silicones)裂解生成的无定形SixOyCz陶瓷为基质,以0.8μm SiC颗粒为非连续增强介质,制备了一种SiC/SixOyCz非连续增强陶瓷基复合材料。含SiC颗粒50%的素坯在99.99%N2气流中于1100-1300℃下保温1 h,所制备的陶瓷基复合材料密度可达2.27 g/cm3,维氏硬度可达741 kg/mm2。通过结构模拟和强度计算分析了SiC/SixOyCz陶瓷基复合材料的力学性能,其结构特点是连续的无定形SixOyCz陶瓷基质包围着分散的作为非连续增强介质的SiC颗粒,基质与增强介质之间具有合理的热匹配,并且可以改善单一陶瓷材料的脆性。

纤维增强SiC陶瓷基复合材料加工技术研究进展

纤维增强SiC陶瓷基复合材料具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优点,在航空航天及其他高温条件使用领域具有广泛的应用潜力。然而难加工特点制约了这类材料的广泛使用。由于存在硬度高、脆性大和各向异性特点,高精度低损伤加工成为其工程应用必须解决的关键技术之一。本文主要综述了近年来纤维增强SiC陶瓷基复合材料加工技术研究进展,综合分析了不同加工方法的加工原理、理论模型构建、工艺参数优化、表面质量控制与损伤形成机制等,讨论了当前存在的主要问题,对未来研究方向提出了发展与展望。

单向碳纤维增强陶瓷基复合材料磨削表面质量研究

为考察单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(C f/SiC)的磨削表面质量,使用树脂结合剂金刚石砂轮完成正交试验研究.通过极差分析获得砂轮线速度 v s、磨削深度 a p和进给速度 v w对表面质量影响的主次顺序.正交试验结果表明:磨削深度对磨削表面粗糙度影响最大;随着磨削深度 a p的增大,表面粗糙度显著增大;随着砂轮线速度 v s的增大,表面粗糙度不断减小;随着进给速度 v w的增大,表面粗糙度增大.最终根据试验结果及表面微观形貌对单向碳纤维增强陶瓷基复合材料的磨削机理进行深入的分析,对单向C f/SiC磨削加工理论的机理揭示具有指导意义.

石英纤维增强陶瓷基复合材料制孔工艺研究

本试验针对目前硬质合金刀具加工石英纤维增强陶瓷基复合材料时存在的刀具磨损严重、加工质量差、效率低下等问题,对比了硬质合金刀具钻孔、PCD刀具钻孔和电镀金刚石套料钻螺旋铣磨制孔的效果,分析了切削力对制孔质量的影响。研究结果表明:纬纱纤维对X向和Y向切削力的影响明显大于经纱纤维,垂直于纬纱纤维方向的切削力较小,平行于纬纱纤维方向的切削力较大;PCD刀具钻孔质量相对较好,刀具磨损不明显,适用于石英纤维增强陶瓷基复合材料的制孔加工。

碳纤维增强陶瓷基复合材料高温拉伸性能研究

为进一步提高以碳化硅为主要基体的陶瓷基复合材料的高温力学性能,对材料高温拉伸性能的变化规律和影响因素进行了评价和分析。结果表明,随着温度的升高材料拉伸性能呈现先上升后下降的变化趋势,碳化硅基体结晶程度逐渐提高,晶粒尺寸逐渐长大并出现团聚,导致内部缺陷孔洞增多,造成材料高温性能下降;材料热处理温度、致密化度的提高对材料的高温性能具有改善作用,使材料在经历最高温度2000℃,总时长3000s热环境条件下测试时性能保留率达82.4%。

陶瓷颗粒增强铝基复合材料的工业制备与应用

随着陶瓷颗粒增强铝基复合材料的高速发展,如何把生产成本、制备方法与应用有机地结合起来是推动陶瓷颗粒增强铝基复合材料发展的关键所在。概述了陶瓷颗粒增强铝基复合材料的主要工业制备方法,着重分析了陶瓷颗粒增强铝基复合材料的应用领域,还指出当代陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备方法所存在的问题以及发展趋势。