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。

连续纤维增强树脂基复合材料绿色化技术的研究进展

连续纤维增强树脂基复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特点,是航空装备轻量化不可或缺的重要结构材料。由于其主要采用热压罐成型技术制备,成型过程能耗高,热固性树脂回收利用难、成本高,难以满足低碳绿色发展的要求,因此开展可回收绿色复合材料、复合材料低能耗制造以及回收再利用等复合材料绿色化技术研究受到了越来越广泛的重视。笔者介绍了目前连续纤维增强复合材料绿色化技术的发展现状,并探讨了连续纤维增强复合材料绿色化技术的发展前景。

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。

氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的组成及制备工艺的研究进展

连续氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料)具备高熔点、高强度、抗氧化等特点,提升了现有航空航天热端部件自身抗氧化性能,是高温有氧环境应用的理想候选材料。本文首先分析了Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料的组成部分——氧化铝纤维、氧化铝基体和常见界面相的种类及其作用。其次,总结了目前Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料所采用的制备工艺如浆料浸渍法、溶胶-凝胶法、前驱体浸渍-裂解法,并讨论了不同制备技术路线对氧化铝陶瓷基复合材料性能的影响、列举了部分国内外学者的工作现状及成果。最后,对于制备在中高温负载下达到较高强度和断裂韧度、能够实现长时间服役的Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料提出了可行的优化方案。

原位自生非连续增强钛基复合材料的研究现状与展望

从基体和增强相选取、制备方法、微观结构、界面、氧化特性及力学性能方面综述了目前原位自生非连续增强钛基复合材料的发展状况,结合本文作者的课题研究重点介绍了反应热压法(RHP)制备钛复合材料的工艺以及所制备复合材料显微组织和力学性能。提出了当前研究中存在的问题和今后潜在的发展方向。

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。

非连续增强铝基复合材料固相焊接研究现状

阐述与评价了国内外非连续增强铝基复合材料固相焊接研究现状及发展趋势,分别讨论了摩擦焊、扩散焊、瞬间液相焊在焊接非连续增强铝基复合材料时存在的主要问题、解决措施,特别对瞬间液相焊作了详细的综述.

非连续纤维增强金属基复合材料研究进展

综述了目前国内外非连续纤维增强金属基复合材料的制备方法，包括粉末法、喷射沉积法、铸造法和原位复合法。

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。

非连续增强金属基复合材料的变形行为

详细介绍了非连续增强金属基复合材料的弹性变形、微塑性变形、宏观塑性变形行为的研究现状 ,论述了复合材料变形行为的影响因素 。

非连续增强铝基复合材料可再生机制分析

分析了常用的两类基体铝合金：铸造铝合金和形变铝合金与增强体ＳｉＣ或Ａｌ２Ｏ３所制成的复合材料可再生机制，阐述了复合材料的组织特征、界面反应规律，揭示了非连续增强铝基复合材料可再生机制。

非连续增强金属基复合材料的应用

综述了非连续增强复合材料在汽车、航空航天领域的应用状况 ,以及影响其进一步扩大应用的制约因素。

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。

非连续增强钛基复合材料的热处理研究进展

综述了非连续增强钛基复合材料热处理的研究现状,主要分析了热处理工艺对复合材料微观组织与力学性能的影响,提出了当前研究中存在的问题和今后潜在的发展方向.

非连续增强金属基复合材料的热残余应力

详细地论述了非连续增强金属基复合材料热残余应力的产生、松弛机理以及热残余应力对材 料组织和性能的影响,并预测了今后的发展方向。指出增强体与基体的线膨胀系数之差、界面结合和温度变 化是产生热残余应力的必要条件,非连续增强金属基复合材料的热残余应力的松弛将使得金属基复合材料 基体内的位错密度增加,热残余应力使复合材料的拉伸强度降低。

连续纤维增强陶瓷基复合材料界面研究进展

在陶瓷基复合材料中引入高强陶瓷纤维的目的是为了增强陶瓷的断裂韧性,纤维与基体的界面是决定CMC韧性的关键因素。国内外许多专家和机构研究重点主要集中于连续纤维增强陶瓷基复合材料的界面,包括纤维与基体的化学相容性和热物理相容性,以及用TEM、HRTEM、SADP、AEM、声学显微法、EDX等微观测试手段研究不同体系的界面形成机理。本文对上述界面研究概况进行了综述,并简述了界面设计原则和近年来计算机技术在界面研究中的应用情况。指出,连续纤维增强陶瓷基复合材料界面研究将一直是复合陶瓷基复合材料界研究的重点和难点。

非连续增强金属基复合材料的车削加工

本文阐明了研究非连续增强金属基复合材料车削加工的必要性和重要性,综述了非连续增强金属基复合材料车削加工的研究现状,指出了在研究非连续增强金属基复合材料车削加工过程中需要解决的几个问题和这一研究的发展前景。

连续纤维增强陶瓷基复合材料合成技术及发展趋势

作为结构材料,陶瓷具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点,但缺点是呈现脆性,不能承受剧烈的机械冲击和热冲击,因而严重影响了其应用。为此人们通过采用连续纤维增韧方法改进其特性,进而研发出连续纤维增强陶瓷基复合材料。笔者主要综述了陶瓷基连续纤维增强复合材料的制备方法,并分析了各种工艺的优缺点。在总结了现阶段连续纤维增强复合材料研究中存在的问题的基础上,提出了今后连续纤维增强复合材料的主要研究方向。