热梯度CVI C/C材料的结构与性能

以炭纤维整体毡为预制体 ,采用热梯度CVI工艺制备了两种不同结构基体炭的C/C材料 ,即RL结构和SL结构材料。采用光学金相仪 ,X射线衍射仪 ,硬度计 ,激光导热仪等设备研究了沉积态和热处理态C/C材料的显微结构及热物理性能。对比研究了两种结构材料的力学性能及摩擦摩损性能。结果表明 :当密度超过一定值后 ,密度对C/C材料的力学性能和摩擦性能的影响远不如CVD炭结构的影响大 ;不管是沉积态还是热处理态 ,RL结构材料的刹车性能曲线明显优于SL结构材料的刹车性能曲线 ,这意味着CVD炭的微观结构不同是造成C/C材料摩擦性能差异的根本原因。

CVI-RMI联用法制备高性能C/(C-SiC)陶瓷基刹车材料

采用化学气相渗透-反应熔体渗透(CVI-RMI)联用法制备C/(C-SiC)陶瓷基复合材料,并对材料的微观结构和力学性能、热学性能、摩擦磨损性能进行研究。结果表明:CVI化学气相渗透最佳C/C多孔坯体密度为1.40~1.55 g/cm^(3),RMI熔融渗硅最佳温度为1650℃,制备的C/(C-SiC)复合材料密度2.10 g/cm^(3)。本方法制备的C/(C-SiC)复合材料力学性能优于采用前驱体浸渍裂解(PIP)法制备的复合材料,且导热性能优异,满足高温环境使用要求。研究发现C/(C-SiC)复合材料的摩擦系数适中,力矩曲线平稳,湿态下摩擦性能无衰减,静摩擦系数高满足低速刹车要求,且磨损量小。

沉积热解炭与树脂炭比例对C/C-SiC复合材料弯曲强度的影响

以针刺整体炭毡为坯体,采用树脂浸渍和化学气相沉积混合的方法制备得到相同密度的C/C多孔体,采用熔硅浸渗(RMI)制得C/C-SiC复合材料。研究了沉积热解炭与树脂炭比例对基体显微结构及弯曲性能的影响。结果表明:随着沉积得到的沉积热解炭含量增加,C/C-SiC复合材料基体内部孔隙率先降后升,而密度、弯曲强度先增后减。当沉积热解炭与树脂炭的比例为1∶1时,C/C-SiC复合材料密度与弯曲强度最高,分别达到2.03 g/cm^(3)和240 MPa。

碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响

采用不同面密度和丝束大小的碳纤维布,通过不同z向缝合方式编织了两种碳布叠层结构的碳纤维预制体,再经化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)与气相渗硅法(gaseous silicon infiltration,GSI)联用制备了C/C-SiC复合材料。研究了碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响。结果表明,由纤维体积分数与C/C素坯密度都相同的预制体所制备的两种复合材料的密度、各相组成、结构与性能均大不相同。较小的碳纤维丝束(1K)和碳布面密度(92 g/m^(2)),以及锁式缝合留下的较大孔隙为GSI反应中Si蒸气的渗透提供了更加充足的通道,最终制备的T1复合材料孔隙率低、结构均匀、性能更高,其弯曲强度、模量和断裂韧度分别为300.97 MPa,51.75 GPa,11.32 MPa·m^(1/2)。初始预制体结构和C/C中间体结构的综合调控是CVI-GSI联用工艺制备高性能C/C-SiC复合材料的关键。

CVI处理对浸渍裂解法制备C/C-SiC复合材料弯曲性能的影响

以2D叠层炭布为增强体,以掺加硅粉、炭粉和碳化硅粉3种无机粉体的糠酮树脂为前驱体,经浸渍、热压固化、炭化裂解和高温热处理过程制备出炭/炭-碳化硅(C/C-SiC)复合材料。采用多功能密度测试仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学万能试验机,研究了硅粉、炭粉和碳化硅粉的掺加量以及后续化学气相渗透(CVI)处理对C/C-SiC复合材料致密度、微观结构及抗弯强度的影响。结果表明:硅粉、炭粉和碳化硅粉掺加后所形成的碳化硅颗粒对复合材料起到颗粒弥散增强的作用。具体而言,粉体掺加量越多,C/C-SiC复合材料越致密,抗弯强度越大;在三点弯曲载荷作用下,C/C-SiC复合材料呈假塑性断裂模式,并且出现层间开裂现象。对C/C-SiC复合材料进行10 h CVI处理后发现,形成的热解炭可以作为炭纤维与树脂炭基体之间的界面,弥补了树脂炭的微孔,相比于未进行CVI处理的C/C-SiC复合材料,密度最大提高了4.98%,抗弯强度最大提高了38.86%。

CVI制备C/Si_3N_4复合材料及其表征

以SICl4-NH3-H2为反应体系,采用化学气相渗透法CVI)制备C/Si3N4复合材料.渗透产物的能谱和X射线衍射表明渗透产物为非晶态Si3N4,经1350℃真空热处理后,产物仍然为非晶态Si3N4;经1450℃真空热处理后,产物已经发生晶型转变,由非晶态转变为晶态的α-Si3N4和β-Si3N4.渗透温度、渗透时间、气体流量对试样致密化、增重及微观结构的影响研究表明渗透温度为900℃、SiCl4流量为30mL/min、H2流量为100mL/min、NH3流量为80mL/min、渗透时间120h、系统压力1000Pa时,气体渗透进入碳布预制体后,在预制体内反应均匀,制备的复合材料较均匀.

旋转CVI制备C/SiC复合材料

旋转 ＣＶＩ是在 ＣＶＩ原理基础上发展的一种制备 Ｃ／ＳｉＣ复合材料的新工艺，通过石墨衬底的旋转，使预制体的制备与基体的沉积同步进行，能有效消除一般ＣＶＩ工艺过程中存在的“瓶颈”效应．在自制的旋转 ＣＶＩ设备上实验，探索了旋转 ＣＶＩ工艺参数中 ＣＨ３ＳｉＣｌ３（ＭＴＳ）的流量与浓度、沉积温度和Ｃ布缠绕线速度对ＳｉＣ基体沉积速度，以及沉积温度对基体结构的影响．并在低压（５ｋＰａ）、高温 （１１００℃）、 ４００ ｍＬ·ｍｉｎ－１ Ｈ２、 ２００ ｍＬ·ｍｉｎ－１Ａｒ、 ＭＴＳ４０℃与Ｃ布以１．１～３．５ｍｍ·ｍｉｎ－１的线速度连续旋转的沉积条件下，实现了单丝纤维间微观孔隙、纤维束之间以及Ｃ布层间宏观孔隙的致密化同步完成．

CVI B-C基体改性2D C/SiC在低温湿氧中的自愈合行为

针对C/SiC低温氧化易失效的不足,研究了CVI B-C基体改性2D C/SiC在700℃湿氧中100MPa下加载至60h的氧化行为,利用SEM和TEM观察了改性材料不同服役时间的微结构特征,揭示了演变规律.研究表明,CVI B-C基体改性使C/SiC低温抗氧化能力显著提升.基体裂纹及其在应力加载下的开裂均为氧化气体提供进入通道,而后可被B-C氧化产物B2O3封填,抑制内部C消耗.CVI B-C与其氧化产物一同参与缺陷愈合.在60h内,B-C改性层愈合能力尚未完全发挥,可服役更长时间.

基于LabWindows/CVI与C++Builder的网络化测试系统设计与实现

提出了一种由现场测控主计算机、远程客户机、Web服务器和数据库服务器组成的网络化测试系统结构。研究了基于LabWindows/CVI和C++Builder平台利用数据库及网络开发技术、ActiveX控件和虚拟仪器技术的网络化测试实现方法,实现了某武器系统网络化测试。

炭/炭复合材料CVI致密化技术的研究与发展

详细介绍了CVI理论的建立和发展,并在此基础上,对化学气相渗透中的气相组成与显微结构变化的关系,即气相组成变化对热解炭显微结构的影响进行了全面的分析。在介绍化学气相渗透技术发展的同时对化学气相渗透技术的最新进展进行了综述,特别是详细介绍了强制流动CVI、限域变温强制流动CVI、等离子体增强等温(或热梯度)低压CVI、HCVI技术、液相气化CVI等CVI新技术近几年来的最新发展,并在文后对未来化学气相渗透技术的发展进行了展望。

用CVI工艺制备碳纤维增强C－SiC梯度热结构材料

用化学气相渗（ＣＶＩ）工艺，分别用分段沉积和共沉积方法制取了Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ梯度热结构材料，并比较了二者的成分梯度、性能与组织结构特征。

载气对CVIC/C材料密度和热解炭结构分布的影响

采用定向流动热梯度CVI工艺,以丙烯作炭源气,以针刺炭纤维整体毡作预制体分别研究了加氢气和氮气作载气对C/C复合材料密度和热解炭结构分布的影响。结果表明,载气对热梯度CVI C/C材料密度和热解炭结构沿径向分布的均匀性有重要影响。当其它工艺条件相同时,经过400 h的沉积,采用N2作载气时所得炭盘的平均体密度为1.54 g/cm3,炭盘密度沿径向分布的偏差Δρ为0.24 g/cm3,在炭盘的外侧易形成SL结构热解炭;而采用H2作载气时,可以得到平均体密度为1.67 g/cm3、热解炭结构分布高度均匀的全RL结构PyC基C/C复合材料,且炭盘密度沿径向分布的偏差Δρ仅为0.11 g/cm3,密度分布均匀性提高一倍以上。不管是采用N2还是H2作载气,炭盘的密度沿周向分布都十分均匀(Δρ≤0.02 g/cm3),且炭盘的较低密度部位均位于中间偏内侧。

基于Labwin/CVI与C++ Builder的虚拟仪器设计

本虚拟仪器设计采用C++ Builder对Labwin/CVI DLL的动态链接。隐式连接用DLL的 .lib实现,显式连接用C++ 的Loadlibrary() 实现。传递数据双方声明全局变量共享,或在C++ Builder中声明并通过函数形式参数传递给Labwin/CVI。以调用Labwin/CVI的开发为例:Labwin/CVI在 .h文件声明输出函数,在 .c文件定义输出函数;C++ Builder主调用模块在 .h文件中声明调用函数,在 .cpp文件中调用面板显示函数和采集数据。

轴对称C/C复合材料件等温CVI过程的数值模拟研究

根据轴对称 C/C复合材料的结构特征及 CVI工艺的特点 ,建立了几何结构模型和动力学模型 ,并利用该模型对其 CVI过程进行了模拟与分析。

PIP结合CVI制备氧化铝-莫来石陶瓷基复合材料

通过PIP结合CVI法制备了C纤维增初三维氧化铝-莫来石陶瓷基复合材料,采用CVD法制备了防氧化涂层,研究了复合材料致密化过程、复合材料的物相、微观结构、力学性能和抗氧化性能。结果表明,CVI能够将氧化硅引入到多孔氧化铝基体内部,1400℃处理后氧化硅与氧化铝完全反应生成莫来石,显著提高了仅以PIP法制备的多孔氧化铝基复合材料的力学性能,CVD制备的氧化硅涂层有效阻止了氧气的侵入,复合材料在1200℃大气环境下保温50h后,试样三点弯曲强度保持率为70％。

Lab Windows/CVI在测控系统中的应用及其接口实现

以PCL-818卡软件开发为例,阐述LabWindows/CVI开发试验与测试系统测试控制软件全过程;针对VC与LabWin dows/CVI的消息机制冲突问题,提出了类似进程封装思想,并实现了VC++开发环境下对LabWindows/CVI开发模块的有效调用.

碳/碳复合材料快速CVI致密化技术研究进展

综述了快速化学气相渗透技术在国内外的研究现状,指出并分析了应着重解决的一些问题与不足。简要概述了几种快速致密化技术的模拟研究进展。

基于LabWindows/CVI动态链接库的VC接口实现

分析LabWindows/CVI与VC接口实现机理,针对消息冲突问题,采用了LabWindows/CVI用户界面消息隔离措施,并以具体应用为例,实现了VC开发环境下对LabWindows/CVI的DLL的调用。

2D碳/碳复合材料CVI过程的数值模拟研究

本文根据２Ｄ碳／碳复合材料的结构特征及ＣＶＩ工艺的特点建立了孔隙模型和动力学模型， 并利用该模型对其ＣＶＩ过程进行了模拟与分析。模拟结果与实验结果的对比表明该数学模型是合理的。

热梯度CVI制备炭/炭复合材料及其研究进展

按预制件内部的温度分布不同,可以认为,均热法及热梯度法是化学气相沉积制备炭/炭复合材料的两种基本工艺。对于圆筒或圆盘形工件,热梯度CVI具有增密快,炭的有效利用率高,可实现工业规模化生产的优点,是一种很有前景的CVI工艺。本文介绍了热梯度CVI制备炭/炭复合材料的工艺原理、工艺特点及其最新研究进展。