碳/碳复合材料SiC/W-Al-Si涂层微观结构及抗氧化性能

分别采用包埋法、料浆法在碳/碳(C/C)复合材料表面制备了碳化硅(SiC)内涂层、W-Al-Si合金外涂层,借助XRD和SEM分析了所得涂层的物相组成和微观结构,并测试了带有单一SiC涂层、SiC/W-Al-Si双涂层碳/碳复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能。结果表明:富Si的SiC内涂层结构疏松,仅能为碳/碳基体提供数小时的防氧化保护;W-Al-Si合金外涂层主要由WSi2和W(Si,Al)2两相组成;SiC/W-Al-Si双涂层厚度约为100μm,其抗氧化性能明显优于单一SiC涂层,氧化19 h后涂层试样的质量损失未超过5%;有望进一步通过优化W-Al-Si外涂层料浆比例,避免因为与SiC内涂层热膨胀不匹配而产生透性裂纹,从而发挥出超过19 h后SiC/W-Al-Si双涂层的氧化防护潜力。

SiC/W层状复合材料力学性能及显微结构分析

以 Si C陶瓷片为基体层 ,金属 W为夹层 ,热压烧结制成 Si C/W层状复合材料。 X射线衍射分析显示 :夹层中的 W与 Si C反应生成了 W5Si3和 WC,无金属 W存在。断面扫描电镜分析表明 :(1 )夹层由颗粒状晶体 (W5Si3)和片状晶体 (WC)组成 ,片状晶片重叠为二级层状结构。 (2 )基体层 (Si C层 )的断裂方式为裂纹沿晶断裂 :夹层的断裂方式有两种 :一是裂纹沿颗粒状晶体的晶界的沿晶断裂 ,二是裂纹穿过片状晶体的穿晶断裂 ,断口还观察到片状晶片的拨出。材料力学性能呈现的规律为 :夹层厚度在 1 0～ 50 μm内 ,随夹层厚度的增加 ,断裂韧性增加 。

SiC/W层状复合材料力学性能与显微结构的研究

用金属钨作为延性层,增韧碳化硅陶瓷,制备了SiC/W层状复合材料,并测试了其力学性能。结果表明,在保持强度不变的同时,断裂韧性提高了1倍。XRD和SEM分析发现,W和SiC发生化学反应,界面产生新相,增强了层状复合材料的界面结合,但同时降低了金属对陶瓷的增韧效果。

SiC/W层状复合材料的制备工艺与力学性能

研究了SiC陶瓷片为基体层，金属W（界面层）为软层的仿生层状复合材料的制备及性能。采用凝胶铸（Gel－casting）方法制备SiC陶瓷层，采用喷涂的方法制备金属层，确定了金属喷涂的最佳工艺条件。研究了不同金属层厚度对层状复合材料力学性能的影响。并对层状复合材料的成分和微观结构进行分析。

SiC_w/MgLiAl复合材料的界面结构

从热力学角度分析了SiC晶须与Mg Li Al合金的化学相容性 ,利用透射电镜及高分辨电镜研究了SiCw/MgLiAl复合材料的界面结构 ,并测试了复合材料的力学性能。结果表明 ,该复合体系化学相容性较好 ,SiC晶须与基体合金界面结合紧密 ,没有反应物 ;少数SiC晶须表面发生了沿 {1 1 1 }晶面的定向损伤 ,出现了 70 .5°或 1 0 9.5°台阶。拉伸实验结果表明 ,SiC晶须对Mg Li Al合金具有明显的强化作用 ,使复合材料的抗拉强度、弹性模量明显提高。

SiC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴材料的制备及其冲蚀磨损机理研究

针对陶瓷喷嘴磨损特点,在喷嘴材料的设计和制造中提出运用梯度功能材料理论,通过控制陶瓷喷嘴材料的成分分布以实现其力学性能的合理梯度变化,将梯度陶瓷喷嘴材料制备过程中所产生的残余压应力引入喷嘴入口以提高喷嘴入口的力学性能,从而缓解喷嘴入口的高应力,提高其抗冲蚀磨损能力.采用热压烧结工艺制备S iC/(W,Ti)C梯度陶瓷喷嘴材料并分析其冲蚀磨损机理.结果表明,在相同冲蚀磨损条件下,梯度陶瓷喷嘴材料的抗冲蚀磨损性能较非梯度陶瓷喷嘴材料显著提高,这是由于梯度陶瓷喷嘴应力状态的改善及其力学性能提高的缘故.梯度陶瓷喷嘴材料的磨损机制为入口处呈现疲劳断裂、中间呈现微切削、出口处呈现疲劳断裂和脆性断裂特征.

退火处理对SiC_w/Al复合材料应力腐蚀开裂行为的影响

采用双悬臂梁试验方法， 研究了不同温度的退火处理对纯铝基复合材料及ＬＹ１２ 铝基复合材料应力腐蚀开裂行为的影响。应力测试及透射电镜观察结果表明， 不同温度的退火处理通过松弛复合材料的残余应力及改变基体的位错组态改善了复合材料的应力腐蚀性能。随退火温度的升高， 两种复合材料的应力腐蚀裂纹稳态扩展速率降低； 临界应力场强度因子ＫＩＳＣＣ增高；

热循环对20%SiC_w/6061Al复合材料尺寸稳定性的影响

通过测量 2 0 % (体积分数 )SiCw/6 0 6 1Al复合材料热循环 (2 5℃→ 30 0℃→ 2 5℃ )后的尺寸变化 ,研究了复合材料的热循环尺寸稳定性。结果表明 ,复合材料尺寸稳定性直接与晶须的取向方式有关。如果晶须取向为混乱分布 ,热循环后复合材料的尺寸变化不明显。当晶须取向为定向排列时 ,热循环可造成复合材料沿晶须方向的尺寸增大 。

Ni-W/SiC纳米复合镀层的制备与其耐蚀性

通过电沉积方法制备了Ni-W/SiC纳米复合镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)研究了SiC含量对该复合镀层结构和性能的影响,采用电化学方法研究了Ni-W/SiC纳米复合镀层在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:SiC纳米颗粒能促进镀层晶粒的形核及生长,显著改变镀层的晶体结构,提高镀层的硬度、耐磨性及耐蚀性;SiC含量过低对镀层耐磨性提高有限,含量过高又容易导致SiC纳米颗粒团聚,影响其分散性,因此当SiC的质量浓度为6~9g/L时所制备的Ni-W/SiC纳米复合镀层具有最佳的性能。

SiC_w/Al复合材料热挤压模具设计及其对挤压棒材组织和性能的影响

用具有宏观夹铝带的ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料的热挤压压余，对热挤压压余中的金属流线进行了观察并建立了金属流线方程，为挤压模具的设计提供了指导原则。本文用曲线形状较金属流线形状陡的流线凹模进行挤压，结果表明，使用该种凹模能够有效地消除金属“死区”并在一定程度上减少了晶须折断，从而提高了挤压棒的强度。

SiC陶瓷与Ti合金的(Ag-Cu-Ti)-W复合钎焊接头组织结构研究

研究了在Ag,Cu,Ti粉末中加入W粉连接钛合金和SiC陶瓷的接头组织结构和接头状况。结果表明W颗粒均匀分布在钎缝的Ag相中,且未与Ag-Cu-Ti合金基体发生冶金反应,W颗粒的大小和形状基本上与加入前的粉末相当。在较低的钎焊温度和较短的钎焊时间下,能形成组织结构均匀、连接良好的复合接头,钎缝内Cu-Ti相较少,钎缝与钛合金界面形成了多层Ti含量呈梯度变化的Cu-Ti扩散反应层组成的扩散带。W的加入降低了接头热应力。而较高的钎焊温度和较长的钎焊时间,容易在近缝区的陶瓷中产生裂纹。由于扩散进入钎缝Ti量的增多,使得钎缝内形成很多长条形CuTi相组织,提高了与钎缝相邻的Cu-Ti扩散反应层的Ti浓度,并且钎缝内钛合金界面附近形成了没有W相的带状区域。

SiC_w/Al复合材料切屑的热模压成形回收方法

用热模压成形方法回收 18 %、SiCw/ 60 61Al复合材料切屑 ,直接制造出杯状复合材料零件。结果表明 :复合材料切屑加热到 70 0℃时具有良好的可成形回收性 ,回收复合材料零件中显微组织及硬度分布均匀 。

晶须取向对SiC_w/6061Al复合材料热压缩变形行为的影响

采用SEM和Magiscan-2A图像分析系统研究了晶须取向对SiCw/6061Al复合材料在300℃压缩变形行为的影响。结果表明:晶须取向影响着晶须折断程度和转动角度;随着晶须取向角的增加,晶须转动和折断行为所导致的软化效果下降。同时晶须取向也影响复合材料的热压缩应力-应变曲线的形状。在热压缩变形过程中,晶须取向角为0°和30°的复合材料表现出明显应变软化现象,晶须取向角为45°的复合材料无明显软化现象。晶须取向角为90℃的复合材料表现出应变硬化现象。

反应烧结法制备SiC_((w))/SiC光学结构件复合材料

本文研究目的是制备一种与RB-SiC反射镜镜坯材料力学、热学性能匹配的高断裂韧性的镜框等光学构件材料(SiC(w)/SiC)。利用反应烧结法制备了SiC晶须增强SiC陶瓷复合材料(SiC(w)/SiCCMC)。测试了SiC(w)/SiC复合材料的主要力学性能和热学性能。结果表明,采用反应烧结法制备的SiC(w)/SiC复合材料具有良好的综合性能,其弯曲强度为243MPa;裂韧性值(KIC)从4.49MPa.m1/2提高到6.43MPa.m1/2,提高了43.2%;其热导率(125.3W/m·K)与RB-SiC陶瓷(119.3W/m·K)的热导率接近。初步探讨认为,SiC晶须的拔出、桥连现像和新生纳米SiC颗粒的存在是SiC(w)/SiC复合材料的主要增韧机理。

加载情况下SiC_W/Al复合材料中基体的实际承载系数

根据剪滞后模型及复合材料中晶须的实际分布状况 ,分析了基体的承载系数。结合 X射线应力测量原理 ,建立出基体承载系数的 X射线应力测量方法。计算表明 ,压铸态及挤压态 Si CW体积分数为 2 0 %的 60 61 Al复合材料中基体的承载系数分别为 0 .783及 0 .569。试验证实 ,两种复合材料基体承载系数分别为 0 .742及 0 .557。试验结果与理论计算基本吻合。

合成β-SiC_w的催化剂熔球机理研究

本文用扫描电镜（ＳＥＭ）研究了合成βＳｉＣｗ的反应过程和晶须的生长机理。通过对催化剂熔球的元素含量分析，发现βＳｉＣｗ的形成过程属气－液－固（ＶＬＳ）三相反应过程，反应体系中含硅、碳的物质熔解在催化剂熔球中反应生成ＳｉＣ，ＳｉＣ在催化剂熔球的定向修正作用下沿（１１１）面结晶形成βＳｉＣｗ。用此方法合成βＳｉＣｗ反应速度快，晶须质量好，晶须生成率高。

热挤压对SiC_W/Al复合材料塑性的影响

对 Si CW/Al复合材料进行了热挤压 ,并用 SEM对拉伸断口进行了观察和分析。研究结果表明 ,热挤压能够明显地提高 Si CW/Al复合材料的塑性。热挤压导致复合材料塑性提高的原因是由于热挤压变形造成基体塑性的提高 ,以及晶须的折断和沿挤压方向定向排列的结果。

C/SiC-(W-C)复合材料的制备及烧蚀性能(英文)

采用化学气相渗透(CVI)结合溶液浸渍法制备3D-C/SiC-(W-C)多元基复合材料,利用XRD、SEM技术对材料烧蚀前后的物相组成及微观结构进行表征,并讨论了复合材料的烧蚀性能。结果表明,3D-C/SiC-(W-C)复合材料的主要成分为WC、W、SiC和C,而烧蚀表面的主要成分为WO3、W和SiC。W-C不仅渗入纤维束间,还渗入到纤维束内。制得的C/SiC-(W-C)复合材料密度为3.3g/cm3,开气孔率为11%,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为4.3×10-2mm/s和7.2×10-3g/s。

SiC_W/LD2复合材料管材的包覆挤压

研究了 Si CW/L D2复合材料管材的热挤压成形工艺。研究结果表明 ,采用传统的热挤压方法得到的 Si CW/L D2复合材料管材外表面具有严重的表面缺陷 ;采用包覆挤压方法 ,可使 Si CW/L D2复合材料管材外表面覆盖一层均匀的铝包覆层 ,消除了表面缺陷 ,证明包覆挤压方法是一种有效的 Si

C/SiC-W复合材料的制备与表征

采用化学气相渗透(CVI)结合溶液浸渍法制备C/S iC-W多元基复合材料,利用XRD和SEM对材料的物相组成及微观结构进行表征,并对制备过程的反应机理进行初步探讨。结果表明,W在复合材料中成颗粒团聚状,它不仅能渗入到复合材料的纤维束间,还渗入到纤维束内。制得C/S iC-W复合材料的密度为4.1g/cm3,开气孔率为12%。