SiC聚合物前驱体和Zn粉复合对Al_(2)O_(3)-C不烧滑板材料性能的影响

为提高Al_(2)O_(3)-C不烧滑板材料的中低温强度,首先将质量比为1∶0.15∶2.7∶0.03的蔗糖、六水合硝酸镍、正硅酸乙酯、草酸水溶液依次添加至乙醇水溶液中,经110℃干燥18 h后得到SiC聚合物前驱体,然后以板状刚玉、α-Al_(2)O_(3)微粉、鳞片石墨为主要原料,复合添加SiC聚合物前驱体和Zn粉,在150 MPa下压制成150 mm×25 mm×25 mm的坯体试样,经180℃固化24 h后,在埋碳条件下经600、800、1000、1200和1400℃热处理3 h。研究了SiC聚合物前驱体和Zn粉复合添加对Al_(2)O_(3)-C材料性能的影响。结果表明:SiC聚合物前驱体和Zn粉的最佳添加量(w)分别为4.5%和1.5%,此时Al_(2)O_(3)-C材料综合性能最优。低温时Zn粉熔融,在材料体系中形成金属结合相;中温时SiC聚合物前驱体发生热解反应及Zn粉气化的催化作用,使体系形成SiC纤维结合相;二者共同作用,赋予Al_(2)O_(3)-C不烧滑板材料较高的中低温强度,克服了现有材料使用过程中因强度过低导致的失效问题。

多孔弱胶结粉砂岩疲劳强度确定方法及疲劳破坏先兆

为了研究多孔弱胶结粉砂岩的疲劳力学特性,通过单轴阶梯加卸载试验建立了一种新的特征应力定量计算方法,然后开展上限荷载位于不同应力区间的单轴等幅循环加卸载试验,研究粉砂岩的疲劳强度确定方法和疲劳破坏先兆。新建特征应力定量计算方法将岩石的体应变分离为以岩石骨架为主的固相结构线弹性体应变、以裂纹为主的气相结构非线弹性体应变及不可逆的塑性体应变,并提出气相非线弹性体应变最大点、塑性体应变最大点、塑性体应变由正转负点、总体应变由正转负点分别对应粉砂岩的闭合应力、启裂应力、损伤应力和绝对扩容应力。该方法具备科学合理的物理意义,并解决了特征应力划分受主观因素影响的难题。由新建方法获得的损伤应力和绝对扩容应力可以分别视为单轴循环荷载下发生高周和低周疲劳破坏的临界上限应力。当上限应力低于损伤应力时,循环荷载作用下粉砂岩骨架颗粒间发生错动滑移,使试件细观结构重新排列、体积逐渐压缩、体积柔量逐渐增大,随着循环次数增多,下限应力处残余体应变、体积柔量和声发射累计计数等逐渐趋于稳定。当上限应力高于损伤应力时,声发射累计计数持续增加,粉砂岩内部裂纹快速扩展使残余体应变和体积柔量迅速减小,试件最终发生疲劳破坏,而体积柔量由正变负可视为发生疲劳破坏的早期先兆。循环加卸载过程中声发射事件数与k呈对数线性关系,其中斜率b_(k)可用于描述岩石破裂模式,而b_(k)的陡增可视为发生疲劳破坏的临界征兆。

增密工艺对C/C-Cu复合材料组织和性能的影响

为了探究增密工艺对C/C-Cu复合材料组织和性能的影响,分别采用化学气相渗透(CVI)和先驱体浸渍裂解转化(PIP)对2.5D针刺碳毡进行增密处理,得到由热解碳和树脂碳填充的C/C增强体,采用真空浸渗工艺制备了C/C-Cu复合材料,并对其进行了组织分析和性能测试。结果表明:采用CVI增密制备的C/C-Cu复合材料中TiC界面层更薄,热解碳对碳纤维起到了较好的保护作用,垂直、平行方向的电阻率分别为0.72、0.63μΩ·m、压缩强度分别为367.61、326.87 MPa,抗拉强度为62.54 MPa,其导电性能、压缩强度、抗拉强度以及塑性均优于PIP增密,破坏机制为纤维拔出破坏;采用CVI增密制备的C/C-Cu复合材料硬度值为77.28 HBW,略低于PIP增密(81.59 HBW),但二者差异较小。综上,CVI增密工艺更适合用来制备C/C-Cu复合材料的C/C增强体。

湿法纺丝中凝固成形和拉伸对聚丙烯腈原丝结构和性能的影响(英文)

凝固成形和拉伸是原丝生产过程中两个十分关键的工序,它们对聚丙烯腈原丝的结构和性能有着重要的影响。纤维的拉伸强度在凝固成形过程中受到凝固浴浓度、温度和负拉伸的影响,同时在纤维的拉伸中拉伸的倍数、温度和介质等也影响着纤维的结构和性能。

强度增强泡沫炭的制备、结构与性能

采用石油系中间相沥青为原料,通过发泡、炭化和石墨化工艺制备了沥青基泡沫炭,为了提高泡沫炭的机械强度,用聚碳硅烷(PCS)对其进行了浸渍-裂解(PIP)增强处理.扫描电子显微镜(SEM)图片显示,增强泡沫炭结构保持完整,孔隙内壁可见沉积薄层;X射线衍射(XRD)分析确认该薄层为PCS的裂解产物β-SiC.压缩强度测试结果表明,经过3次PIP工艺,压缩强度随PIP次数的增加而显著提高,最大可提高到泡沫炭的3.80倍.

纺丝液合成因素对木材液化物炭纤维原丝性能的影响

利用木材苯酚液化物合成纺丝液,熔融纺丝制成新的炭纤维原丝,研究了纺丝液合成因素对原丝性能的影响。试验结果表明:增加合成纺丝液时液化原料中的苯酚/木材比(液固比),则原丝的力学性能提高明显,其中液固比由3增加至4时,原丝拉伸强度增加了近9倍;合成剂用量的增加却导致原丝力学性能的降低,当合成剂用量为6%时,原丝的拉伸强度和拉伸模量降幅较明显,而断裂伸长率的最大降幅却出现在合成剂用量为4%时;原丝的拉伸强度和拉伸模量随合成温度的升高而增加,但增幅较小,断裂伸长率随合成温度的升高却呈下降趋势,且从110℃升高到115℃时断裂伸长率降幅较大;原丝的力学性能随合成纺丝液升温时间的增加而先升高后降低,升温时间为40 min时制备的炭纤维原丝的力学性能最优。

SiC微粉含量对先驱体转化制备碳纤维布增强碳化硅复合材料性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)、二乙烯基苯(DVB)和SiC微粉为原料制备了碳纤维布增强碳化硅复合材料,考察了SiC微粉含量对材料结构与性能的影响。实验表明,SiC微粉含量过低,材料内部存在大的孔洞,容易造成应力集中,导致材料的力学性能较差;而当SiC微粉含量较高时,在制备过程中微粉对碳纤维机械损伤加大,同样导致材料力学性能下降。当SiC微粉含量为30%(质量分数)时,所制备的材料的力学性能较好,其弯曲强度和拉伸强度分别为246.4MPa和72.5MPa。

PAN原丝性能对碳纤维强度影响的探讨

探讨了聚丙烯腈原丝(PAN)的共聚组分、纯化、取向等方面对碳纤维强度的影响。国内外的研究表明:在原丝的制造过程中,可以通过调整原丝的共聚组分,原丝的高纯化、致密化、高取向和高强化,采用先进的油剂等几个方面来提高PAN原丝的性能和品质。

木材苯酚液化物碳纤维原丝的力学性能

该文以木材苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺后熔融纺丝,将熔纺纤维置于甲醛和盐酸溶液中固化处理后制成碳纤维原丝,对不同工艺条件下获得的碳纤维原丝的力学性能进行了研究。结果表明,原丝的拉伸强度随收丝辊转速和固化处理时间的增加而显著增大;在盐酸浓度15%、固化升温速率15℃/h时,拉伸强度和模量达到最大值;原丝的拉伸模量与其拉伸强度的变化趋势基本一致。在收丝辊转速72 r/min、固化液盐酸浓度18.5%、固化升温速率10℃/h和固化时间4 h条件下,制备出拉伸强度、拉伸模量分别为356 MPa和31 GPa的木材苯酚液化物碳纤维原丝。

Lyocell纤维原丝的性能对碳纤维强度的关联分析

运用灰色系统方法对新型纤维素原丝纤维的性能与碳纤维强度之间的关系进行了关联分析, Lyocell 结果表明:纤维的强度、Lyocell 纤度和断裂强力对碳纤维的强度有很大的影响,而对伸长和模量的影响较小。

先驱体转化法制备氧化锆毡/氧化锆多孔复合材料的力学与热学性能研究

采用氧氯化锆（ZrOCl2·8H2O）为氧化锆前驱体，利用真空一压力浸渍工艺将前驱体浸渍液引入氧化锆毡骨架中，循环浸渍、干燥、裂解12次；常压烧结（1450～1600℃）制备得到了低热导率和高力学性能的氧化锆毡／氧化锆多孔复合材料。研究了烧结温度对多孔复合材料的物相组成、体积密度、气孔率、压缩强度以及显微结构的影响规律，分析了多孔复合材料内部的热传导机制。研究结果表明：烧结温度1450℃时，有少量La2Zr2O7相生成；随着烧结温度提高，La2Zr2O7相消失，立方相氧化锆含量逐渐增多；同时，多孔复合材料的气孔率从50．5％降至45．5％，压缩强度从16．9MPa增至40．0MPa；在低温段多孔复合材料以声子传热为主，而在高温段材料内部气体对流传热起主导作用，获得的材料在100～1200℃温度区间热导率低于0．9W／（m·K）。

C/C基体密度对C/C-SiC-ZrC复合材料性能的影响

分别以密度为1.26 g/cm^3和1.46 g/cm^3的C/C复合材料作为基体材料,用有机硅和乙酸锆作为先驱体,采用先驱体浸渍裂解法(precursor infiltration pyrolysis,PIP)制备C/C-SiC-ZrC复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等检测手段分析该复合材料的成分和微观结构,研究C/C基体密度对材料抗压强度、线膨胀系数以及抗烧蚀性能的影响。结果表明,C/C基体密度为1.46 g/cm^3时C/C-SiC-ZrC复合材料的抗压强度较高(146.36 MPa)、线膨胀系数较小。C/C基体密度为1.26 g/cm^3的C/C-SiC-ZrC复合材料具有更优的抗烧蚀性能,经过30 s烧蚀后,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为-2.9×10-4g/s和1.7×10-3 mm/s,这主要是因为C/C基体密度较低时,材料中的陶瓷含量更高,当烧蚀发生时,能更快地在材料表面形成SiO_2-ZrO_2氧化物薄膜,从而减缓材料内部基体的进一步烧蚀。

反应物浓度与反应时间对高强石膏前驱体制备的影响

利用氨碱行业副产物氯化钙和硫酸钠为原料,合成高强石膏前驱体(二水硫酸钙),并通过常压水热法将二水硫酸钙转化为高强石膏(α型半水硫酸钙)。研究了反应物浓度和反应时间对于高强石膏前驱体合成的影响。结果表明:当反应物氯化钙和硫酸钠的浓度均小于或等于0.5 mol·L^(-1),反应时间为24 h左右时,制得的二水硫酸钙适用于常压水热反应,且其常压水热反应产物α型半水石膏晶体形貌良好,各项性能符合α30(JC/T 2038-2010)高强石膏标准。

纯钒在冲击加载下的动态拉伸断裂和弹性波衰减特性

利用平板撞击和激光干涉测速技术,实验研究了国产热等静压纯钒在压力5.2～9.0 GPa、拉伸应变率0.47×10~5～1.19×10~5s^(-1)冲击加载下的层裂特性。结果表明:国产热等静压纯钒具有较强的抗动态拉伸断裂能力,其层裂强度在4.0～5.3 GPa范围,明显高于相似加载条件下文献给出的熔炼钒结果,这主要与热等静压加工工艺下纯钒杂质含量更低、内缺陷更少有关;同时,纯钒层裂强度对冲击压力和拉伸应变率均比较敏感。此外,对弹塑性加载速度剖面的分析发现:在6 mm样品厚度范围,纯钒的弹性波幅值随样品厚度增大而减小,雨贡纽弹性极限随样品厚度的衰减规律较好地满足指数关系σ_(HEL)=3.246 (h_s/h_0)^(-0.386),h_0为单位长度。

断层形变的应变强度比动态图像与震例综合研究

探索由跨断层水准和基线资料提取应变强度比 (趋势因子 SRT及压性因子 SRC) ,并借助最小二乘配置获得其时空域连续变化的动态图像的方法。利用中国西部甘宁青及川滇地区80年代后期至 2 0 0 0年 7月的最新跨断层形变资料 ,运用该方法获得了研究区的应变强度比动态演化特征 ,结合姚安 (Ms6 .5 )、景泰 (Ms5 .9)等震例进行综合研究 ,给出了中短期强震危险区动态图像预报的判定依据。

用灰色关联方法分析碳纤维原丝性能的影响因素

利用灰色关联度计算方法 ,对制备聚丙烯腈原丝的原液性能及纺丝工艺参数与原丝性能之间的关系进行了灰色关联分析。结果表明 :影响原丝强度的因素 ,关联度 (影响因子 )由大到小排列为总牵伸倍数、转化率、固含量、喷头牵伸比、凝固浴温度、分子质量 ;影响原丝结构性能参数的因素 ,关联度由大到小排列为总牵伸倍数、喷头牵伸比、固含量、转化率、凝固浴温度。

不同裂解温度对制备SiC_f/Si-O-C复合材料性能研究

以聚硅氧烷为先驱体,研究先驱体转化过程中在不同的裂解温度下对制备SiCf/Si-O-C复合材料性能影响。结果表明,当裂解温度在700℃、800℃时,陶瓷基复合材料的弯曲强度分别为255.2MPa、309.0MPa;当裂解温度在1000℃时,陶瓷基复合材料的弯曲强度为45.3MPa。对SiCf/Si-O-C复合材料的微观结构及载荷—位移曲线进行分析,发现界面结构是影响SiCf/Si-O-C复合材料性能的主要因素。

乙烯基陶瓷前驱体改性酚醛胶黏剂性能研究

以乙烯基陶瓷前驱体、苯酚、甲醛及碱金属催化剂为主要原材料,制备了一种改性酚醛胶黏剂,并借助红外(IR)、热失重、万能拉力机对改性酚醛胶黏剂进行了测试分析。结果表明,乙烯基陶瓷前驱体改性的酚醛胶黏剂具有较好的耐热性能。

Al_2O_3·nSiO_2-mH_3PO_4磷酸基地质聚合物的制备与结构表征

通过磷酸激发高纯铝硅酸盐前驱体制备化学成分可控的磷酸基地质聚合物(HPG,Al_2O_3·n SiO_2-m H_3PO_4)。此方法可以精确地模拟以铝硅酸盐为基础的胶凝材料的化学性质,阐明原料中不同Al/P、Al/Si比对HPG结构的影响。利用FT-IR、XRD、FSEM-EDX等测试对其化学键、物相组成及微观形貌进行分析,探究了HPG的结构变化规律。结果表明:随着n(H_3PO_4)/n(Al_2O_3)比例增大,HPG试样抗压强度先增加后降低; n(H_3PO_4)/n(Al_2O_3)=1时,试样达到最大抗压强度,试样结构均匀且致密;随着磷酸用量增加,即n(H_3PO_4)/n(Al_2O_3)> 1,产物由一种均匀凝胶体转变为高硅凝胶和高磷铝凝胶相互填充的多相凝胶体,且两种凝胶相界面之间存在明显间隙;在HPG的溶蚀-聚合反应过程中,粉体中的Al-O是重要的活性基团,Al-O的相对含量的增加有利于提高HPG的抗压强度。

聚丙烯腈纤维热稳定化过程的光电离质谱研究

利用热解-单光子电离飞行时间质谱(Py-SPI-TOF MS)和热重-质谱(TG-MS)联用仪研究了聚丙烯腈(PAN)原丝在氮气和空气两种气氛下的热稳定化过程。结果表明,PAN原丝在发生热失重之前便已形成部分环化结构,随着温度的升高,PAN原丝在氮气气氛下呈现出2个热分解阶段:第1阶段为线型分子链的断裂以及含氮小分子的脱除,主要生成HCN、NH3、丙烯腈单体、二聚体以及三聚体等热解产物;第2阶段为环化结构的热裂解,伴随着较多成环化合物和轻质烯烃的产生。而在空气气氛中,氧化作用有利于环化结构的形成和稳定,明显抑制了第2阶段的热分解。此外,较慢的升温速率也有助于环化结构的形成。依据光电离质谱实时在线的研究结果,证明了氧气和温控条件在PAN原丝热稳定化过程中具有关键性作用。