不同固化剂体系对糠酮树脂残炭率的影响

糠酮树脂作为炭/炭复合材料液相浸渍-固化/炭化增密的重要原材料,其残炭率对炭/炭复合材料的增密至关重要。针对不同固化剂对糠酮树脂残炭率不同的问题,本文研究了对甲苯磺酸、草酸及二氯乙酸三种常用固化剂对糠酮树脂残炭率及炭/炭复合材料增密的影响。结果表明:以对甲苯磺酸做固化剂的糠酮树脂的残炭率最大,约61%,同时在CVI密度为0.85 g/cm^(3)时,其单周期增密效率最高,为0.28 g/cm^(3)。

不同针刺工艺对C/C复合材料性能影响

通过改变刺针直径、针刺密度和预制体密度等调控针刺工艺来制备C/C复合材料,对比相同沉积工艺下,预制体结构对C/C复合材料密度及沉积速率的影响,以及不同针刺工艺对C/C复合材料弯曲性能,拉伸性能,压缩性能及热学性能影响。结果表明:采用刺针直径为0.7 mm,针刺密度为26~31针/cm^(2),预制体密度为0.33~0.37 g/cm^(3)制备的C1试样,CVI沉积后平均增密最大为1.0 g/cm^(3),平均增密速率最大为2.86 g/cm^(3).s,且C1试样整体力学性能最佳,较常规工艺制备的C/C复合材料来说,抗弯强度提高31%,抗拉伸强度提高22.3%,压缩最大载荷提高37%。

Fe_(3)O_(4)-GO复合纳米纸的制备及吸波性能研究

为了实现目前实际应用对吸波材料“轻、薄、宽、强”的要求,本工作采用氧化石墨烯(GO)结合磁性纳米粒子四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))构筑了一类新型的轻质且具有良好柔韧性的复合纳米纸吸波材料,希望其能简化复合材料成型工艺并替代吸波涂料,实现对吸波性能的调控。首先,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对Fe_(3)O_(4)纳米粒子进行有机化修饰,制备了分散均匀、具有电磁双损性能的Fe_(3)O_(4)-GO复合纳米粒子,进而利用溶剂蒸发沉积法制备了GO及Fe_(3)O_(4)-GO纳米纸,并对其结构及性能进行了研究。结果表明,NH_(2)-Fe_(3)O_(4)稳定附着在GO片层上,当Fe_(3)O_(4)与GO的质量比为4∶6时,其输入阻抗Zin与自由空间阻抗Z0最为接近,复合纳米纸的阻抗匹配性能最好。Fe_(3)O_(4)-GO复合纳米纸较复合纳米粒子具有更强的吸波性能,当Fe_(3)O_(4)与GO的质量比分别为4∶6和5∶5时,在2~18 GHz频段内,反射损耗(RL)值均小于-10 dB。

SRM用C/C复合材料抗烧蚀技术发展

C/C复合材料因其优异的高温力学性能和抗烧蚀、抗冲击性能,已被广泛用作SRM的喉衬。本文详细介绍和分析了C/C复合材料的热化学烧蚀机理和机械剥蚀机理,在此基础上综述了近年来提高C/C复合材料抗烧蚀性能的方法及其研究进展,并对各种方法的优缺点进行分析,依据各种方法的优劣并结合工程实践对国内抗烧蚀C/C喉衬工程化应用发展提出建议。

骨科植入材料用三维高孔隙率金属钽的制备研究

多孔金属钽是一种具有良好亲生物性和骨长入特性的新型骨科植入材料,采用传统制备工艺获得的产物,具有物相不纯、孔隙率较低以及制备成本高的弊端.采用多方位分段式出气化学气相沉积(MDSO-CVD)技术,以三维网络连通结构的多孔碳为基底,制备了一种新颖的三维高孔隙率金属钽材料,并深入研究了沉积温度和沉积时间对三维金属钽结构演变的影响,揭示了沿气体流场方向金属钽的沉积规律.分别利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对金属钽的物相和微观结构进行分析;采用失重法测量金属钽的孔隙率.研究结果表明:当沉积温度为1 000℃和沉积时间为12 h时,获得纯相金属钽材料的孔隙率高于80%,该材料可作为一种压缩性能优异的骨科植入材料.因此,本文开发的高效、规模化制备三维高孔隙率金属钽的MDSO-CVD方法,可为金属钽应用于医学领域提供重要的制备技术支撑.

工程应用C/C复合材料的性能分析与展望

评价了中国40多年来在航天、航空、光伏、粉末冶金、工业高温炉领域成功应用的针刺C/C,正交3D C/C、径编C/C、穿刺C/C、轴编C/C等五类C/C复合材料的物理、力学、热学、烧蚀、摩擦磨损、使用寿命等性能及特点,并与其他国家相应材料性能进行分析对比,为建立工程应用C/C复合材料共享的数据库平台奠定基础。揭示了炭纤维预制体、炭基体类型、界面结合状态与材料性能的关联度。指出炭纤维预制体结构单元精细化研究和其结构的梯度设计,以及炭基体的优化组合匹配技术,仍是C/C复合材料性能稳定化提升的重点研究方向。

喉衬用石墨材料的性能和功能评价

评价了国内固体火箭发动机喉衬中成功应用的第一代高强石墨、第二代高密高强石墨、第三代各向同性石墨的物理、力学、热学等材料基本性能和抗热冲击、耐烧蚀等应用功能,并与国外相应的石墨材料性能与功能进行了分析对比,为建立喉衬用石墨材料数据库奠定了基础。揭示了石墨材料拉伸强度、热导率、弹性模量及热膨胀系数与抗热冲击功能的关联度。指出适当放大配料方的最大颗粒度,提高石墨化温度和适宜控制石墨材料的密度范围,是提高各向同性石墨材料综合性能的重点改进方向。

低密度炭/炭保温材料导热性能的影响因素

本文制备了四种低密度炭/炭保温材料,分析了材料成型结构、基体炭类型、处理温度以及材料密度对导热系数的影响。结果表明:针刺整体毡结构导热系数最大,薄毡粘接结构导热系数最小,而厚毡粘接和薄毡与厚毡交替铺层结构的导热系数介于两者之间。树脂炭基体的炭/炭保温材料导热系数小于热解炭基体的导热系数。对于薄毡粘接结构低密度炭/炭保温材料随着处理温度的升高,导热系数呈上升的趋势。同样,薄毡粘接结构低密度炭/炭保温材料随着密度的增大,导热系数增大。

新型ZnO/BiOI杂化纳米花的合成及可见光驱动抗菌活性（英文）

通过简单的水热法成功制备了新型三维异质结抗菌剂ZnO/BiOI杂化纳米花。采用X射线粉末衍射仪、扫描电镜、高分辨透射电镜、Brunauer-Emmett-Teller、X射线光电子能谱仪等对所得材料进行了表征。此外,研究了ZnO/BiOI杂化纳米花在可见光下对大肠杆菌(E. Coli)的抗菌活性。结果表明,与ZnO(56%)和BiOI(74%)相比,ZnO/BiOI异质结对大肠杆菌(E. Coli)的抗菌活性最强(93%)。这是由于ZnO/BiOI异质结高的比表面积,以及电荷从ZnO表面有效地转移到BiOI表面,有助于形成羟基自由基。研究表明,两种不同半导体之间的异质结构对于其光生载流子的动态特性起着非常重要的作用。

原位炭补强整体粘接处理对炭刹车盘材料性能的影响

采用原位炭补强整体粘接修复飞机炭刹车盘的方法,与国外常用的"二合一"铆接修复方法相比,不改变Dunlop炭刹车盘材料的摩擦特性,对母体材料的密度、硬度、表面孔率,经加工过的影响也不明显,但其导热系数比"二合一"铆接炭刹车盘材料提高了30%,改善了飞机炭刹车盘材料修复后的整体性,可靠性和安全性,是一种技术创新的修复方法,除用于B757—200飞机炭刹车盘材料的维修外,还用于其他型号飞机炭刹车盘材料的维修。

喷管热环境对碳基材料喉衬烧蚀率的影响

采用装有羟基聚丁二烯(HTPB)与高能推进剂的多种规格固体火箭发动机,对工程应用的5种炭/炭(C/C)复合材料和2种石墨喉衬进行地面点火试验。揭示碳基材料喉衬烧蚀率与喷管热环境的燃气特性、燃烧室压强,以及材料本体特性等三要素的关联度,并与其他国家同类型材料进行了对比。结果表明,喷管热环境的燃气氧化性组分浓度和燃烧室压强对碳基材料喉衬烧蚀率有较大影响。压强是影响烧蚀率的第一要素,压强增加1倍,烧蚀率增大1. 8～2. 6倍;燃气氧化性组分浓度是影响烧蚀率的第二要素,HTPB H_2O的摩尔浓度比高能推进剂高1. 26倍,因而烧蚀率增大51. 6%～65. 1%。在碳基材料喉衬中烧蚀率最低的是热解石墨;其次是整体毡C/C、针刺炭纤维C/C、轴编4D C/C、绕纱(穿刺) 3D C/C及T705石墨等处于同一水平;而径编4D C/C喉衬烧蚀率偏高。整体而言,中国碳基喉衬材料与其他国家同类材料相比,其烧蚀率基本相当或略优。

模具参数对液压胀形双层异质波纹管波形轮廓的影响研究

为研究模具参数对波纹管液压胀形后波形轮廓的影响规律,采用ABAQUS有限元软件,建立了波纹管液压胀形全过程有限元模型,基于此模型研究了不同波深系数下模具倾角和成形腔厚度对3个波形轮廓指标(波高、波距和波纹倾角)的影响规律。结果表明,模具倾角和成形腔厚度对波形轮廓有重要影响。随模具倾角的增大,回弹后波纹倾角减小,波纹倾角回弹量增大;随模具成形腔厚度的增加,回弹后的波距、波纹倾角及其回弹量增大;增大波深系数,波纹管回弹量和最大壁厚减薄率明显增大。改变模具倾角和成形腔厚度能够有效控制波形轮廓。

Fe_(3)O_(4)-MWCNTs杂化纳米纸对纤维增强复合材料吸波性能的影响

本工作采用原位合成法及真空抽滤法制备了四氧化三铁-多壁碳纳米管(Fe_(3)O_(4)-MWCNTs)杂化纳米粒子及杂化纳米纸,并将这类杂化纳米纸铺贴于玻璃纤维/环氧树脂(GF/EP)基板上制备了吸波复合材料,此类吸波材料极大地改善了吸波涂层在应用中用量受限、成型工艺差、吸波性能难以调控的问题。研究结果表明:在Fe_(3)O_(4)含量为30%(质量分数,下同)时,Fe_(3)O_(4)/MWCNTs杂化纳米粒子及其纳米纸吸波性能最佳,杂化纳米粒子的反射损耗RL<-10 dB的频宽为2.88 GHz,最小RL在14.7 GHz处可达-26.36 dB;杂化纳米纸的RL<-10 dB的频宽为6.0 GHz,最小RL在16.3 GHz处可达-26.4 GHz。吸波复合材料经EP表面处理后的吸波性能得到提高,最小RL在14.2 GHz处达到-25.6 dB;多层铺贴杂化纳米纸增加了吸波层厚度,提高了吸波复合材料的吸波性能,当铺贴两层纳米纸时材料的吸波性能最佳,RL<-6 dB的频宽为4.5 GHz,最小RL在12.4 GHz处可达-31.2 dB。

TiO_(2)对中空硅减反射涂层硬度的影响

目的提高中空硅减反射(AR)涂层的硬度。方法采用溶胶-凝胶法制备中空二氧化硅纳米微球(HSNs)胶体溶液,通过异丙醇钛(TTIP)的水解缩合作用,在HSNs表面沉积纳米TiO_(2)后,制备HSNs@TiO_(2)胶体溶液。将HSNs@TiO_(2)胶体溶液与酸性硅溶胶(ACSS)复合,制备HSNs@TiO_(2)/ACSS减反射液,通过旋涂法在玻璃基板上制备相应的AR涂层。通过特高分辨率场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和原子力显微镜对HSNs和HSNs@TiO_(2)纳米粒子的形貌进行分析,通过紫外-可见分光光度计和纳米压痕仪对HSNs/ACSS AR涂层和HSNs@TiO_(2)/ACSS AR涂层的透射率、硬度和弹性模量分别进行分析。结果纳米TiO_(2)沉积在HSNs表面后,减反射液中HSNs@TiO_(2)纳米粒子的粒径较HSNs粒径增大1~30 nm不等。由HSNs@TiO_(2)/ACSS减反射液制备的AR涂层表面颗粒及团簇明显,表面粗糙度(RMS)可达9.61 nm,远高于HSNs/ACSS AR涂层的3.62 nm。含有较大粒径HSNs@TiO_(2)纳米粒子的HSNs@TiO_(2)/ACSS AR涂层使玻璃基板在550 nm波长处的透射率增加1.3%,低于HSNs/ACSS AR涂层的增加值2.8%。纳米TiO_(2)沉积之前,HSNS/ACSS AR涂层的硬度和弹性模量分别为2.3 GPa和56.3 GPa,纳米TiO_(2)沉积之后,HSNs@TiO_(2)/ACSS AR涂层的硬度和弹性模量分别为3.3 GPa和55.2 GPa,AR涂层的硬度显著提高。结论溶胶-凝胶法在HSNs上沉积纳米TiO_(2)后,可有效提高AR涂层的硬度,因此AR涂层的环境适用性有望得到进一步提高。

反应熔渗工艺制备的C/C-SiC复合材料烧蚀性能及构件研制

采用反应熔渗工艺(RMI)快速制备了不同碳化硅含量的C/C-SiC复合材料,通过氧-乙炔烧蚀试验,测试了材料的烧蚀性能。利用SEM/EDS表征了复合材料烧蚀后的表面形貌和成分,分析了碳化硅含量对复合材料烧蚀性能的影响。结果表明,随着基体中碳化硅含量的提高,烧蚀过程中生成的二氧化硅保护膜更加致密,导致C/C-SiC复合材料的烧蚀率逐渐降低。在此基础上,利用优化工艺制备了密度均匀的大尺寸C/C-SiC构件,经过地面热试车考核,构件接近零烧蚀,满足发动机热试车的应用。

载气条件对C/C复合材料CVI致密化效率及性能的影响研究

以天然气为碳源前驱体、N_(2)作为载气,采用等温、等压化学气相渗透(CVI)工艺,对初始密度为0.42g/cm^(3)的预制体针刺毡进行致密得到C/C复合材料,本文研究了载气条件对C/C复合材料的致密化效率、微观结构及性能的影响。研究结果表明,沉积温度1050℃、沉积压力4KPa条件下,沉积120h后送N_(2)(天然气与N_(2)的比例为5∶1),300h致密化后C/C复合材料的密度可达到1.46g/cm^(3),表观和内层的密度差异仅为0.07g/cm^(3);复合材料表面可看到明显的预制体孔隙,未出现结壳情况;弯曲强度可达到107.8MPa,断口形貌以假塑性断裂为主,纤维与热解碳之间结合良好;在1000℃下垂直纤维方向的最大热膨胀系数仅为0.925×10^(-6)/℃,说明复合材料具有优异的热力学性能。

低密度碳纤维保温材料研究进展

低密度碳纤维复合材料内部含有大量微孔,具有突出的保温隔热性能,因此被广泛应用于光伏、冶炼、航天等行业。本文首先探讨多孔纤维类复合材料保温隔热机理,然后对三种常见低密度碳纤维复合材料的制备方法,比如树脂浸渍法、滤水成型法和碳气凝胶法进行相应介绍,并提出低密度碳纤维保温材料研究发展方向。

激光加工技术在农业机械制造中的发展和应用分析

文章介绍了激光加工技术概论,并以此作为研究基础,重点介绍零件修复、激光切割技术、焊接技术以及快速成型技术等相关技术在农业机械制造方面的实际应用。

长寿命高摩擦特性飞机炭/炭刹车盘的研制与产业化发展

前言 炭／炭复合材料具有重量轻、摩擦特性好、使用寿命长、吸热能力高等特点，被广泛地用做飞机刹车盘材料。与金属刹车盘比较，炭／炭刹车盘重量减轻40％，寿命可延长3—5倍，具有高的可靠性和可维护性。飞机炭／炭刹车盘属于飞机刹车制动系统中重要的易耗件，

某战术弹热防护件的制备工艺及性能研究

针对高承载能力的异形树脂基防热复合材料结构件在航空航天领域的应用需求,以高硅氧/酚醛胶布为原材料,采用模压成型制备了某长时间飞行战术弹热防护件,讨论了该热防护件的模具结构设计、铺层设计及模压工艺参数设计。采用扫描电镜(SEM)、梅特勒天平、电子万能材料试验机、激光导热仪和热膨胀仪,对热防护件的结构及性能进行了表征。结果表明:上凹、下凸的组合式模具可操作性强,能保证产品基本尺寸且加工成本低;采用交替铺层的方式能保证产品强度并避免聚胶;模压压力14MPa、模压温度170℃、模压时间30min的工艺参数下,制备的某战术弹热防护件性能优异,测试结果分别为:密度1.83g/cm^(3)、拉伸强度85.2MPa、压缩强度280MPa、比热容1.46kJ/(kg·K)、热导率0.65W/(m·K)、平均线膨胀系数6.17×10^(-6)/℃,满足设计和使用要求。