NiO界面涂层对钛酸锶钡增强铜基复合材料中陶瓷相变及性能的影响研究

利用钛酸锶钡相变负膨胀的特性可以有效降低铜基复合材料的热膨胀系数,如何改善复合材料界面结合仍然是研究的关键问题.本文通过向钛酸锶钡/铜复合材料中引入NiO界面涂层的方法来改善复合材料的界面结合.由于NiO界面涂层的引入有效降低了复合材料的残余应力,复合材料中钛酸锶钡颗粒相变的温度区间被拓宽,因此复合材料的热膨胀系数有效降低,在室温~250℃范围内的平均热膨胀系数由12.99×10^-6℃^-1降低至11.71×10^-6℃^-1.此外,改善界面结合也有效提高了复合材料的力学性能,其中复合材料屈服强度和压缩断裂强度分别提升了72.8%和41.3%.本研究表明,NiO界面涂层可以有效改善钛酸锶钡/铜复合材料的界面结合并提高其性能,具有广阔的应用前景.

反应烧结碳化硅中碳短纤维的形貌及增强作用

以双峰碳化硅粉末、碳黑、短碳纤维为原料,采用注浆成型、反应烧结法制备了力学性能优异的碳化硅复合材料。研究了硅化反应对碳纤维表面形貌及组分的影响。结果表明:硅化反应在碳纤维表面生成致密β-SiC层,反应过程伴随的体积膨胀增加了纤维表面的粗糙度。混合酸HNO3+HF腐蚀实验表明纤维表面由直径2～5 m的β-SiC晶粒构成。提出了硅化纤维的双层结构模型:外层由微米、亚微米尺度β-SiC晶粒构成,内层由Si–C基团组成的混合物组成。碳短纤维体积分数为30%时,复合材料的弯曲强度、断裂韧性分别达到最大值416MPa、5.1MPa m0.5,相比单一反应烧结碳化硅陶瓷分别提高102%、78%。