遗传算法在C/C复合材料等温CVI工艺参数优化中的应用

阐述了采用基于遗传算法的数值优化技术对等温 CVI工艺参数进行优化的方法和过程 ,并对 2 D C/ C复合材料的 ICVI工艺参数进行了优化。结果表明 ,该技术有助于降低实验成本 ,提高碳基。

C/C复合材料微观尺度烧蚀过程质量损失速率模拟

基于水平集算法,耦合扩散方程建立了C/C复合材料在微观尺度下的2D轴对称烧蚀模型,计算了C/C复合材料的微观形貌演变过程,并将形貌演变至稳态的计算结果与C/C复合材料实际烧蚀后的微观形貌进行了对比,二者吻合较好,验证了该模型的可靠性。进而分析了气体扩散和非均匀氧化反应对纤维和基体的相对质量损失速率的影响规律。研究表明,随着Sherwood数Sh的降低纤维的质量损失速率会迅速增大,基体的相对质量损失速率会迅速降低,二者均在烧蚀形貌达到稳态前稳定;纤维和基体的相对质量损失速率达到稳态所需时间随反应速率比A的增大而增大。

C/C-SiC复合材料表面Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3涂层的涂刷法制备及其抗高温氧化性能

为了提高C/C复合材料的抗高温氧化性能,用包埋法在C/C复合材料表面制备SiC内涂层,再在其上刷涂制备Y2O3-ZrO2-Al2O3多组分涂层,对制备涂层的各种影响因素进行分析,确定最佳制备工艺,并考察了该涂层的组织结构和抗高温氧化性能。结果表明:最佳制备条件为以SiC为内涂层、10%聚乙烯醇(PVA)为分散剂,以Y2O3,ZrO2,Al2O3,Si及C为原料,室温涂覆,升温到1 873 K保温30 min,反复进行5次;该涂层在1 873 K下氧化19 h,失重率仅1.76%,有良好的短期抗高温氧化性能,氧化29 h时失重率为6.23%,涂层可能已破坏失效;涂层的失效是由于其表面形成的孔洞和裂纹不能愈合而导致的。

C/C复合材料微观尺度烧蚀形貌演变研究

为了模拟C/C复合材料高温烧蚀环境下的形貌演变规律,基于水平集算法,耦合扩散方程建立了C/C复合材料在微观尺度烧蚀模型,计算了C/C复合材料的微观形貌演变过程,并将计算过程中发现的圆柱形凸起形貌与C/C复合材料烧蚀后的微观形貌进行了对比,二者吻合较好。在此基础上,分析了气体扩散和非均匀氧化反应对纤维和基体烧蚀形貌演变的影响规律,为研究C/C复合材料微观烧蚀机理奠定基础。

限域变温强制流动CVI工艺制备C/C复合材料的组织及力学性能特点研究

分析了采用限域变温强制流动CVI工艺制备C/C复合材料的组织及力学性能特点 ,结合C/C复合材料的组织形成规律和组织对性能的影响规律 ,详细研究了在同一工艺条件下所获得的具有不同组织和不同力学性能的C/C复合材料的力学性能及组织分布规律 ,并从微观组织结构的角度对力学性能的变化规律给予解释。

CVD生长SiC涂层工艺过程的正交分析研究

为了在C/C材料表面可靠地制备SiC抗氧化涂层 ,针对CVD工艺特点 ,采用正交设计方法对MTS +H2 体系制备SiC工艺过程进行了全面系统的研究 ,在对沉积过程现象进行观察分析的基础上 ,计算了 6种工艺因素对SiC -CVD过程影响的方差 ,对各自影响的显著性进行了分析 ,并讨论了所属的 2 1种工艺条件对沉积结果的影响。

FCVI中气体温度与预制体温度的关系

强制流动热梯度化学气相渗透 (FCVI)作为一种制备碳基、陶瓷基复合材料的新工艺 ,克服了传统CVI中气体扩散传输与预制体渗透性的限制 ,可在短时间内制备出密度均匀、性能优良的制件。本文分析了在FCVI工艺过程中预制体温度与气体温度的区别 ,并从理论上推导出了FCVI中气体温度与预制体温度间的关系。

C/C复合材料SiC-MoSi_2-TiSi_2涂层的设计与性能

为了提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,设计了网状的SiC填充高性能的MoSi2和微量的TiSi2涂层。用包埋法制备了C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷单层涂层,对制备涂层的化学形成机理进行了分析。结果表明,在选择的实验条件下,制备设计的涂层是完全可行的,实验制备的涂层在1773K有氧环境下具有良好的抗氧化性能。涂层抗氧化性能的提高是因为在高温氧化下涂层表面产生了致密、连续、稳定的玻璃质氧化物。

C/C复合材料孔隙分形表征与弯曲强度计算

采用热梯度化学气相渗透工艺(TCVI)制备了11组不同表观密度的热解碳基C/C复合材料,从每组C/C复合材料上分别截取4个试样进行弯曲强度实验。采用偏光显微镜(PLM)分析了材料的孔隙结构,并利用计盒法求出了图像中孔隙的分形维数。在此基础上利用分形理论表征C/C复合材料的孔隙结构,建立了相同增强预制体及致密化方法制备的C/C复合材料的弯曲强度分形计算模型。计算结果与实验值吻合较好,表明本研究提出的模型具有可行性。

二次包埋C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi2复合涂层的设计与高温抗氧化性能研究

为进一步提高涂层C/C复合材料的高温抗氧化性能,设计C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi_2复合涂层,在实验室分二次进行包埋,制作该复合材料表面完整的多组分复合多层涂层,测试该涂层在1 773 K高温下的抗氧化性能并对其高温抗氧化机理进行分析。结果表明,在选择的实验条件下,二次包埋法制备的C/C复合材料Si C-MoSi2-TiSi_2复合涂层在1 773 K有氧环境下具有良好的抗氧化性能,失效时间可以延长至79 h。该涂层抗氧化性能的提高是因为涂层SiC结构中的孔洞和裂纹有效地被MoSi2和TiSi_2所填充,而且高温氧化时在涂层表面形成致密、连续、稳定的玻璃质氧化物。

炭/炭复合材料磷酸盐涂层的抗氧化性能研究

为防止飞机刹车副用炭 /炭(C/C)复合材料在刹车过程中氧化失效,研究了以磷酸、氧化硅和磷酸盐等为原料所制备的磷酸盐涂层的抗氧化性能,结果表明:涂覆有涂层的C/C复合材料在 700℃氧化 66h后,其氧化失重率仅为 1. 11%;涂层试样在 1 200℃氧化 5min后,失重率不超过 0. 8%;经 900℃、3min←→室温、2min100次热震后,涂层试件失重率为 1. 6%。涂层与基体结合牢固,一直保持完好,没有剥落,说明该涂料具有耐高温、热稳定性好等优点,适合作为C/C复合材料表面防氧化涂层。

碳/碳生物活性玻璃涂层复合材料的组织结构研究

通过包埋 -粉末涂刷高温烧结工艺 ,以碳化硅作为过渡层制备出 C/C生物活性玻璃涂层复合材料。采用 SEM、EDS、XRD考察了涂层的组织结构 ,结果表明所制涂层具有多孔结构 ,从基体到生物活性玻璃涂层 ,成分和结构呈连续变化 ,消除了生物玻璃与基体的性质差异 ,实现了在 C/C复合材料表面进行生物活性改性。

酚醛炭泡沫前驱体的制备与性能研究

将酚醛空心微球引入热固性酚醛树脂,经模压成型、高温固化处理,合成了酚醛炭泡沫前驱体——闭孔微球型酚醛泡沫材料。采用SEM、万能试验机、热重分析仪和热常数测定仪等测试手段,对酚醛泡沫材料的微观结构、压缩性能、耐高温性能和隔热性能进行表征。结果表明,酚醛泡沫内部含有大量均匀分布的微米级闭孔结构的泡孔,其压缩断裂特征为假塑性断裂模式;引入适量的空心微球相,可有效改善酚醛泡沫的断裂韧性和比压缩强度;酚醛泡沫具有良好的热稳定性,它的起始分解温度为210℃,750℃时的残炭率为51.9%;酚醛泡沫的热导率低,隔热性能优异,空心微球质量含量为45%的酚醛泡沫,在100℃下的热导率仅为0.057 W/(m·K),比同温度下纯酚醛树脂的热导率低47%。

沥青种类和焦炭粒度组成对焦炭颗粒增强沥青基炭复合材料性能的影响

采用新型的模压半炭化成型工艺在大气环境下制备出了高密度、低成本的焦炭颗粒增强沥青基炭复合材料(简称CRPCC材料)。研究了煤沥青的种类、沥青焦中添加冶金焦以及焦炭颗粒的粒度组成配比对CRPCC材料的密度和抗压强度的影响。结果表明:煤沥青的软化点高,用其制备的CRPCC材料的密度和抗压强度未必就高;沥青焦中添加一定含量的冶金焦,则可制备出密度和抗压强度更好的CRPCC材料。

多机协同空战仿真分布式虚拟环境网络通信软件的设计和实现

该文建立了一个基于分布式虚拟环境技术的仿真平台 ,使用RTP协议、网络组播和推算定位等技术实现网络实时通信 ,并介绍了系统网络实时通信软件的设计思想、总体结构及对关键技术问题的分析和处理。

多机协同空战仿真分布式虚拟环境网络通信软件设计

针对一个基于分布式虚拟环境技术设计的仿真平台 ,介绍了系统网络通信软件的设计思想、总体结构及对关键技术问题的分析和处理。

预制体添加BN对炭/炭复合材料性能的影响

在炭纤维预制体中添加六方氮化硼(h-BN),采用等温化学气相渗透(CVI)和超高压沥青浸渍/碳化混合工艺制备了炭/炭(C/C)复合材料。研究了材料的组织结构和力学性能,采用XD-MSM定转速摩擦试验机对材料的摩擦磨损性能进行了测试;分析了h-BN含量对摩擦磨损性能的影响。实验表明:预制体添加h-BN可以明显降低材料的摩擦系数,稳定材料的摩擦磨损性能。其中以9wt%时,材料的摩擦磨损性能最佳。

碳纤维增强碳复合材料表面多层复合涂层中SiC和TiC内层的比较(英文)

采用包埋法制备了碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carb on composites,C/C)复合材料表面多层涂层,包括SiC,TiC内层,SiC,TiC中间层以及SiC+TiC复合外层。利用场发射扫描电镜和X射线衍射对其表面和断面的结构进行研究。结果显示:和TiC内层相比较,SiC内层较厚而且致密,具多孔结构且和C/C复合材料结合紧密;TiC内层较薄且和C/C复合材料结合松散。制备的SiC+TiC复合外层由SiC,TiC和Ti3SiC2组成。

焦炭颗粒/热解炭复合材料的制备与压缩性能研究

分别以LJ1、LJ2、YJ、ZJ 4种焦炭颗粒作为增强体,CVD炭作为基体,利用TCVI设备制备出了焦炭颗粒增强热解炭基(焦炭颗粒/热解炭)复合材料。并从其力学性能着手,使用金相显微镜分析其显微结构,采用扫描电镜观察其断口微观形貌,并结合载荷-位移曲线综合分析其断裂方式及机理。结果表明:4种焦炭颗粒/热解炭复合材料中,LJ1和ZJ焦炭颗粒沉积前后密度与质量变化最大,其质量分别增加57.4%和64.3%;焦炭颗粒/热解炭复合材料微观组织结构为各向异性;LJ2焦炭颗粒/热解炭复合材料轴向和径向的压缩强度分别为203.7 MPa和176.3 MPa,在4种焦炭颗粒/热解炭复合材料中强度最高;4种焦炭颗粒/热解炭复合材料压缩断裂方式为脆性断裂,LJ2焦炭颗粒/热解炭复合材料和YJ焦炭颗粒/热解炭复合材料主要是因其内部焦炭颗粒孔洞的应力集中造成断裂,LJ1焦炭颗粒/热解炭复合材料和ZJ焦炭颗粒/热解炭复合材料主要沿其焦炭颗粒的层片断裂。