Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,研究了低温裂解工艺(裂解温度低于1000℃)对2DCf/SiC复合材料结构和性能的影响,为Cf/SiC复合材料的低温制备探索可行之路.研究表明,采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf/SiC复合材料力学性能,其弯曲强度达到329.6 MPa,剪切强度32.1 MPa,断裂韧性14.7 MPa·m1/2.并采用差热(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)等对先驱体聚碳硅烷(PCS)及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究.     

先驱体转化制备2D Cf/SiC复合材料力学性能

以国产3k JC1#纤维布为增强体,以聚碳硅烷和SiC微粉为先驱体和填料,分别采用热压辅助先驱体转化和先驱体浸渍裂解工艺制备了2D Cf/SiC复合材料.结果表明,热压辅助先驱体转化工艺制备的2D C/SiC复合材料纤维损伤严重,基体较为疏松,材料力学性能很低,弯曲强度和断裂韧性仅为84.3 MPa和6.5 MPa·m1/2.而先驱体浸渍裂解工艺制备的2D C-SiC复合材料纤维损伤较小,具有较好的界面结合,内部孔隙较为均匀,力学性能较好,弯曲强度和断裂韧性分别达到321.6 MPa和17.8 MPa·m1/2.材料具有较好的高温力学性能,1300℃时力学性能有较大幅度的提高,1600℃和1800℃时复合材料力学性能还可以较好地保持.     

首周期工艺条件对先驱体转化制备Cf/SiC复合材料性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)为陶瓷先驱体,采用PIP工艺制备3D-B Cf/SiC复合材料,研究了首周期不同工艺条件对材料性能的影响.结果表明首周期1600℃真空裂解的Cf/SiC复合材料性能最优,弯曲强度和断裂韧性分别达到497MPa和29.6 MPa·m1/2;首周期采用缓慢降温可以小幅度地提高Cf/SiC复合材料的力学性能.     

Cf／SiC复合材料力学性能对比研究

以聚碳硅烷（PCS）为先驱体，T300碳纤维和光威（GW）碳纤维为增强纤维，采用先驱体浸渍一裂解工艺（PIP）分别制备了Cf／SiC复合材料。在相同工艺条件下，所制备GW碳纤维复合材料的力学性能达到了T300纤维复合材料的性能水平，两种纤维增强SiC基复合材料抗弯强度分别为364MPa和437MPa。采用扫描电镜观察试样断口形貌及纤维拔出情况，并分析了复合材料的结构和性能差异。     

Cf/SiC复合材料力学性能对比研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,T300碳纤维和光威(GW)碳纤维为增强纤维,采用先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)分别制备了Cf/SiC复合材料.在相同工艺条件下,所制备GW碳纤维复合材料的力学性能达到了T300纤维复合材料的性能水平,两种纤维增强SiC基复合材料抗弯强度分别为364 MPa和437 MPa.采用扫描电镜观察试样断口形貌及纤维拔出情况,并分析了复合材料的结构和性能差异.     

界面对浆料浸渍裂解Cf／SiC复合材料性能的影响

利用强制脉冲CVI工艺在2．5D纤维编织体上沉积C—SiC双层界面，然后通过浆料浸渍裂解方法得到了Cf／SiC复合材料，并考察界面中C层、SiC层厚度变化对Cf／SiC复合材料性能的影响。界面中C层、SiC层厚度变化对浸渍过程影响不大，得到的Cf／SiC复合材料密度基本相当，约2．0g／cm^3。但随C层厚度的增加，强度减小；随着SiC层厚度的增加，强度增加，到达一定厚度后，其强度几乎不变，为290．0MPa。在C层厚度为50nm，SiC层厚度为600nm时，表现出强的非脆性断裂。     

基体对PIP法制备2D Cf/SiC材料抗氧化性能的影响

以3k JC1#纤维布为增强体,以聚碳硅烷为先驱体,采用先驱体转化工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,考察了基体结构对材料抗氧化性能的影响.结果表明,先驱体转化2D Cf/SiC复合材料的抗氧化性能主要与材料基体中的游离碳含量及孔隙率有关,基体中游离碳含量和孔隙率越高,材料的抗氧化性能越差.通过减少基体中的孔隙率和游离碳含量,可以制备抗氧化性能较好的2D Cf/SiC复合材料,在1300℃,马弗炉中氧化20 min后,材料的失重率仅为2.2%,弯曲强度和断裂韧性保留率达到83.6%和80.9%.     

碳纤维增强氮化物基复合材料的制备及其性能表征

合成了全氢聚硅氮烷和硼氮烷的混杂先驱体并对其结构进行了表征；以混杂先驱体和3D碳纤维编制体为原料，采用先驱体浸渍-裂解（PIP）工艺制得了碳纤维增强氮化硼．氮化硅混杂基体的复合材料，并对复合材料的力学性能和抗烧蚀性能进行了研究。结果表明，混杂先驱体中含有B—N，B—H，Si—N，Si—H，N—H等结构，无其它杂质出现；随着PIP工艺循环次数的增加，复合材料的密度随之提高：当进行4个循环时基本致密，密度达到1．50g／cm^3，弯曲强度达到156．4MPa；轨道模拟实验显示复合材料具有优异的抗烧蚀性能。     

碳预制体中BN粉引入及其SiC基复合材料性能研究

通过真空浸渍和压力注射的工艺方法向三维针刺整体碳毡中引入了质量分数为50%的BN亚微米粉,采用PIP工艺,以含乙烯基的液态聚碳硅烷(LPVCS)为先驱体,制备了Cf/(BNp-SiC)复合材料,并对其性能及微观形貌进行了表征,与未加粉的Cf/SiC复合材料进行了对比。结果表明:BN粉的引入能有效缩短复合材料的制备周期,且对材料的力学性能影响较小。经过8次PIP工艺后,Cf/(BNp-SiC)复合材料开孔率仅为4.4%,Cf/SiC复合材料经9次PIP工艺后开孔率为6.5%。Cf/(BNp-SiC)复合材料抗弯强度达到269.6MPa,断裂韧性为10.26MPa·m1/2,Cf/SiC复合材料抗弯强度和断裂韧性分别为257.8MPa和13.51MPa·m1/2。     

硅树脂先驱体转化制备2DCf/Si-O-C

以二维碳纤维布、硅树脂先驱体、SiC微粉和乙醇溶剂为原料,采用PIP工艺制备了2D Cf/Si-O-C材料,考察了浆料配比对材料力学性能和抗氧化性能的影响.结果表明:硅树脂/乙醇/SiC配比为3∶1.2∶1时所制备材料的力学性能较好,其弯曲强度和断裂韧性分别达到249 MPa和12.7 MPa·m1/2.与力学性能的变化趋势不同,随着浆料中SiC含量的增加,材料的抗氧化性能随之提高,硅树脂/乙醇/SiC配比为3∶1.2∶4时所制备材料在1300℃氧化10 min后,弯曲强度和断裂韧性保留率分别达到了76.3%和83.9%,较未添加SiC微粉的2D Cf/Si-O-C材料有明显提高.     

Pyrolysis mechanism of ZrC precursor and fabrication of C/C-ZrC composites by precursor infiltration and pyrolysis

C/C-ZrC composites were prepared by precursor infiltration and pyrolysis using the organic zirconium as precursor. The conversion mechanisms of the precursors such as the thermal behavior, structural evolution, phase composition, microstructure, composition of the precursors and products were analyzed by thermal gravimetric analyzer, Fourier transform infrared spectrometer, X-ray diffraction and scanning electron microscope. The results indicate that the ZrC precursor transforms to inorganic ZrO₂ from room temperature to 1200 °C, then reduces to ZrC at 1600 °C through the carbothermal reduction reaction. The microstructure of the C/C-ZrC composites was also investigated. The composites exhibit an interesting structure, a coating composed of ZrC ceramic covers the exterior of the composite, and the ZrC ceramic is embedded in the pores of the matrix inside the composite.     

掺杂对于旋涂热解法制备TiO_2薄膜的影响

研究了掺杂Cu和Sn对于旋涂热解法制备TiO_2薄膜的影响.将钛酸丁酯、乙酰丙酮、PEG等溶解成为乙醇溶液,将该溶液旋转涂布在玻璃基片上,并在500 ℃下煅烧可得TiO_2薄膜.掺杂Cu和Sn能改善TiO_2薄膜的光催化性能,AFM和XRD表明掺杂后可以改善薄膜的结晶性.     

镁合金消失模铸造模样的热解特征

采用气相色谱分析的方法对三种泡沫模样:聚苯乙烯(EPS)、共聚物(StMMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(EPM-MA)的热解特性进行了分析,同时对镁合金消失模实际浇注的热解气体进行了测试,得出了镁合金消失模不周泡沫模样热解产物的种类和分布.研究指出,StMMA的品质及其热解特性表明它更适合于镁合金消失模铸造,有利于高性能复杂薄壁镁合金消失模铸件的成形.     

低电阻率Si—C—O纤维的制备——先驱体聚合物的热裂解

通过IR,TG及XRD等手段对聚二甲基硅烷（PDMS）与聚氯乙烯（PVC）共裂解合成制备的纤维先驱体（PC－P4,PC－P50）裂解进行了研究。结果表明,在初始裂解队伍,主要为小分子硅烷逸出,PC－P5发生－Si-H和－Si-CH3的脱甲烷、脱氢反应而导致交联程度的增加;而在PC－P50中,除了发生上述反应外,还存在分子内和分子间稠环芳烃结构的脱氢缩率。随裂解温度进一步的提高,PC－P5表面为脱氢,脱甲烷的无机化过程,裂解产物从有机物转变为存在部分微晶的无机结构,裂解温度继续提高后,Si-C-O玻璃相和富余碳反应使SiC晶粒尺寸增加,并伴有CO气体的放出。     

一种制备Bi-YIG纳米晶薄膜的新方法

先用共沉淀法制备了含有一定莫尔比的金属元素的氢氧化物沉淀,然后用热解氢氧化物沉淀的方法制备了石榴石薄膜,其晶粒尺寸在10～20 nm之间.通过对不同温度下合成的Bi-YIG薄膜的分析及测试,发现晶粒的大小在10～20 nm之间,法拉第旋转角和磁光优质分别可达3.6*104o/cm和6.7°.从X射线衍射(XRD)中可以看出,直接制备的纳米颗粒和Bi-YIG薄膜都是单一的石榴石相,合成比较充分.     

铝掺杂纳米氧化锌的液相火焰燃烧合成及其导电性研究

采用液相火焰燃烧合成法制备得到了Al掺杂纳米氧化锌,该技术具有简单、连续和易于大规模产业化等优点。对合成得到的纳米ZnO进行了SEM和XRD表征,燃烧产物为直径约30~40nm的球形颗粒,为六方相结构。当掺杂浓度超过8mol%时导电氧化锌中出现立方相的ZnAl2O4尖晶石。Al掺杂纳米ZnO的导电性随着Al掺杂量的增加首先迅速提高,之后提高幅度逐渐变缓,在Al掺杂量为8.0mol%时,导电氧化锌的导电性最佳,而当掺杂量进一步增加后导电性反而有所降低。     

以聚碳硅烷为先驱体制备ZrB2-SiC-C超高温陶瓷

通过在1800℃和20MPa条件下热压烧结ZrB2和聚碳硅烷（PCS）裂解粉制得ZrB2-SiC-C复合材料。样品中从PCS裂解得到的SiC体积分数从0％开始按5％递增到30％。通过XRD、SEM、维氏压痕测试等手段表征了样品的相组成、微观结构和力学性能。研究表明可得到15％和20％SiC含量的致密均匀样品，其具有好的韧性，但由于C的存在，硬度相对较低。     

La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α超细粉体的喷雾热分解法合成与电性能

用喷雾热分解法制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α(LSCF)超细粉体材料,用扫描电镜和透射电镜研究粉体的形貌与粒度,用X射线衍射仪研究粉体材料的晶相结构,通过能谱仪研究其元素组成和掺杂性能,用激光粒度分析仪分析粒度分布,并测试其电性能。结果表明:喷雾热分解法合成的LSCF粉体材料粒子呈球形,平均粒度3.13μm,超声喷雾在900℃热分解的产物能直接形成钙钛矿型晶相,且经过1 100℃处理后结晶度更完整;能谱仪分析显示喷雾热分解法直接制成的LSCF粉体掺杂均匀;粉体的粒度符合液滴粒子转变机理,即1个产物粒子由1个液滴形成;当加入乙醇时,粉体的粒度将减小,但加入尿素、硝酸铵和柠檬酸时其粒度增加。粉体的电导率峰值出现的位置为650℃。     

Preparation and properties of continuous Al-containing silicon carbide fibers

Continuous SiC(OA1) fibers, named KD-A fibers, were prepared by the melt-spinning of ceramic precursor polyaluminocarbosilane, air-curing, and pyrolizing at 1 300℃. These fibers contained small amount of aluminum and 7%-9% oxygen. The KD-A fibers were converted into sintered SiC(A1) fibers, named KD-SA, by sintering at 1 800℃. The fibers were characterized by chemical analysis, tensile strength test, SEM and XRD. The tensile strength, elastic modulus and diameter of the KD-A fibers are 2.6 GPa, 210 GPa, 12- 14μm, respectively. The KD-A fibers have higher thermal stability, more excellent oxidation resistance than the Nicalon fibers. The properties of the KD-A fibers have reached the level of Hi-Nicalon fibers. The tensile strength, elastic modulus and diameter of the KD-A fibers are 2.1 GPa, 405 GPa, 10 - 12μm, respectively. The KD-SA fibers with nearly stoichiometric component have stable performance at high temperature, and better creep resistance than the Tyranno SA fibers.