炭纤维/热解炭+Al2O3复合材料的微观结构研究

为提高炭／炭复合材料的隔热性能,设计出了Ａｌ２Ｏ３粉末和纤维＋炭布缠绕预制体结构。采用快速化学气相沉积新技术制备出了炭纤维／热解炭＋Ａｌ２Ｏ３复合材料,并采用ＳＥＭ分析、能谱分析及Ｘ射线衍射分析研究了其微观结构。实验结果表明,这种材料自表面到内部形成了有利于隔热的密度梯度,材料组织均匀,闭孔细小,分布合理,隔热性能良好     

炭/炭复合刹车材料的防氧化技术研究进展

从炭／炭复合材料氧化特点、抗氧化要求出发，综述了基体改性技术和涂层技术，对炭／炭复合材料防氧化研究进展进行了详细的介绍，提出了对其高温抗氧化研究方向的一些观点。     

碳/碳复合飞机刹车材料低能摩擦性能研究

研究了碳/碳(简称C/C)复合飞机刹车材料在低能载条件下的摩擦磨损性能,分析了刹车力矩与刹车速度之间关系曲线,探讨了C/C复合材料因能载变化出现摩擦系数最大值的根本原因.结果表明:随着刹车比压增加,摩擦系数最大值下降;低能条件下C/C复合材料摩擦面较粗糙,磨损率约为正常能载下的两倍.     

木基C／C复合材料的制备与性能研究

采用榉木和水曲柳两种木材作为原材料,在800℃下炭化,然后用丙烷作为前驱体,使用等温化学气相沉积法在1050℃下沉积30h,制备出两种木基C/C复合材料。使用扫描电镜观察了两种木材炭化后和沉积后的微观形貌,利用三点弯曲法测定了两种木材炭化后和沉积后的力学性能,通过断口显微照片分析了它们的断裂机理。结果显示,有大量的热解炭沉积在孔隙内壁上,由榉木制备的木基C/C复合材料相比水曲柳获得了较快的沉积速率,密度达到0.713g/cm3,获得了更高的弯曲强度和弯曲模量,分别达到了17.6MPa和8.58GPa,这两种木基C/C复合材料都属于脆性断裂,榉木基C/C复合材料的断裂机理为晶间断裂,而水曲柳基C/C复合材料则表现晶间断裂和空洞聚集两种机理。     

纤维种类对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

目的为了降低C/C复合材料制造成本,扩展C/C复合材料应用领域,选用低成本预氧丝纤维取代碳纤维,制备出C/C复合材料,并研究纤维种类对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响。方法以两种纤维为原材料,采用CVI工艺制备出C/C复合材料,用MM-2000摩擦试验机进行摩擦磨损试验,采用扫描电镜对摩擦面进行形貌分析。结果随着载荷的增大,预氧丝基C/C复合材料在与金属摩擦时摩擦因数保持在0.22左右,平均磨损量为0.82 mg/min,而碳纤维基C/C复合材料与金属配副相对摩擦因数较小(0.15~0.20),平均磨损量为1.17 mg/min。三种碳与碳配副中,预氧丝基C/C复合材料同预氧丝基C/C复合材料配副之间的摩擦因数随载荷波动的范围为0.28~0.33,较稳定,平均磨损量为1.76mg/min。碳纤维基复合材料与碳纤维复合材料配副时,随着载荷的增大,摩擦因数变化范围较大(0.15~0.33),平均磨损量为2.35 mg/min。预氧丝基复合材料与碳纤维基复合材料之间相互配副,其磨损最大,平均磨损量为2.95 mg/min。结论 C/C复合材料的摩擦磨损性能与纤维种类有很大关系,采用预氧丝纤维制备出的C/C复合材料,无论与金属相互摩擦,还是与自身材料摩擦,均易形成较为稳定的润滑膜。随着载荷的增加,摩擦因数变化较小,磨损量和摩擦功也最低,表现出比碳纤维基C/C复合材料更优异的摩擦性能。     

碳／碳复合飞机刹车材料的现状及展望

论述了碳／碳复合刹车材料的优点制备方法及发展现状，并展望了Ｃ／Ｃ复合飞机杀车材料的未来。     

新型真空熔化定向凝固装置的研制

对真空感应熔炼与双区加热结合在一起的定向凝固装置的可行性进行了研究，并研制出一套新型真空熔化定向凝固装置。该装置的主要特点是：（１）可定向凝固出较大尺寸的样品；（２）兼有熔炼和定向凝固的功能，熔炼好的合金液能自动底注到加热器内的型壳中；（３）定向凝固部分采用了先进的双区加热技术，既提高了温度梯度又减少了合金元素的烧损；（４）抽拉速度能在很大范围内调节。     

化学气相沉积碳／碳复合材料摩擦学行为研究

研究了化学气相沉积碳／碳（Ｃ／Ｃ）复合材料的摩擦磨损性能。全尺寸Ｃ／Ｃ复合材料刹车盘在不同的比压、能载、环境条件下试验结果表明：Ｃ／Ｃ复合材料的摩擦系数随着比压、能载的增大以及环境湿度的提高而减小。Ｃ／Ｃ复合材料具有良好的自润滑性能，磨损率仅为９．５×１０－４ｍｍ／面·次。其磨损是由机械磨损和氧化磨损共同作用的结果，氧化磨损为根本原因。     

C/C复合材料磷酸盐防氧化涂层

由涂刷法制备了四种不同配比的新型炭／炭（C／C）复合材料磷酸盐防氧化涂层，通过研究确定了优化涂层方案，涂覆有该涂层的C／C复合材料试样在700℃下空气中氧化100h后，失重率仅为0．952％，热震实验和浸海水恒温氧化实验证明该涂层仍具有良好的抗氧化性能。涂覆有该涂层的C／C复合材料在600℃～800℃时的Arrhenius曲线由两条折线组成，折点为700℃，在600℃～700℃下的氧化表观活化能为139kJ／mol；700oC～800℃下则为93kJ／mol。     

固渗+EB-PVD法制备炭/炭复合材料防氧化复合涂层研究

制备出了SiC/SiC-Al2O3-Y2O3炭/炭复合材料防氧化复合涂层,该复合涂层的内层SiC基涂层采用料浆固渗法制备,SiC-Al2O3-Y2O3外层涂层采用大功率电子束物理气相沉积法。研究表明,电子束物理气相沉积法能达到较好的沉积效果,在制备过程中形成了柱状晶结构的涂层,使得涂层具有更高的应变容限,涂层非常均匀致密。用SEM、XPS和EDS等分析方法分析了涂层的防氧化机理。结果表明:在制备过程和氧化过程中,涂层内会发生复杂的物理和化学变化,生成硅酸盐氧化物,显示出电子束物理气相沉积法在制备炭/炭复合材料防氧化涂层方面独特的优势。