电泳沉积时间和热处理对碳纳米管增强C/SiC复合材料力学性能的影响

采用电泳沉积法结合化学气相渗透技术制备碳纳米管二次增韧的连续碳纤维增韧碳化硅(CNTs-C/SiC)复合材料。通过改变热解碳(PyC)界面上电泳沉积CNTs的时间,控制C/SiC复合材料中CNTs的含量,通过测试拉伸强度和断裂功,研究了CNTs含量及热处理对复合材料力学性能的影响。结果表明:在C/SiC复合材料PyC界面层上电沉积CNTs,能够大幅提高材料的拉伸强度和韧性。电沉积CNTs时间为5、8和10min时,CNTs-C/SiC复合材料的拉伸强度和断裂功分别提高了10.7%、39.3%、45.2%和31.1%、35.9%、46.5%。对未电沉积、电沉积8和10min的CNTs-C/SiC复合材料进行1 800℃热处理,发现材料的拉伸强度分别提高了64.4%、39.4%和49.5%。     

C/SiC表面SiC涂层氧化的显微CT无损检测与分析

对C/SiC复合材料表面SiC涂层在1300℃干氧和湿氧环境中退火处理60 h,利用显微CT技术对高温氧化后的SiC涂层进行无损检测。通过重构SiC涂层不同深度的氧化形貌,并利用SEM、EDS和XRD进行辅助验证,得到沿SiC涂层表面和厚度方向的氧化形貌。结果表明：显微CT能有效地检测氧化后SiC涂层中存在的氧化产物S...     

环境障碍涂层研究综述

环境障碍涂层(Environment barrier coating,EBC)能够解决构件在燃气环境中长时间腐蚀的问题,从而成为航空发动机材料研究的热点.从材料体系、制备工艺、性能考核和表征方法4个方面综述了目前EBC的研究成果.通过对目前国内外研究成果的总结和分析,提出了EBC当前研究存在的问题,并展望了EBC进一步研究的方向.     

Ba_(0.5)Sr_(0.5)Al_2Si_2O_8-Y_2Si2_O_7体系环境屏障涂层的制备与抗水氧腐蚀性能表征

采用溶胶-凝胶法合成了Ba0.5Sr0.5Al2Si2O8(BSAS)-Y2Si2O7粉体,并以2DCf/SiC为基体,采用浆料涂覆工艺在其表面制备了BSAS-Y2Si2O7环境屏障涂层,表征了涂覆与未涂覆BSAS-Y2Si2O7涂层Cf/SiC复合材料的抗水氧腐蚀性能。结果表明:在高纯氩气保护下,经1450℃高温烧结3h,可在Cf/SiC试样表面制备致密的BSASY2Si2O7涂层;在1250℃、50%H2O-50%O2、常压静态气氛下腐蚀200h后,涂覆BSAS-Y2Si2O7涂层的Cf/SiC试样的质量基本不变,基体中的纤维得到了很好的保护,所制备的BSAS-Y2Si2O7涂层具有较好的抗水氧腐蚀性能;同时,BSAS-Y2Si2O7涂层也表现出裂纹自愈合能力;与之相比,未涂覆BSAS-Y2Si2O7涂层的Cf/SiC试样的失重较为明显,基体中的纤维已经完全被水氧环境所侵蚀。     

放电等离子烧结技术制备MgAl2O4透明陶瓷的研究进展

MgAl2O4透明陶瓷由于其优良的力学性能及在可见光和红外波长范围内优异的光学性能,被认为是一种非常重要的光学材料.总结归纳了放电等离子烧结(SPS)技术制备MgAl2O4透明陶瓷的研究进展,重点介绍了温度和压力对材料最终光学性能的影响.分析表明,放电等离子烧结过程中升温速度、预压力对最终光学性能有较大影响.据此提出了相应的解决措施,并对今后的研究应用方向进行了展望,为进一步的深入研究奠定了基础.     

三维针刺C/SiC刹车材料的摩擦磨损性能

通过化学气相渗透法(CVI)结合反应熔体浸渗法(RMI)制备了三维针刺C/SiC刹车材料,利用MM-1000型摩擦磨损试验机系统研究了C/SiC刹车材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜和扫描电子显微镜分别对摩擦表面和磨屑形貌进行了观察。结果表明:干态刹车条件下,当初始刹车速度相同时,摩擦系数随着刹车压力的升高而逐渐降低;当刹车压力相同时,摩擦系数随着初始刹车速度的增加先升高后降低。湿态摩擦性能衰减小(衰减约8%)、恢复快;静态摩擦系数高(为0.56~0.61),摩擦系数随着初始刹车温度的升高而显著降低。当刹车压力相同时,磨损率随着初始刹车速度的增加而增大;当初始刹车速度大于20 m/s时,刹车压力的增大使磨损率显著增加。     

丙烯热解炭过程的气相产物分析和动力学研究(英文)

以丙烯为碳源,在700℃～1200℃进行化学气相沉积热解炭。采用气相色谱和质谱联用对反应过程中的气体产物进行定性和半定量分析,采用磁悬浮天平实时称量反应过程中的固相产物进行动力学研究,在此基础上提出丙烯分解形成热解炭的机理。气相产物的分析结果表明:丙烯热解过程产生30多种芳香化合物,随着温度的升高,主要反应生成物由萘转变为苯;动力学研究结果表明,800℃～1000℃的活化能为137±25kJ/mol,生成乙炔的基元反应控制固相产物的形成。当温度高于1000℃时,沉积行为由气相分子通过边界向固相表面扩散和气相成核共同控制,形成热解炭的主要物质逐渐由苯转变为不饱和碳氢化合物如乙烃,乙烯等。     

化学气相渗透法制备三维针刺C/SiC复合材料的烧蚀性能

用化学气相渗透法制备了三维针刺碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,复合材料的平均密度为2.15 g/cm3,气孔率为16.0%.用氧乙炔焰研究了复合材料的烧蚀性能,用扫描电镜分析了烧蚀表面的形貌,用表面能谱分析了烧蚀产物的成分.复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.03mm/s和0.004 7 g/s.在烧蚀中心区,烧蚀最严重,表层只有C纤维骨架,且C纤维呈针状,复合材料的烧蚀以升华和冲刷为主.在烧蚀过渡区,垂直于烧蚀面的C纤维表现出端部锐化、根部细化的特性,平行于烧蚀面的C纤维呈针状,复合材料的烧蚀以氧化和机械剥蚀为主.烧蚀边缘烧蚀不明显,烧蚀产物和SiC基体熔融后覆盖在烧蚀表面,阻碍了复合材料的进一步烧蚀,复合材料的烧蚀以氧化为主.     

化学气相反应法制备Zr-Si-C涂层

为了提高Zr-Si-C涂层与基体的结合强度,基于粉末埋入反应辅助涂覆工艺,采用新型化学气相反应法在SiC陶瓷表面制备Zr-Si-C涂层.SiC陶瓷基片被包埋于Zr-1%(质量分数)I2混合粉体中,在850～1 100 ℃进行化学气相反应.碘促进Zr原子向SiC陶瓷表面的传输,Zr与SiC之间的扩散反应导致在SiC表面生成连续的Zr-Si-C复合涂层.采用X射线衍射、扫描电镜结合X射线能谱分析以及相图分析确定了涂层微结构及相组成.结果表明:复合涂层内层为ZrC、中间层为Zr2Si-ZrC1-x复相区、外层为ZrC1-x.通过测量涂层厚度研究了涂层的生长动力学,在850～1 100 ℃范围内,涂层生长符合抛物线规律,活化能为(210±20)kJ/mol.     

冲压发动机C/SiC喷管承压失效研究

新型三维编织碳/碳化硅复合材料存在较强的各向异性,而各个方向的性能数据积累不足,复合材料的强度计算方法尚不完善,为了发现新型三维编织碳/碳化硅复合材料在冲压发动机喷管中应用可能遇到的问题,并找到相应地解决措施,开展了这种复合材料应用于冲压发动机喷管的承压强度计算和承压实验研究。对承压实验中出现的低压破坏情况进行了分析,分析了低压破裂的原因,提出了改进措施。分析结果表明:C/SiC喷管喉部密度较低,导致强度较低,承载能力下降,是首次强度验证实验过程中该局部破坏的原因;为提高喷管强度,需要通过其形状设计并控制沉积流场,保证其喉部的沉积密度达到1.9g/cm³以上。对改进后的喷管进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致,满足要求。因此,在实际应用中应对喷管喉部和纵向密度的分布进行工业CT无损检测,确保喷管密度的分布均匀。 