高温电磁透波材料的研究进展

高速飞行器的飞行马赫数不断提高,位于其前端的天线罩部件对高温透波材料提出了迫切需求。本文综述了近年来耐温1 300℃以上电磁透波材料体系(包括透波陶瓷增强体、透波陶瓷基复合材料和透波涂层等)以及新型制备工艺(包括快速烧结技术和3D打印技术等)的研究进展,同时介绍了本团队在相关领域的最新研究工作,指出高温透波领域还存在新型连续透波纤维成本高昂、高温透波领域可用材料体系较少及透波材料高温下透波与烧蚀性能演变规律尚不明确等问题,最后对高温透波领域在透波纤维工艺优化、新型高温透波材料预测、透波材料使役性能分析与评估等方面未来的发展趋势做了展望。     

PIP工艺制备C/Zr_(0.5)Hf_(0.5)C-SiC复合材料及其微观结构和弯曲性能EI

基于自制Zr_(0.5)Hf_(0.5)C先驱体和商业化液态聚碳硅烷,通过先驱体浸渍裂解(PIP)工艺成功制备C/Zr_(0.5)Hf_(0.5)C-SiC复合材料,研究纤维表面热解C涂层厚度对复合材料微观结构及弯曲性能的影响。结果表明:自制Zr_(0.5)Hf_(0.5)C先驱体在1400℃下即可转化生成单一Zr_(0.5)Hf_(0.5)C固溶体。因具有良好的渗透性,转化生成的Zr_(0.5)Hf_(0.5)C基体同时存在于C/Zr_(0.5)Hf_(0.5)C-SiC复合材料的纤维束内和束间,呈包裹SiC基体的层状形貌。C/Zr_(0.5)Hf_(0.5)C-SiC复合材料主要由C,SiC和Zr_(0.5)Hf_(0.5)C相组成;具有不同热解C涂层厚度(0.67,0.84,1.36μm)的3组复合材料密度分别为2.07,1.99,1.98 g/cm^(3);随热解C涂层厚度的增加复合材料中SiC含量减少。弯曲加载中3组不同热解C涂层厚度复合材料均呈现假塑性断裂模式,弯曲强度,弯曲模量和断裂韧度分别在410 MPa,60 GPa和15.6 MPa·m^(1/2)以上。良好的界面结合和预先引入的SiC基体是C/Zr_(0.5)Hf_(0.5)C-SiC复合材料获得优良弯曲性能的关键。     

暴雨条件下弃土场稳定性分析

随着交通工程的增多,开挖场地后堆积形成的弃土场越来越成为危害工程环境的隐患.文章通过对某弃土场的工程地质调查和室内外试验选取参数,运用Geostudio软件SEEP/W模块和SLOPE/W模块,对弃土体边坡自然工况和暴雨工况进行数值计算.结果表明,在合理支护措施下,弃土场能在不利工况下保持稳定,但仍需要加强监测和排水措...     

碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响EI

采用不同面密度和丝束大小的碳纤维布,通过不同z向缝合方式编织了两种碳布叠层结构的碳纤维预制体,再经化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)与气相渗硅法(gaseous silicon infiltration,GSI)联用制备了C/C-SiC复合材料。研究了碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响。结果表明,由纤维体积分数与C/C素坯密度都相同的预制体所制备的两种复合材料的密度、各相组成、结构与性能均大不相同。较小的碳纤维丝束(1K)和碳布面密度(92 g/m^(2)),以及锁式缝合留下的较大孔隙为GSI反应中Si蒸气的渗透提供了更加充足的通道,最终制备的T1复合材料孔隙率低、结构均匀、性能更高,其弯曲强度、模量和断裂韧度分别为300.97 MPa,51.75 GPa,11.32 MPa·m^(1/2)。初始预制体结构和C/C中间体结构的综合调控是CVI-GSI联用工艺制备高性能C/C-SiC复合材料的关键。     

C/C-SiC复合材料高温防护研究进展

C/C-SiC复合材料具有高比强度、高比模量、高热导率、低热膨胀系数和优异的高温抗氧化性能等特点,是新一代的耐高温陶瓷基复合材料,已经被广泛地用作热结构和热防护材料、制动材料以及空间光学系统零部件等。近年来,随着高超声速飞行器和返回式航天运输工具的快速发展,飞行器面临着更多的有高热流、高压气流以及高速粒子冲蚀的环境,这对C/C-SiC复合材料的高温防护技术提出了更高的要求。C/C-SiC复合材料高温防护的研究主要集中在纤维涂层改性、基体改性和高温防护涂层等3个方面,综合近几年国内外的研究报道,从上述3个方面综述了C/C-SiC复合材料高温防护技术的研究进展,总结了各种高温防护技术的制备方法,比较了3种高温防护技术的特点,最后对C/C-SiC复合材料高温防护技术的发展趋势提出了一些见解。     

涂层对Si02／（Si3N4＋BN）透波材料力学、介电性能的影响

采用硅树脂作为SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料涂层，并取得较好的防潮效果。将SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料涂层后弯曲强度提高约27％左右；介电常数和介电损耗角正切变化分别为0．02和0．2×10^-3。     

先驱体转化法制备AlN粉体的研究现状

有机先驱体裂解工艺制备的AlN粉体因具有低氧含量和高烧结活性而被广泛关注。AlN先驱体的组成与结构对陶瓷产率及陶瓷粉体的性能有着重要影响,因此先驱体的合成对AlN陶瓷起至关重要的作用。选择不同的合成原料直接决定了先驱体的分子组成与结构。重点介绍了以三烷基铝化合物、无机铝化合物及氢化铝锂3种铝源制备AlN先驱体的工艺方法与反应机制。     

SiO_2气凝胶/短切石英纤维多孔骨架复合材料的制备与性能

以短切石英纤维、硅溶胶、B4C粉烧结制备多孔刚性骨架,以正硅酸乙酯、去离子水和乙醇配制SiO2溶胶,多孔骨架浸渍SiO2溶胶后经超临界干燥制备了SiO2气凝胶/多孔骨架复合材料.对隔热瓦的高温热导率、比表面积和孔径分布进行了测试并且观察了微观形貌.结果表明:SiO2气凝胶复合的石英纤维刚性隔热瓦具有纳米孔结构,平均孔径为39.5nm,在600℃和800℃,其热导率分别仅为0.033 5 W/(m·K)和0.0404W/(m·K),与未复合气凝胶的刚性骨架相比,高温热导率下降了40%～50%.此外,SiO2气凝胶填充了隔热瓦骨架中的大部分的宏孔,抗弯强度提高了30%,并且使刚性隔热瓦的脆性有一定改善.     

SiO2/(Si3N4+BN)透波材料表面涂层的防潮性能和透波性能研究

SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料是近几年发展起来的综合性能优良的适用于高马赫数的导弹天线罩材料。本文分析了SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料的吸潮机理。采用有机硅树脂在SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料表面制备了防潮涂层，取得较好的防潮效果。涂装后SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料在40℃、90％的高温高湿条件下放置15d的吸水率约0．30％；在大气环境下（温度27-30℃，湿度45-60％）的吸水率小于0．01％。涂层对SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料的透波率影响较小，涂装后材料的透波率仍然能保持在85％以上。     

涂层对SiO2/(Si3N4+BN)透波材料力学、介电性能的影响

采用硅树脂作为SiO2/(Si3N4+BN)复合材料涂层,并取得较好的防潮效果.将SiO2/(Si3N4+BN)复合材料涂层后弯曲强度提高约27%左右;介电常数和介电损耗角正切变化分别为0.02和0.2×10-3.