2D C/SiC复合材料烧蚀性能分析

采用氧-乙炔烧蚀试验研究了2DC/SiC复合材料的烧蚀性能,并对2DC/SiC复合材料在氧-乙炔焰流烧蚀条件下的烧蚀机理和烧蚀物理模型进行了初步探讨。结果表明,密度对材料的烧蚀性能有显著的影响,随着密度的增加,材料的线烧蚀率呈下降的趋势,当密度提高3.4%时,材料的线烧蚀率下降65%。同时,C/SiC复合材料在氧-乙炔条件下的烧蚀机制是热氧化烧蚀、热物理烧蚀和机械冲刷的综合作用。     

C/TaC/C复合材料的烧蚀性能研究

根据TaC和C／C复合材料的物理化学性能及其烧蚀环境推测C／TaC/C复合材料的烧饶机理，并对其抗侵蚀机理及剥蚀进行了讨论，在分析C／TaC/C复合材料烧蚀机理的基础上建立其烧蚀模型。在此基础上利用流体动力学和质量守恒定律等推导出C／TaC/C复合材料质量烧蚀率公式。本文的研究将有助于导弹小型化和精度的提高。     

火箭耐烧蚀纳米复合材料的工艺、组织及性能

描述了一种火箭新型耐烧蚀纳米复合材料（NRAM）的研制。评估了高岭土（MMT）纳米粘土、纳米碳纤维（CNF）,多面体齐聚物POSS等纳米粒子与酚醛树脂SC-1008的结合性。用不同含量纳米粒子代替现有耐烧蚀材料MX-4926中的碳黑制造了几种NRAM。用燃烧煤油和氧气的一台亚尺寸超声速液体燃料火箭发动机来研究耐烧蚀材料的烧蚀和鲍热性能。这种模拟的固体火箭发动机（SSRM）亚尺寸烧蚀试验结果表明,NRAM比MX-4926在侵蚀率和吸热温度方面性能提高,成功验证了火箭喷管组件中使用NRAM的可行性。     

玻璃纤维/酚醛复合材料的烧蚀性能研究

对材料烧蚀性能研究方法进行了分析，认为理论计算与地面模拟试验相结合是评价材料烧蚀性能的有效手段。在地面模拟试验中，针对设备的局限性，采用提高气动压力的方法来补偿由于热流密度不够造成的加热量不足，并将其结果与理论计算修正值进行比较，得到了很好的一致性结果。还对影响再入加热量的两个重要参数气动压力和热流密度对材料烧蚀量的影响进行了分析，认为气动压力比热流密度对材料的烧蚀性能影响更大。     

SiC涂层炭/炭复合材料的高温烧蚀性能

采用蒸镀法在高密度的炭/炭(C/C)复合材料表面制备SiC涂层,选用电弧驻点烧蚀试验技术考察SiC涂层后C/C复合材料的烧蚀性能,并探讨其烧蚀机理。结果表明,SiC涂层后,C/C复合材料的耐烧蚀性能有所提高,且烧蚀均匀性得到改善,SiC涂层的烧蚀起到瞬时的保护作用,适用于C/C复合材料在高温烧蚀条件下的短时间保护。     

Mo-CCN-ZrO2复合材料显微组织及性能研究

以难熔金属钼为基体,添加相应比例的3Y-ZrO₂(Y₂O₃稳定ZrO₂)粉体和球形CrCoNi(CCN)中熵合金粉体、C粉,通过固固混合、粉末冶金法制备典型的耐烧蚀钼基复合材料Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂。系统研究Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂钼基复合材料显微组织、不同加工变形条件下力学性能及抗氧化能力。结果表明:随变形量增大,晶粒得到细化,第二相粒子分布均匀,材料抗拉强度、伸长率、抗弯强度、断裂韧性等力学性能显著提高;在变形量达65%时,抗拉强度达812 MPa,屈服强度为696 MPa,伸长率为26.2%,抗弯强度为1707 MPa,断裂韧性为32.3 MPa·m1/2;材料断裂类型表现为典型韧性断裂特征,材料的抗氧化能力显著改善。     

数字图像处理的TiC/钨基复合材料烧蚀形貌重构

为提高TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌重构精度和抗烧蚀性能,提出基于数字图像处理的TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌重构方法.用氧乙炔烧蚀装置进行烧蚀试验,利用三目立体视觉系统采集烧蚀图像,通过阈值分割法,将图像转换为二维图像数据.用微分算子法提取二维图像轮廓,用NURBS曲线延拓、拟合二维图像轮廓曲线,通过匹配点的空间坐标曲线拟合图像轮廓特征数据,实现TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌重构.结果表明:该方法对TiC颗粒增强钨基复合材料烧蚀形貌数据重构精度较高,重构目标点与原始数据点误差较小,对提高TiC颗粒增强钨基复合材料抗烧蚀性能有一定指导.     

粒子侵蚀条件下硅橡胶复合材料烧蚀特性研究

为研究粒子侵蚀条件下硅橡胶复合材料的烧蚀规律和特性,采用一种可调节射流和粒子浓度的氧气-煤油燃气发生器,开展了烧蚀角度为15°~45°、粒子质量浓度范围为0~3.69%条件下的烧蚀试验,获得了粒子侵蚀对烧蚀率的影响规律。通过对试样的宏观形貌和微观结构进行分析,并结合热红联用试验,分析了硅橡胶复合材料的烧蚀特性和烧蚀过程。研究结果表明：粒子浓度对硅橡胶复合材料的烧蚀率有显著影响;随着粒子浓度的增加,质量烧蚀率急剧增大;随着烧蚀角度的增加,线烧蚀率增加、质量烧蚀率降低;硅橡胶复合材料烧蚀后形成炭化层、热解层、基体3层结构;材料热分解温度范围约为516~710 ℃,主要产物是环己烷以及少量CO₂和H₂O;粒子侵蚀破坏了表面炭化层结构的完整性,引起试样表面质量迁移,并促进了材料内部的热分解。     

无机填料改性硼酚醛树脂复合涂层的抗激光烧蚀性能研究

硼酚醛树脂的高温稳定性和耐烧蚀性能较好,在抗激光烧蚀领域有巨大的应用潜力。以硼酚醛树脂为基体,以碳化硅/二氧化锆/纳米炭黑为无机改性填料,制备新型硼酚醛树脂基激光防护复合涂层,并对其抗激光烧蚀性能进行研究。结果表明：复合涂层具有良好的抗激光烧蚀性能,经平均功率为500 W/cm²的高斯光斑激光烧蚀15 s后,涂层整体完好,质量烧蚀率仅为0.011 g/s,同时基体材料背表面无损伤,最高背温仅为230.4℃;无机填料在激光烧蚀过程中发生氧化、相变等反应,起到消耗能量、遮蔽激光、阻氧及隔热等作用,能提高硼酚醛树脂涂层的抗激光烧蚀性能。     

冷压烧结 Al_2O_3/Cu 复合材料热膨胀性能的研究

采用高速淬火膨胀仪测定了冷压烧结Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ复合材料的热膨胀性能。研究表明，热循环后复合材料存在残余负应变，残余应变的大小取决于Ａｌ２Ｏ３颗粒的大小及体积分数，而复合材料的热膨胀系数与颗粒大小无关，只与体积分数有关。还研究了多次热循环对该复合材料热膨胀性能的影响规律。     

镀铜石墨-银基复合材料的制备与性能研究

用化学镀方法对粒度<30μm的石墨粉进行表面镀铜处理。将镀铜石墨粉与银粉用粉末冶金法制备成镀铜石墨一银基复合材料,对其密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能进行测试,并与相同石墨含量的银-石墨复合材料进行对比。结果表明,镀铜石墨-银基复合材料具有低的电阻率和摩擦因数,以及高的硬度、抗弯强度和耐磨性。     

纤维含量对Cf/SiC复合材料力学性能和断裂机理的影响

为实现碳化硅复合材料减重和增韧的双重目的,以Al2O3和Y2O3为烧结助剂,利用真空热压烧结工艺制备了短切碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:烧结过程中,烧结助剂Al2O3、Y2O3之间发生化学反应,促进液相烧结,形成晶界间的次晶相YAG(3 Y2O3.5Al2O3),有利于提高复合材料的断裂韧性;在较高烧结温度下,碳纤维、烧结助剂与基体间发生反应,形成较强结合界面;纤维拔出、裂纹偏转和晶粒桥联是碳化硅陶瓷的主要增韧机制。     

粉末冶金制备镁基复合材料的变形组织及性能

采用粉末冶金法制备了钛合金颗粒增强镁基复合材料,经过不同挤压比的热挤压变形后,对其显微组织和力学性能进行了检测。结果表明:复合材料的基体晶粒明显小于未增强的镁合金;增强体分布均匀,与基体结合良好,且无界面反应发生;随挤压比的增大,基体晶粒更加细小,复合材料的组织均匀性亦得到提高;超大挤压变形使原镁粉表面的氧化膜得到有效的破碎和分散,从而具有一定的氧化物弥散强化(ODS)作用,进一步提高了复合材料的力学性能。     

纳米硫化锑复合材料吸波性能研究

随着电磁污染的日益加重,吸波材料作为一种抵御电磁辐射的有效方法已成为国内外专家的研究热点,而具有特定参数的吸波剂是吸波材料的关键所在,新型吸波剂的研究开发至关重要。考察硫化锑的电磁参数,并分析其吸波机理。对硫化锑填充环氧树脂基吸波平板的吸波性能进行实验测试和理论计算。结果表明:硫化锑具有一定的吸波效果;通过对硫化锑吸波性能的模拟计算,在相同厚度不同硫化锑填充量或者相同硫化锑填充量不同厚度的情况下,随着硫化锑填充量的增加或者厚度的增加,吸收峰值逐渐向低频飘移。     

镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的制备与性能研究

用粉末冶金法成功地制备了短碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料,对其体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了测试,观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌,并与石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料进行了对比。结果表明,镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的各项性能,明显优于石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料。     

两种超高强度钢的拉伸力学性能研究及断口分析

利用CSS4410型电子万能材料试验机和Hopkinson拉杆研究这两种材料在室温下应变率范围在0.001～3 300 s-1的拉伸力学性能,结果表明:两种材料在不同应变率拉伸载荷下均有明显的应变硬化和颈缩现象;两种材料均表现出较强的应变率敏感性,并且材料Ⅰ的应变率敏感性强于材料Ⅱ。最后利用扫描电镜(SEM)对两种材料应变率在0.001 s-1和3300 s-1下的拉伸断口进行观察,发现试样的断口形貌均为杯锥状,剪切唇区的面积比例随应变率的提高而增大,表现出一定的应变率相关性。     

Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金铸件微观组织与性能研究

采用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉及氧化锆陶瓷壳型,制备Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金人体假肢关节精密铸件,分别进行真空退火和淬火处理。利用光学显微镜XRD,TEM观察和分析微观组织,在25,0,-25,-50 ℃下测试材料抗拉性能和弹性模量。结果表明：铸态和退火状态下合金的组织均为α+β相组成,淬火状态下合金组织由β+α′相组成。室温下铸态合金具有较高的抗拉强度和伸长率,淬火处理使强度增加、伸长率降低;随着试验温度的降低合金的强度升高,伸长率降低,弹性模量保持在70~73 GPa。     

往复挤压制备Mg2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究

对用石墨型铸造方法制备的Mg2Si/Mg-Al基复合材料进行了多道次往复挤压及时效处理,以探讨该材料组织与硬度的变化规律。结果表明:Mg2Si/Mg-Al复合材料经往复挤压7道次后,Mg2Si相分布均匀且小于30μm,基体晶粒尺寸<10μm,复合材料硬度为150.7HV,与铸态相比提高了22.5%;挤压后的材料经215℃时效6h后,硬度为163.9HV,较铸态提高了33.3%。硬度的提高得益于基体组织、Mg2Si和Mg17Al12的细化,而时效后硬度进一步提高是由于固溶到基体中的Al原子以颗粒状Mg17Al12相析出。     

聚碳酸酯冲击力学响应规律及防暴性能研究

对聚碳酸酯的冲击力学性能进行研究,分析其破坏和防护机理,并对防暴性能进行研究。结果表明:聚碳酸酯的压缩应力-应变曲线分为弹性区和屈服区;聚碳酸酯表现出明显的应变率强化效应,其压缩强度和吸能能力随着应变率的增加而增大;低温条件下聚碳酸酯冲击韧性大幅下降,出现脆性断裂,防暴能力有所下降;聚碳酸酯的冲击韧性较好,在受到冲击时可以发生变形并吸收冲击能量,且冲击失效应变较大,因此可以很好地应用在防暴领域。     

BST-BZN复相陶瓷的烧结行为和介电性能

用草酸盐共沉淀工艺制备高反应活性Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)粉体,添加10%(质量分数)的Bi2O3·ZnNb2O6(BZN)为烧结助剂,采用传统陶瓷制备工艺制备BST-BZN复相陶瓷。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别研究BST-BZN的微观形貌和晶相组成,并测试BST-BZN复相陶瓷的介电性能参数。结果表明,添加BZN使BST的烧结温度由1350℃降低到1050℃,BST晶粒粒径约为1μm,烧结过程BZN与BST发生固溶反应,BST的XRD衍射峰向低角度偏移。BST-BZN具有良好的介电常数温度稳定性,但是由于少量Bi3+对Ba2+/Sr2+的取代、晶粒的细化、晶界相比例增多等原因导致BST-BZN可调率降低,1kV/mm的偏场作用下其可调率只有0.15%。