溶胶凝胶法SiO2玻璃纤维的制备及其析晶性

研究了水和盐酸加入量对硅酸乙酯溶胶的水解时间ｔ１，可拉丝时间ｔ２，拉丝性以及ＳｉＯ２玻璃纤维析晶性的影响，并确定了其最佳配比。利用Ｒａｍａｎ光谱对纤维结构进行了分析，揭示了纤维内部的网格结构特征和断键程度对胶的拉丝性和ＳｉＯ２玻璃纤维析晶性的作用规律。     

无压浸渗法制备高体积含量的铝基复合材料

试验采用对SiCp表面预氧化后镀镍处理,将颗粒大小为28、43、74μm,质量之比为2∶3∶5的SiCp和有机胶PVA混合后,用液压机制成Φ(100±1)mm、厚10mm、相对密度为68%的预制件,将预制件置于N2气氛的箱式电阻炉中850℃浸渗2h制成SiCp增强的铝基复合材料。试验结果表明,SiCp表面镀镍后明显地改善了铝合金对其的润湿性能,促使浸渗过程快速进行。显微组织观察表明,复合材料中SiC颗粒在基体合金中分布均匀,并与基体合金界面结合良好,无孔洞。     

C/SiC复合材料表面Si-C-B自愈合涂层的制备与抗氧化行为

采用化学气相沉积法(CVD)制备单质B和BCx分别对SiC涂层进行改性,在二维碳纤维增强碳化硅(2D C/sic)复合材料表面制备SiC/B/SiC和SiC/BCx/SiC两种多层白愈合涂层,并利用扫描电镜对多层涂层表面和断面进行显微分析. 700°C静态空气条件下氧化结果表明: CVD-B和CVD-BCx改性层氧化后生成的B2O3玻璃相可以较好地封填涂层微裂纹,氧化动力学受氧通过微裂纹和B2O3玻璃层的扩散共同控制;SiC/BCx/SiC-C/SiC复合材料氧化过程中氧化失重率更小,氧化10h后的强度保持率更高.     

Microstructure and mechanical properties of Mg-xY-1.5MM-0.4Zr alloys

Age hardening,microstructure and mechanical properties of Mg-xY-1.5MM-0.4Zr (x=0,2,4,6 wt.%) alloys (MM represents Ce-based misch-metal) were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the formed precipitates being responsible for age hardening changed from fine hexagonal-shaped equilibrium Mg12MM phase to metastable β’ phase with bco crystal structure when Y was added into Mg-1.5MM-0.4Zr alloy,and the volume fraction of precipitate phases also increased. With the increase of Y content in Mg-Y-1.5MM-0.4Zr alloys,it was found that the age hardening was enhanced,the grain sizes became finer and the tensile strength was improved. The cubic-shaped β-Mg24Y5 precipitate phases were observed at grain boundaries in Mg-6Y-1.5MM-0.4Zr alloy. It was suggested that the distribution of prismatic shaped β’ phases and cubic shaped β-Mg24Y5 precipitate phases in Mg matrix might account for the remarkable enhancement of tensile strength of Mg-Y-MM-Zr alloy. It was shown that the Mg-6Y-1.5MM-0.4Zr alloy was with maximum tensile strength at aged-peak hardness,UTS of 280 MPa at room temperature and 223 MPa at 250 oC,respectively.     

TIG焊Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金焊缝组织和性能

采用钨极氩孤焊(TIG)连接了Mg-Nd-Gd-Zn-Zr稀土镁合金.利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析了焊接接头的组织特征,并对显微硬度和抗拉强度进行了测试.结果表明:焊缝的相组成主要为α-Mg和GdMg5相,未检测到母材中存在的Mg41Nd5.焊缝的显微硬度在焊缝边缘存在低点,焊缝强度约为母材的80％.     

碳/碳化硅刹车材料的显微结构分析

采用反应熔体渗透法(reactive melt infiltration, RMI)制备了碳/碳化硅(C/SiC)刹车材料, 利用X射线衍射分析了材料组成, 并通过光学、扫描电子和透射电子显微镜从不同尺度观察了刹车材料的微观结构. 结果发现, 反应生成的SiC是面心立方的β-SiC, 主要分布在胎网层、针刺纤维附近以及无纬布层的纤维束间; 残余的单质Si分布在SiC的颗粒间. SiC在SiC-Si界面上, 以大约5～15μm的粗大颗粒存在; 而在SiC-C界面上, 以粒径100nm左右的细小颗粒存在.     

化学气相沉积碳化硅的热力学分析

根据吉布斯自由能最小原理, 采用FACTSAGE计算软件, 重点对MTS/H₂体系化学气相沉积碳化硅进行了均相平衡计算,评价了体系中主要化合物对沉积碳化硅的作用. 结果表明,低温和高压下, SiCl₄和CH₄的含量最多, 不饱和物质和自由基的含量非常少, 温度的升高和压力的下降可显著提高不饱和物质和自由基的浓度; 高温和低压下, SiCl₂和C₂H₂可能是形成碳和硅的主要先驱体, 其它稳定物质如碳氢化合物、有机硅化合物和硅烷等由于浓度太小和表面反应粘结系数低, 对碳化硅的沉积可以不予考虑; 体系中几乎没有含Si--C和Si--Si键的物质, 说明碳化硅是经过碳和硅独立形成, 二者的相对速率决定了碳硅比.     

丙烯化学气相沉积热解碳的原位动力学

以丙烯为气源,在800℃～1200℃进行化学气相沉积热解碳。研究了温度、压力和滞留时间对沉积速率和气相产物的影响。采用磁悬浮天平原位实时称量反应过程中的固相产物进行动力学研究;采用气相色谱和质谱联用半定量分析了反应过程中的气体产物。动力学研究结果表明, 800℃～1000℃内活化能为137 kJ/mol±25 kJ/mol,沉积过程为化学动力学控制;高于1000℃时,沉积行为由气相分子的传质和气相成核控制。压力和滞留时间对沉积速率的影响说明,热解碳是经过一系列气相反应和固体表面反应后获得。气相产物分析说明,不同控制机制时形成热解碳的主要物质不同。在此基础上提出了丙烯分解形成热解碳的机制。      

Cr-Si复合涂层C/SiC复合材料的显微结构与性能

对SiC/Cr-Si复合涂层C／SiC复合材料的结构和抗氧化性能进行了研究,并与SiCi涂层C／SiC复合材料的结构和性能进行了对比。前者在1000－1500℃内表现出较好的抗氧化性能,这是由于SiC涂层表面的缺陷被Cr-Si涂层填充。由于涂层之间的热膨胀系数相关较大,复合涂层C／SiC复合材料在500－700℃内的抗氧化性较差。     

三维针刺C/SiC复合材料显微结构演变分析

以三维针刺碳毡作为预制体,采用树脂浸渍-热解工艺制备C/C多孔体,然后采用反应熔体浸渍法(Reactive melt infiltration,RMI)对C/C多孔体分别浸渗Si和Si-Mo合金制备C/SiC复合材料。首先研究了C/C多孔体制备过程中的显微结构演变。结果表明,浸渍过程中树脂主要填充在纤维束内小孔隙中,热解后裂纹增多,生成网格状C/C亚结构单元;高温热处理使C/C复合材料裂纹进一步扩展,石墨化度提高,束内闭气孔打开,从而为RMI渗Si提供通道。然后对C/C多孔体分别渗Si和Si-Mo合金所得材料的物相组成和显微结构进行对比分析。发现纯Si浸渗得到的复合材料残余Si较多,束内纤维受损严重;而浸渗Si-Mo合金可以减少残余Si含量,束内纤维受损轻微,仍保持着完整的C/C亚结构单元。