T300碳纤维热处理对Cf/SiC复合材料性能的影响

以聚碳硅烷先驱体浸渍裂解工艺制备T300碳纤维增强3D Cf/SiC复合材料,研究了T300碳纤维预先热处理对材料性能的影响.结果表明,热处理能够弱化Cf/SiC复合材料中纤维-基体界面结合,减少碳纤维在复合过程的损伤,显著提高复合材料性能.纤维经热处理后制备的Cf/SiC复合材料弯曲强度和断裂韧性分别从未经处理的154MPa,4.8MPa·m1/2提高到437MPa,20.4 MPa·m1/2.     

碳纤维涂覆SiC新工艺及涂层纤维的力学特性

用气相SiO和CO反应形成SiC的方法成功地在碳纤维上涂覆SiC.SiC涂层是由β-SiC团粒从碳纤维表面向外生长形成,并具有玉米棒子状的表面形貌。SiC层厚度增加到≥0.2μm,涂层纤维的拉伸强度随SiC层厚度增加而下降,此结果与Ochiai的理论模型相吻合。SiC层厚度达到1μm的涂层纤维,其拉伸时的力学行为与具有弱界面结合的1维脆性纤维-脆性基质复合材料相似,并显示SiC层的多次断裂。对碳纤维芯因涂层处理而引起的性能退化进行了讨论。      

颗粒分散技术在真空液相浸渗制备Cf/Al复合材料中的应用

采用真空反压液相浸渗工艺,以碳纤维增强铝为研究对象,探讨了M40J纤维增强AlMg10复合材料制备工艺中,SiC及淀粉分散颗粒对复合材料微观组织及性能的影响。结果表明,碳化硅可以减少铝液在束内的浸渗阻力,并使纤维分布均匀,从而提高复合材料构件的成型性和力学性能。经过5%SiC+3%淀粉溶液的分散后,复合材料的体积分数由72%降低到51%,而复合材料的拉伸强度提高了131MPa,达到498MPa。     

连续纤维增强SiC复合材料制备工艺与性能研究进展

综述了国内外碳纤维与碳化硅纤维增强碳化硅复合材料的制备工艺与性能的研究进展,并介绍了其氧化性能及防护措施.认为连续纤维增强SiC复合材料的制备工艺复杂,成本较高,生产周期长,但是如果采用连接技术制备成陶瓷/金属复合构件使用,既有利于降低成本,又能够扩大该先进陶瓷基复合材料的应用范围.目前,国内对连续纤维增强的SiC复合材料与金属(如高温合金等)的连接技术研究较少.     

纤维金属铝复合材料机翼坚固耐疲劳

荷兰代尔夫特大学与美国铝业公司及荷兰GTMStructures公司共同协作,开发出一种由纤维金属薄片夹在一层或多层厚铝层中间形成的铝复合材料。名为Central的复合材料可以作为坚固的结构材料,不仅具有非凡的强度,而且对疲劳不敏感。这种材料便于立即进行修补,方式与铝类似,但与碳纤维复合材料不同。     

SiCP混杂对C/Al浸渍成型复合材料性能的影响

碳纤维经混杂SiC_P后用压力浸渍成型方法制备成C/Al复合材料,分析混杂的SiC_P对C/Al复合材料力学性能的影响。测试了制备成的复合材料性能,并用SEM对复合材料断面组织与断口形态进行分析。结果表明,混杂的SiC_P可以分隔纤维,有利浸渍,使纤维分布均匀从而提高了复合材料的性能,而用sol-gel方法涂复SiC层并混杂SiC_P可获得最佳的性能。     

CVI-iC/TaC改性C/C复合材料的力学性能及其断裂行为

以针刺碳纤维整体毡为预制体,采用化学气相渗透工艺对预制体纤维进行PyC/SiC/TaC的多层复合模式的涂层改性, 然后采用化学气相渗透和热固性树脂浸渍-化进行增密,制备出新型C/C复合材料。对复合材料的微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:包覆在碳纤维表面的PyC/SiC/TaC多层结构均匀致密、无裂纹,在C/C复合材料中形成空间管状网络结构;改性后C/C复合材料的抗弯强度和韧性均大大提高, 平均抗弯强度达到522 MPa,断裂位移达到1.19mm;复合材料弯曲断裂形式表现为脆性断裂,经过2000℃高温热处理以后,复合材料的抗弯强度下降,但最大断裂位移增大,弯曲断裂形式由脆性断裂转变为良好的假塑性断裂。      

连续碳纤维/聚酰胺6混编织物复合材料的成型及性能研究

为了改善碳纤维/聚酰胺6织物复合材料界面的结合状态,提高复合材料的力学性能,通过混编的方式制备了碳纤维/聚酰胺6预制体,混编织造前碳纤维经500℃-2 min高温处理后浸泡在1wt%浓度的PA 845H-TDS-CN上浆液中20 s,最后将预制体通过热压成型,制备碳纤维织物/聚酰胺6复合材料。采用TGA、DSC、SEM、万能拉伸试验机分析碳纤维/聚酰胺6复合材料的热性能、晶型变化、微观形貌及力学性能。结果表明,聚酰胺6树脂主要以α晶型存在,结晶较为完善。纤维拔出后,单根碳纤维表面附着部分尼龙基体,碳纤维与尼龙基体形成了良好的界面层。优化后的层合板工艺为：铺层数10层,热压温度240℃,热压压力3 MPa,热压时间15 min。此工艺下,复合材料平均拉伸强度达到了825 MPa,弯曲强度平均值达到了520 MPa。     

CVI-SiC/TaC改性C/C复合材料的力学性能及其断裂行为

以针刺碳纤维整体毡为预制体,采用化学气相渗透工艺对预制体纤维进行PyC/SiC/TaC的多层复合模式的涂层改性,然后采用化学气相渗透和热固性树脂浸渍-炭化进行增密,制备出新型C/C复合材料.对复合材料的微观结构和力学性能进行了研究.结果表明:包覆在碳纤维表面的PyC/SiC/TaC多层结构均匀致密、无裂纹,在C/C复合材料中形成空间管状网络结构;改性后C/C复合材料的抗弯强度和韧性均大大提高,平均抗弯强度达到522MPa,断裂位移达到1.19mm;复合材料弯曲断裂形式表现为脆性断裂,经过2000℃高温热处理以后,复合材料的抗弯强度下降,但最大断裂位移增大,弯曲断裂形式由脆性断裂转变为良好的假塑性断裂.     

SiC纤维表面碳涂层及其SiCf/SiC复合材料性能研究

采用先驱体转化法(PIP)以酚醛和沥青为先驱体在SiC纤维表面涂覆碳层,并制备SiCf/SiC复合材料;优化了两种碳涂层制备工艺;分析了涂层后纤维的表面形貌并测试涂层厚度;研究了两种碳涂层对两种SiC纤维(普通和含铝)及复合材料力学性能的影响.     

氧化铝短纤维增强铝合金复合材料界面的研究

本文在浸渗法制备复合材料的基础上,研究了氧化铝短纤维增强铝合金复合材料的界面.研究结果表明,在复合材料中,纤维与基体之间存在明显的界面层,合金元素通过适当的化学反应可改善浸润状况,有利于纤维与基体的结合.试样断口分析还表明,复合材料的界面结合状况良好,可传递足够的载荷到纤维上,发挥其增强作用.     

铝箔复合粉煤灰保温瓦

铝箔复合粉煤灰保温瓦是一种新型保温绝热材料.它是由工业废渣粉煤灰经特殊发泡制成,同时成品结构设有空气间层和铝箔,使之具有成本低,热效率高的特点.     

铝合金基石墨复合材料的阻尼行为

用内耗技术研究了石墨颗粒/铝硅复合材料的低频阻尼行为,考查了阻尼对石墨含量、测量频率、温度和应变振帽的依赖关系以及相应的弹性模量的变化,比较了铸态和挤压变形复合材料的阻尼特征.对其阻尼机制作了初步的探讨.     

颗粒增强金属基复合材料的热导率

本文研究了颗粒增强铝合金(LD₂)复合材料的热导率与颗粒的种类、含量、粒度和在基体中的分布情况之间的关系。制作了不同颗粒含量和粒度的SiCp/LD2和Al₂O₃p/LD₂复合材料试样,用定常热流法测定其热导率。将测试结果与用混合热阻模型推得计算式提供的理论值进行比较,根据测试值和理论值比较的结果,对该计算式提出考虑到颗粒粒度对复合材料热导率影响的修正。得到综合考虑了颗粒的种类、含量、粒度和在基体中均匀分布程度影响的颗粒增强金属基复合材料热导率的理论计算式。     

碳/铝复合材料的热膨胀性能

采用标准接触式热膨胀仪对纤维单向增强的碳/铝复合材料的纵向和横向热膨胀系数进行了测定。试件是用碳/铝复合丝和铝箔(LD₂)交替辅层在低于金属熔点50℃条件下热压而成。纤维的体积含量分别为0、0.27、0.32、0.34、0.39、0.46。测定的温度范围是从室温到400℃。结果表明,碳/铝复合材料的热膨胀系数同纤维的种类、纤维的体积含量以及测定的温度范围有关。测定的结果同计算值作比较,结果表明碳/铝复合材料的热膨胀系数可以用混合规则的修正表达式来描述。      

尼龙66纤维/6061铝合金复合板静电植绒工艺及隔声性能

为研究不同植绒工艺条件下尼龙66纤维/6061铝合金复合板的植绒性能与隔声性能,首先,采用静电植绒工艺将6061铝合金板与尼龙66纤维复合,制成隔音复合板;然后,研究了植绒时间、植绒电压、极板间距以及胶黏剂涂覆量等工艺参数对植绒面密度和植绒纤维耐磨性能的影响;最后,利用混响室-消声室法研究了尼龙66纤维/6061铝合金复合板在不同入射声频下和不同纤维结构参数时的隔声性能。结果表明:在0~40s植绒时间范围内,随着植绒时间的延长,植绒面密度持续增大,而后保持不变;同时,在0~90kV电压范围内,随着电压的增加,植绒面密度连续增大,而后因极板间距不同植绒面密度增大或减小;植绒纤维的耐磨性能随胶黏剂涂覆量的增加而提高,但当涂覆量超过155g/m2后会产生气泡;当植绒时间为40s、植绒电压为90kV、极板间距为11.5cm且胶黏剂涂覆量为155g/m2时,尼龙66纤维/6061铝合金复合板的性能最好。该复合板具有较高的中高频隔声性能,隔声量在500~1 600Hz频率范围内满足6dB/倍频程规律;在2 000Hz后出现吻合效应。提高植绒面密度以及减小尼龙66纤维直径均可增大该尼龙66纤维/6061铝合金复合板的隔声量。研究结论可为建筑用新型隔音复合材料的开发与应用奠定基础。     

碳—铝复合材料的破坏过程

通过测定拉伸强度,结会拉伸过程监测到的声发射信息及断口形貌的分析,研究了C/Al复合材料的破坏过程。研究结果表明C/Al复合材料的破坏过程是极其复杂的,它的拉伸强度,断口形貌,声发射特征三者之间有密切的关系。      

FATIGUE BEHAVIOUR OF FIBRE ALUMINIUM LAMINATES WITH DIFFERENT RESIDUAL STRESSES

In this study two kinds of fibre aluminium laminates (aramid aluminium laminates, ARALL and glass aluminium laminates, GLARE) with different residual stresses in the aluminium layers were prepared. Fatigue crack propagation tests were performed. It is found that the residual stress condition plays an important role in the fatigue behaviour of fibre aluminium laminates. With a decrease of the tensile residual stress in the aluminium layers, the fatigue crack growth rate of the laminates is greatly reduced, and the shape of the curves of fatigue crack propagation rate as a function of the stress intensity factor changed. Compared to GLARE, the ARALL is more sensitive to the residual stress condition. The fatigue properties of non-prestressed GLARE are better than those of ARALL. The influence of the residual stress is discussed in detail.     

Dry sliding wear behavior of stir cast aluminium base short steel fiber reinforced composites

Dry sliding wears behavior of die cast aluminium alloy composites reinforced with copper-coated short steel fibers were investigated using a pin-on-disk wear-testing machine. The composites were prepared by liquid metal route using vortex method. The weight percentage of copper-coated steel fibers was varied from 2.5 to 10. The density and hardness of the composite increased linearly with increasing wt% of steel fibers. The wear rate decreased by 40% with addition of 10% weight percentage of fibers. A linear dependence of wear rate on fiber content and hardness of MMC is observed. The unreinforced aluminium and composites containing upto 5-wt% of fibers exhibited a sliding distance dependent transition from severe to mild wear. However, composites containing 10-wt% fiber showed only mild wear for all sliding distance. It was also observed that with increase in the fiber content to 10-wt% the coefficient of friction decreased by 22%. The duration of occurrence of the severe wear regime and the wear rate decreased with increasing fiber content. For the composite the wear rate in the mild wear regime decreased with increase in fiber content reaching a minimum. From the analysis of wear data and detail examination of (a) wear surface and (b) wear debris two modes of wear have been identified to be operative, in these materials. These are (i) adhesive wear in the case of unreinforced matrix and in MMC with low wt% (upto 5-wt%) fibers (ii) abrasive wear in case of MMC with high wt% of fibers.