SiC纤维增强钛基复合材料研究进展

概述了作者研究组近年来在SiC纤维增强钛基复合材料研究领域开展的工作及取得的进展.采用具有自主知识产权的SiC纤维,研究了PVD先驱丝制备方法和真空热压/热等静压复合材料成形工艺,获得700℃拉伸强度＞1500MPa的SiCf/Ti-6A1-4V复合材料,分别制备出长度＞400mm和直径＞200mm的钛基复合材料棒材和环形件.此外,分别采用粉末布与粉浆涂挂先驱丝两种低成本方法制备出钛基复合材料,确定了新的胶粘剂并优化了相关工艺参数.     

Cf/SiC复合材料力学性能对比研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,T300碳纤维和光威(GW)碳纤维为增强纤维,采用先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)分别制备了Cf/SiC复合材料.在相同工艺条件下,所制备GW碳纤维复合材料的力学性能达到了T300纤维复合材料的性能水平,两种纤维增强SiC基复合材料抗弯强度分别为364 MPa和437 MPa.采用扫描电镜观察试样断口形貌及纤维拔出情况,并分析了复合材料的结构和性能差异.     

先驱体转化法制备Diamond/SiC复合材料

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备出Diamond/SiC复合材料,重点研究制备工艺参数对复合材料致密度等性能的影响规律。结果表明:PCS裂解产生的β-SiC与基体中α-SiC和Diamond的界面相容性良好,有利于Diamond/SiC的致密化;模压压力、浸渍液浓度以及预氧化处理等制备工艺参数是影响Diamond/SiC复合材料致密度的主要原因;Diamond/SiC多孔坯经7个周期的PIP处理后可成为致密度较高的Diamond/SiC复合材料。     

(TiB2+SiC)/ZL109复合材料的制备及其力学性能

采用搅拌铸造和原位反应合成相结合的方法制备出(TiB2 SiC)/ZL109复合材料.对该复合材料的显微组织观测表明,SiC颗粒与TiB2颗粒分布较均匀.通过对材料的室温拉伸性能及硬度测试,发现TiB2、SiC两相颗粒增强AlSi基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,而其拉伸强度也略有提高,弥补了单一SiC颗粒增强铝基复合材料UTS降低的不足.(TiB2 SiC)/ZL109复合材料较基体合金ZL109硬度提高了34.8%.     

Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,研究了低温裂解工艺(裂解温度低于1000℃)对2DCf/SiC复合材料结构和性能的影响,为Cf/SiC复合材料的低温制备探索可行之路.研究表明,采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf/SiC复合材料力学性能,其弯曲强度达到329.6 MPa,剪切强度32.1 MPa,断裂韧性14.7 MPa·m1/2.并采用差热(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)等对先驱体聚碳硅烷(PCS)及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究.     

纤维涂层处理SiCf/SiC复合材料

分别采用酚醛和沥青为先驱体,在连续SiC纤维表面进行涂层制备,采用SEM、表面能谱等分析手段系统研究了涂层组成、结构及其对SiC纤维力学性能的影响.以含碳涂层的SiC纤维和聚碳硅烷(PCS)为原料通过先驱体转化法(PIP)制备SiCf/SiC复合材料,对其微观结构及性能进行了表征.结果表明,经过涂层处理后,在连续SiC纤维表面涂敷了一层无定形碳,纤维表面缺陷得到改善,抗拉强度有所提高.采用碳涂层SiC纤维制备SiCk/SiC复合材料后,断裂韧性明显提高.通过涂层处理有效地改善了SiCf/SiC复合材料的韧性.     

搅拌铸造法制备SiCp／A356铝基复合材料的研究

利用搅拌铸造技术制备SiCp/A356铝基复合材料.通过金相观察(OM),扫描电镜(SEM)及力学性能测试对所制备的颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,SiC增强颗粒较均匀地分布于基体中,SiC/Al界面处存在明显的Si溶质偏聚,复合材料的孔隙率为4.2%;与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和屈服强度,抗拉强度及延伸率略有下降;断口分析表明,搅拌铸造SiCp/A356铝基复合材料主要的断裂机制为SiC/Al界面脱粘及基体合金的脆性断裂.     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面反应

采用真空热压工艺制备了界面结合良好的SiC纤维增强钛基复合材料,并对其界面和SiC纤维进行了透射电镜分析.结果表明,针状β-SiC晶粒沿纤维径向生长,呈辐射状分布;在复合材料的热压制备过程中,Si和C由SiC纤维向钛基体扩散,Ti则向SiC纤维扩散,形成了TiC和Ti5Si3等产物.     

SiC纤维增强Ni-Cr-Al合金复合材料先驱丝的制备

采用对靶设计的磁控溅射法在SiC纤维表面先后沉积了(Al+Al2O3)扩散阻挡层和Ni-Cr-Al合金先驱层,制备得到SiCf/Ni-Cr-Al先驱丝。研究了涂层的形貌、成分和相组成,以及涂层对SiC纤维力学性能的影响。对先驱丝在850℃/150 h和900℃/150 h进行真空热处理。结果表明:Al_2O_3涂层均匀致密,呈非晶态,Ni-Cr-Al合金涂层成分分布均匀,与靶材成分相当;涂层与SiC纤维结合良好,且对SiC纤维力学性能影响较小;先驱丝在真空热处理后,Ni-Cr-Al合金层仍保持完整,(Al+Al_2O_3)涂层有效的抑制了界面处元素扩散和化学反应,保证了高性能的SiC_f/Ni-Cr-Al复合材料的制备。     

首周期工艺条件对先驱体转化制备Cf/SiC复合材料性能的影响

以聚碳硅烷(PCS)为陶瓷先驱体,采用PIP工艺制备3D-B Cf/SiC复合材料,研究了首周期不同工艺条件对材料性能的影响.结果表明首周期1600℃真空裂解的Cf/SiC复合材料性能最优,弯曲强度和断裂韧性分别达到497MPa和29.6 MPa·m1/2;首周期采用缓慢降温可以小幅度地提高Cf/SiC复合材料的力学性能.     

用EPR法评价奥氏体不锈钢的敏化程度——材质因素及敏化条件的影响

用电化学方法(EPR 法)研究了不同材料和各种敏化条件对奥氏体不锈钢敏化程度的影响,并采用摸拟贫铬区的 Fe-11%Ni-Cr(6～18%)钢,研究了 EPR 法的特性.发现对不含 Mo 的钢而言,贫铬区的铬含量在16%以下时,就发生再活化溶解,因此,EPR 法比 Strauss 法更灵敏。试验后试样表面的金相观察发现:在晶界或夹杂物周围,首先发生方向性侵蚀点,然后,连结成腐蚀沟.     

化学镀Ni-Cu-P合金工艺研究

通过实验数据及图表论述了化学镀 Ni- Cu- P的工艺条件 ,探讨了镀液的主要组成成分、镀液的 p H值、施镀时间对镀层中 Ni、Cu、P质量百分含量、镀层的沉积速度的影响 ,总结随工艺参数变化镀层成分变化的趋势及规律     

钢铁渗铝及渗铝钢的性能

铝原子向钢中的渗透,完全遵守Ｆｉｃｋ扩散定律;同时探讨了渗铝层耐氧化、耐腐蚀、耐磨损的机理。     

灰色系统在缓蚀剂效果评价中的应用

结合灰色系统的建模方法来评价缓蚀剂效果，用灰色 预测GM(1，1)模型可以预测出缓蚀剂缓蚀效果的变化.该方法与线性回归法相比精确度高、使用方便，对缓蚀剂的评价与分析具有很强的实用价值.      

裂解炉对流段炉管爆裂分析

针对辽阳石化分公司烯烃厂F108裂解炉对流段炉管爆裂破坏进行了分析.结果表明，爆裂原因是由于炉管在高温下长期运行，管壁氧化腐蚀减薄并影响传热，同时管壁金相组织发生变化，使得炉管强度降低所致.     

钛合金应力腐蚀开裂机理的研究

用微电极法和 pH 试纸法直接测定了 Ti-5 Al-2.5Sn 和 Ti-5 Al-4V 在近中性3.5%wt.NaCl 水溶液中应力腐蚀裂纹顶端溶液的 pH 值,结果在1.7到2.0范围内。模拟实验的结果与上述结果一致。金相跟踪观察证明上述钛合金应力腐蚀裂纹的扩展过程是首先在裂纹前端的塑性区中形成若干小裂纹,然后主裂纹与小裂纹相对扩展并最后连通。用扫描电镜检查了应力腐蚀开裂(SCC)断口形貌。基于这些结果,作者提出并讨论了钛合金 SCC 的模型。     

烟气湿法脱硫系统中热管的耐腐蚀实验研究

通过实验比较碳钢、不锈钢和搪瓷涂层在不同浓度的硫酸中的耐腐蚀性能，得出搪瓷涂层具有非常优秀的耐酸性，说明利用搪瓷的表面技术制作热管在改进空气预热器方面有良好的应用前景.     

复合材料参数识别问题的计算方法

提出了一个复合材料性能参数识别问题的计算方法。该方法是通过运用有限元反分析理论和系统辨识技术建立起来的，当给出复合材料结构或者试件的位移测量值后，用所提出的迭代计算方法，可以计算出相关的性能参数。给出了加权最小二乘法的迭代计算公式和误差估计公式。详细讨论了迭代计算中的收敛性问题，并针对二种类型的复合材料板的性能参数进行了模拟计算，计算结果表明，所提出的方法对解决复合材料以及结构的性能参数识别问题是行之有效的     

碳钢土壤腐蚀随季节变化规律

采用试件自然埋藏及土壤环境因素原位连续测试方法 ,研究了在成都中心站土壤中 ,碳钢的腐蚀随季节变化的规律 .结果表明 ,在土壤环境因素变化差异较大的春夏季节交替时 ,碳钢腐蚀率最大 .     

周期式轧管机压下螺丝的可靠性设计

成都无缝钢管厂周期式轧管机是五十年代由国外引进的,投产二十多年来,随着轧管机产量、钢种、规格的不断扩大,轧管机压下螺丝及其传动装置已成为薄弱环节。本文应用概率统计理论对压下螺丝的强度及稳定性进行可靠性计算,为使用和改造提供一种计算依据,同时也可作为同类设备设计参考。