基体炭结构对炭/炭复合材料的界面结合强度的影响

借助金相、透射电镜技术比较了4种典型的炭，炭复合材料的微观结构。采用单纤维顶出法测定了炭，炭复合材料中的炭纤维，基体炭界面强度，研究了基体炭结构对界面强度的影响。结果表明：基体炭的结构和类型影响炭纤维，基体炭间的界面强度，粗糙层热解炭与炭纤维间的界面强度比光滑层热解炭的高，而树脂炭和沥青炭由于与炭纤维问存在化学键合，因而界面强度较高。     

炭/炭复合材料粉尘特性与除尘方案分析

以飞机机轮炭／炭复合材料刹车盘磨削加工为例，分析了炭／炭粉尘的产生和粉尘特性。针对炭／炭粉尘的特性，除尘设备采用了LGZ联合除尘机组，过滤材料采用覆膜涤纶常温滤料，对除尘机组和过滤材料性能作了介绍和分析，几年来，通过对除尘效果的观察、分析，结果表明，该方案基本上能够满足生产要求，通过除尘机组排出的净化空气，符合国家环保标准。     

Cu-Cr合金熔覆表面改性炭/炭复合材料

采用Cu-Cr二元合金对炭/炭复合材料实施表面熔覆处理,研究其对炭/炭复合材料表面元素分布和组织结构的影响.结果表明,熔覆促使合金中的Cr元素富集于炭/炭复合材料表面,并与C元素原位反应生成Cr3C2;该反应物呈层状连续分布于炭/炭复合材料表面,在炭/炭复合材料与金属之间起界面过渡作用,有助于改进两者间的连接性.     

炭／炭复合材料可石墨化性能的研究

采用XRD法测量和表征石墨化度，以数种结构组成各异的二维或准二维现役航空刹车用炭／炭复合材料为对象，研究了石墨化度随石墨化处理温度的变化规律，推算出了材料的最终石墨化处理温度，并从材料的结构组成方面对其可石墨化性能特征进行了分析、比较。结果表明：在石墨化度－石墨化处理温度关系曲线上，按温度划分，存在着两个明显不同的区段；近似于直线的快速升高段（AB段）和高温时近似于水平线的缓慢升高段（CD段）。当基体中含有沥青或树脂浸渍炭时，材料的最终石墨化处理温度大多处于AB段，温度为2000－2200℃之间；当基本全部为CVD炭时，材料的最终石墨化处理温度大多处于CD段，温度可能超过2800℃。本所研究的复合材料中的CVD炭的结构皆为RL结构。     

C/C复合材料断口热解炭及其界面形貌SEM分析

采用SEM，以增强体为薄毡叠层、基体分别为光滑层及粗糙层结构化学气相沉积热解炭的2种C／C复合材料为研究对象，了三点弯曲试样断口上热解炭及热解炭／热解炭界面的形貌特征，并分析了其成因。结果表明：在垂直于炭纤维轴向的断面上，光滑层结构热解炭未发生塑性变形，但粗糙层结构热解炭发生了明显的塑性变形；在平行于炭纤维轴向的断面上，光滑层结构热解炭／热解炭界面呈光滑状，而粗糙层结构热解炭／热解炭界面呈鳞片状，鳞片的周边粗糙，内部光滑。认为鳞片结构的产生与化学气相沉积过程相关，并对此提出了假设模型：两相邻热解炭生长到界面时，在鳞片周边部位互生长形成真正的结合，使鳞片内部形成封闭的空隙或使气流无法通过鳞片内部，造成鳞片内部的伪结合。     

炭/炭复合材料石墨化度的研究进展

从炭/炭复合材料石墨化度的测量和表征、石墨化度的影响因素以及石墨化度对复合材料性能的影响3个方面,对炭/炭复合材料石墨化度的研究现状进行了叙述和评价。指出炭/炭复合材料石墨化度的测量和表征迄今尚无公认、统一的标准;认为有必要系统地跟踪、分析、研究炭/炭复合材料中各组元及其界面在石墨化过程中的变化,以及由此带来的对材料宏观性能的影响。     

石墨化度对炭/炭复合材料在不同制动速度下的摩擦磨损性能的影响

将炭布叠层的炭纤维预制件通过化学气相沉积增密后分别在2000、2150、2300℃进行高温热处理得到3种不同石墨化度的炭／炭复合材料，采用MM-1000摩擦试验机对这3种炭／炭复合材料进行不同速度下的摩擦磨损性能试验，并对磨损表面及磨屑进行SEM观察，结果表明：低速时材料的摩擦系数均很小；刹车速度为10m／s时，石墨化度对材料的摩擦系数影响显著，石墨化度越高，材料的摩擦系数越大，石墨化度低的样件A摩擦表面形成薄且光滑的磨屑层，而石墨化度高的样件C摩擦表面形成厚的、粗糙的磨屑层；刹车速度大于20m／s时，石墨化度对材料摩擦系数的影响变小，3种材料摩擦表面均形成较为平滑的磨屑层。石墨化度的高低显著影响材料高速时的磨损，石墨化度升高到一定值时能显著降低材料高速时的磨损，继续升高石墨化度，磨损变化不大，高速时石墨化度低的样件A氧化严重。综合考虑摩擦磨损性能，该粗糙层结构的炭／炭复合材料石墨化度控制在45％为宜。     

CVD炭/炭刹车材料制备工艺和微观结构研究

用炭毡作为纤维增强体 ,设计特殊的导电发热层 ,采用多元耦合物理场CVD工艺 ,在自行设计的CVD炉中增密用于刹车材料的C/C复合材料 ,并就CVD沉积条件和石墨化热处理温度对C/C复合材料微观结构的影响进行了研究。对沉积炭的组织结构进行了观察和分析 ;对C/C刹车材料的石墨化度 g和石墨微晶尺寸Lc进行了量化分析。研究表明 :较高的沉积温度和较低的压力 ,有利于材料的组织结构由光滑层 (SL)向粗糙层 (RL)结构转变 ,材料的可石墨化能力和微晶尺寸呈升高趋势 ;随石墨化热处理温度的升高 ,材料的石墨化度和微晶尺寸呈升高趋势 ,但粗糙层组织结构升高的幅度远大于光滑层。     

化学气相渗透法制备炭/炭复合材料的显微结构 和力学性能研究

以天然气为碳源, 氢气为载气, 采用等温化学气相渗透工艺对预制体初始密度为0.5 g/cm³ (纤维体积分数为28%)的针刺整体毡进行致密化, 在70 h内制备出表观密度为1.76 g/cm³的炭/炭复合材料。采用压汞法对复合材料的开孔孔径分布进行了分析, 用偏光显微镜和扫描电镜观察了基体的微观组织, 分析了三点抗弯试样的断口形貌。结果表明, 复合材料中的开孔以小于40 μm的微孔为主, 基体热解炭几乎全部由粗糙层热解炭组成, 仅在化学气相渗透的初始阶段在炭纤维的表面形成了很薄的一层各向同性热解炭, 复合材料的抗弯强度达到210 MPa。     

高温热处理和不同基体炭对C/C多孔体熔融渗硅行为的影响

以针刺整体毡为坯体，采用化学气相沉积(CVD)和树脂浸渍／炭化方法(IC)制成C/C多孔体，然后熔融渗硅(MSI)制备了C/C-SiC复合材料，研究了高温热处理(HTP)和不同基体炭对多孔体熔融渗硅行为的影响，并探讨了高温热处理树脂炭对SiC生成量的影响。研究表明：利用CVD→IC混合工艺制备的C/C多孔体，渗硅前高温热处理较炭化的更有利于液硅的渗入；高温热处理使得树脂炭的孔比表面积增加，从而反应生成SiC也多；与热解炭或最后热解炭增密的C／C多孔体相比，树脂炭或最后树脂炭增密的更有利于液硅的渗入。     

多元物理场CVI制备C/C复合材料过程优化

采用普通碳毡作为增强体,丙烯作为碳源气体,氢气作为稀释气体,在自制的化学气相沉积炉中使用多元物理场化学气相渗透工艺(MFCVI)制备了C/C复合材料.根据不同的工艺条件设计了一组正交实验,以最终密度和石墨化度为指标对材料的制备过程进行了优化.结果表明,在沉积控制温度650℃、丙烯分压12 kPa、总气流量为40 mL/s、总压力为20 kPa条件时,在15 h沉积时间内可以获得较好的综合性能指标.验证实验结果表明,在上述实验条件下,材料的密度达到1.70 g/cm3,石墨化度可达67.1%,密度分析结果表明,其密度分布呈现两边高中间低的特征,材料的密度分布可以满足应用要求.     

P_yC/SiC/TaC界面对三维细编C_f/C复合材料力学性能的影响

采用等温气相沉积方法制备了一种含PyC/SiC/TaC界面的炭/炭复合材料,采用偏光显微镜、X射线衍射和扫描电镜分析了材料的结构和断裂特点,采用单轴拉伸和三点弯曲方法研究了PyC/SiC/TaC界面对炭/炭复合材料力学性能的影响。金相和XRD表明热解炭界面是各向同性炭,TaC界面是NaCl型立方结构,SiC的结构以立方β-SiC为主,有少量的10H-SiC结构。TaC/SiC纤维界面能显著提高复合材料的拉伸、弯曲性能以及Z向压缩性能。整体密度为1.89 g/cm3时,含界面炭/炭材料的抗弯强度达375 MPa,约为无界面材料的4倍,同时材料整体密度的增加也能显著改善其力学性能。分析表明材料总体呈非线性脆断,有一定的假塑性行为。压缩载荷作用下Z向和XY向都为与受力方向成45°的剪切型破坏。     

铝电解阳极炭渣球磨制备Si/C复合材料及其电化学性能研究

以危险固体废弃物铝电解阳极炭渣为碳源,采用机械球磨法制备了用于锂离子电池负极的Si/C复合材料,研究了球磨工艺参数对所得复合材料电化学性能的影响。通过XRD、SEM分析观察材料结构和形貌,循环伏安法和恒电流充放电测试表征Si/C复合材料电化学性能。结果表明,球料比对所制备复合材料电化学性能影响不明显; 延长球磨时间、提高球磨转速有利于提升材料循环稳定性和可逆比容量。最佳球磨工艺参数为: 球料比5∶1,球磨时间25 h,球磨转速500 r/min。该条件下所得材料在120 mA/g的电流密度下循环100圈,容量保持在382.4 mAh/g。     

镁基复合材料制备工艺研究进展

综述主要的镁基复合材料制备工艺,介绍粉末冶金法、搅拌铸造法和原位反应自生增强法等制备方法,分析各工艺的优点及存在的问题,展望镁基复合材料制备工艺的发展前景.     

全长纤维针刺C/C-SiC复合材料的力学与热扩散性能

采用全长纤维针刺结构预制体,利用反应熔渗法制备了C/C-SiC复合材料,系统研究了复合材料的微观结构、弯曲性能和热扩散性能。结果表明,熔渗温度1 650～1 850 ℃条件下均可得到致密的C/C-SiC复合材料,提高熔渗温度可促进Si-C反应,降低残余Si含量。C/C-SiC复合材料的弯曲强度随熔渗温度升高而增大,且断裂模式表现出明显的假塑性,1 750 ℃制备的复合材料弯曲强度可达229±17 MPa。C/C-SiC复合材料面内方向热扩散系数明显高于层间方向,SiC含量的增加及非均质孔隙的存在均可促进复合材料的热扩散能力。     

搅拌磨在超细粉制备中的应用

本文阐述了搅拌磨的结构，搅拌磨制备超细粉的原理和工艺特点、以及搅拌磨的制粉效果，介绍了搅拌磨制粉的发展动向。