连续纤维增强SiCf/SiC陶瓷复合材料的发展

连续纤维增强SiCf／SiC陶瓷基复合材料具有良好的高温力学性能、抗氧化性和化学稳定性，是航空航天和核能等领域新的高温结构材料研究的热点之一。回顾了增强体连续SiC纤维的发展，综述了SiCf／SiC材料的成型制备工艺、界面相对力学性能的影响和目前的应用研究，展望了连续纤维增强SiCf／SiC陶瓷基复合材料以后的研究重点及发展前景。     

碳化硅轻型反射镜的研究进展

反射镜材料需具有低密度、高弹性模量、高热导率和低热膨胀系数.比较了不同反射镜材料的物理性能和机械性能,与传统光学材料对比,碳化硅具有优越的物理性能和热性能,被认为是轻型反射镜材料的首选.综述了碳化硅反射镜材料常用制备方法的特点.认为反应烧结法和热等静压法适用于制备SiC反射镜基体材料,化学气相沉积法适合用于基体材料增密和制备反射层,反应烧结法结合化学气相沉积工艺是制备SiC反射镜的高效低成本工艺.     

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料高导热性能研究进展

作为一种先进的高温结构及功能材料,高效传热和高温耐热相结合对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(silicon carbide matrix composites, SiC CMC)在热管理领域(thermal management, TM)中的应用至关重要。常见的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,如碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_f/SiC或C_f/C-SiC)、碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC)等,增强纤维的石墨化程度较低,难以形成有效的热输运网络。本文综述了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料制备及高导热性能等方面的最新研究进展。可通过引入高导热相、优化界面结构、粗粒化碳化硅晶体、设计预制体结构等方式提高纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的热输运能力。此外,展望了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料发展趋势,即综合考虑影响高导热碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,灵活运用复合材料结构与性能的构效关系,以期制备尺寸稳定、性能优异的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。     

纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料高导热性能研究进展EI北大核心

作为一种先进的高温结构及功能材料,高效传热和高温耐热相结合对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(silicon carbide matrix composites,SiC CMC)在热管理领域(thermal management,TM)中的应用至关重要。常见的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,如碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC或C_(f)/C-SiC)、碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)等,增强纤维的石墨化程度较低,难以形成有效的热输运网络。本文综述了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料制备及高导热性能等方面的最新研究进展。可通过引入高导热相、优化界面结构、粗粒化碳化硅晶体、设计预制体结构等方式提高纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的热输运能力。此外,展望了纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料发展趋势,即综合考虑影响高导热碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,灵活运用复合材料结构与性能的构效关系,以期制备尺寸稳定、性能优异的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。     

C/SiC陶瓷基复合材料研究与应用现状

碳纤维增强碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温、耐磨等综合性能，已成为重要的热结构材料体系之一，目前已成功应用于航空发动机热结构部件、飞行器热防护系统、制动系统以及核结构部件等。本文主要综述了C/SiC陶瓷基复合材料在制备方法和应用领域的研究进展，介绍了一系列具有代表性的C/SiC复合材料的制备方法，重点关注多种制备方法相结合的混合工艺，概述了C/SiC复合材料在航空航天热结构和热防护、刹车材料、空间相机结构等领域的应用，展望了更优异的混合制备工艺以及针对不同应用要求的复合材料新体系，以便为今后C/SiC陶瓷基复合材料的进一步研究提供参考。     

碳/碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展

碳/碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料是重要的热结构材料体系之一.综述了近年来发展的有关制备C/SiC陶瓷基复合材料的各种技术及其在航空航天、光学系统、空间技术、交通工具(刹车片、阀)、能源技术等领域的应用,展望了可应用于玻璃工业中的纳米碳颗粒与亚微米碳化硅复合的陶瓷基复合材料制备工艺,可拓宽该陶瓷基复合材料的应用领域.     

SiC纤维成键陶瓷材料研究进展

SiC纤维成键陶瓷(SiC fiber-bonded ceramics, FBCs)作为一种由SiC纤维热压烧结而得到的新型高温结构材料，具有低气孔率、高纤维体积分数的结构特点，以及耐高温、抗氧化、高强度等性能优势，是航空发动机涡轮叶片、转子等高温部件的极佳候选材料。本文系统论述了SiC纤维成键陶瓷的研究进展情况，介绍了两类成键陶瓷(Tyrannohex与SA-Tyrannohex)的结构特点与制备方法，讨论了成键陶瓷组成、结构与性能之间的相互关系，指出界面碳层对于成键陶瓷性能的发挥具有关键作用，着重介绍了SA-Tyrannohex型成键陶瓷的室温与高温力学性能，分析其具有优异高温性能的原因，总结SA-Tyrannohex考核验证与应用发展情况，指出目前成键陶瓷还存在复杂构件成型困难等问题，并展望了成键陶瓷未来需要进一步强韧化、加强动态服役考核等发展趋势与研究方向，最后提出开展SiC纤维成键陶瓷的研究对于我国耐高温部件新材料的研制具有重要意义。     

空间反射镜新材料研究进展

传统的反射镜材料已满足不了反射镜大口径超轻量化的发展要求。碳纤维复合材料因其出众的性能优势,必将成为未来反射镜材料领域中的重要一员。综述了碳纤维增强SiC复合材料(C/SiC)、碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)、碳纤维增强碳基体复合材料(C/C)这3种具有巨大潜力的反射镜材料,并重点论述了这3种材料的性能特点、应用现状、制备方法及技术瓶颈等问题。最后展望了碳纤维复合材料在反射镜领域的发展前景。     

CVD法制备SiC先进陶瓷材料研究进展

SiC陶瓷材料具有许多优异的性能如高比强度、高比模量、低密度、高导热系数，低的热膨胀系数、耐腐蚀、抗氧化等，从而被广泛用作高温结构部件，CVD工艺灵活，制备的SiC陶瓷具有很高纯度和致密度，因而是制备先进SiC陶瓷的最有希望的工艺之一。对CVD法制备SiC涂层和SiC基复合材料的研究及应用进行了综述。     

新型基片材料——C/SiC复合材料

阐述了目前常用的3大类基片材料,即塑料基、金属基和陶瓷基材料,比较了3类材料的性能,得出了陶瓷基材料是综合性能较好的基片材料的结论,并比较了目前陶瓷基片材料中的Al2O3、AlN、BeO、SiC的性能,认为SiC作为基片材料具有良好的发展前景;针对单相SiC陶瓷固有脆性导致难以大尺寸成型的问题,提出了使用C/SiC复合材料制备基片材料的可能性,并综述了C/SiC复合材料的制备工艺,比较了3种工艺(PIP、CVI、LSI)所制备的材料的性能,认为液相渗硅(LSI)C/SiC复合材料制备大尺寸封装基片材料是未来最具前景的发展方向。     

国内外碳化硅反射镜及系统研究进展

对几种常用反射镜材料的物理性能进行了比较,对最有发展前途的反射镜材料--碳化硅的诸多特点进行了归纳,详细介绍了国内外碳化硅反射镜制备、加工方面的研究进展以及碳化硅系统的研究现状,并对今后碳化硅反射镜及系统的发展做了简要评述.     

碳化硅反射镜技术的研究现状

介绍了碳化硅作为最有发展前途的新型反射镜材料的特点,阐述了碳化硅反射镜的轻量化设计、坯体制备、涂层、镜面光学加工和光学检测技术的特点和国内外研究现状,以及世界各国SiC反射镜的应用.     

Cryogenic optical testing of sandwich-type silicon carbide mirrors

The experimental cryogenic performance of 160-mm-diameter silicon carbide (SiC) mirrors, one of which, a 700-mm-diameter mirror, is to be used as a primary mirror of the Japanese Infrared Astronomical Satellite ASTRO-F, is described. The mirrors are made from a sandwich-type SiC material that comprises a light porous core and a dense chemical-vapor-deposited coat of SiC. Three mirrors were manufactured consecutively, and changes in their surface contours related to temperature were measured with an interferometer when the mirrors were placed in a liquid-helium cryostat. Owing to significant improvements in manufacturing, the third SiC mirror showed only slight deformation as the temperature decreased from 300 to 6 K, which indicates high thermal strain homogeneity for a well-controlled sandwich-type SiC mirror.     

Cryogenic optical measurements of 12-segment-bonded carbon-fiber-reinforced silicon carbide composite mirror with support mechanism

A 720 mm diameter 12-segment-bonded carbon-fiber-reinforced silicon carbide (C/SiC) composite mirror has been fabricated and tested at cryogenic temperatures. Interferometric measurements show significant cryogenic deformation of the C/SiC composite mirror, which is well reproduced by a model analysis with measured properties of the bonded segments. It is concluded that the deformation is due mostly to variation in coefficients of thermal expansion among segments. In parallel, a 4-degree-of-freedom ball-bearing support mechanism has been developed for cryogenic applications. The C/SiC composite mirror was mounted on an aluminum base plate with the support mechanism and tested again. Cryogenic deformation of the mirror attributed to thermal contraction of the aluminum base plate via the support mechanism is highly reduced by the support, confirming that the newly developed support mechanism is promising for its future application to large-aperture cooled space telescopes.     

乙烯对CVD法制备硅薄膜性能的影响

以硅烷和乙烯的混合气体的原料气,通过常压化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长出了硅薄膜。结合光电子能谱、高分辨电镜以及薄膜抗腐蚀性研究,证实乙烯的引入使硅薄膜中形成一定数量的ＳｉＣ微晶粒。ＳｉＣ较高的化学稳定性使薄膜具有较强的耐碱性,而其较小的折射率使薄膜的镜面反射率较高低。含有ＳｉＣ的硅薄膜经碱液适当腐蚀后能降低镜面反射,进而有可能减少光污染现象。     

Performance of high-density cast silicon carbide in the extreme ultraviolet

The normal-incidence reflectance of high-density cast silicon carbide (SiC) is evaluated in the extreme ultraviolet (EUV) spectral region. High reflectivity in the EUV is achieved. High reflectivity and the relatively low-cost manufacturing process make high-density cast SiC a promising mirror material for EUV applications.     

Cf/SiC陶瓷基复合材料的发展与应用现状

介绍了Cf/SiC复合材料的制备工艺,分析了各种制备工艺的优、缺点.描述了Cf/SiC复合材料近年来在航空涡轮发动机、热保护系统、光学结构及光学反射镜以及刹车片系统等领域的应用发展状况.对当前Cf/SiC复合材料研究存在的问题进行了分析,指出提高Cf/SiC陶瓷基复合材料抗氧化性仍是未来发展的一个重要研究方向.     

The effect on the tensile properties of PIP-processed SiC/SiC composite of a chemical vapor-infiltrated SiC layer overlaid on the pyrocarbon interface layer

A chemical vapor-infiltrated (CVI) SiC layer is often deposited on the pyrocarbon (PyC) fiber–matrix interface layer in SiC fiber-reinforced SiC matrix (SiC/SiC) composites. It is normally applied to protect the PyC layer from reacting with molten Si or sintering aids during manufacturing, and to guard against the effects of high temperature, oxidation and moisture during use. In this study, we investigated the effect of this SiC layer on the tensile properties of a composite. Tensile tests of our composite samples showed the SiC layer to have no noticeable effects on its ultimate load or fracture strain, whereas it decreased the load-to-strain ratio and proportional limit. The test results were analyzed by carrying out element tests on filaments and fiber bundle samples, fracture mirror analysis of pullout fibers, and finite element analysis (FEA) of residual thermal stress around the interface.     

碳化硅反射镜轻量化结构优化设计

本文根据某型号碳化硅主反射镜的设计要求，对比了扇形、三角形、六边形轻量化孔对镜体静态、动态性能的影响，选择了综合性能较好的三角形轻量化结构方案，利用有限元方法进行参数建模，将对镜体力学性能和质量影响较大的镜体厚度、面板厚度、筋厚度等结构参数作为设计变量，运用零阶优化方法对镜体结构进行优化设计，得到了轻量化程度高、镜面变形误差完全满足设计要求的碳化硅反射镜体。