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。     

用有机硅聚合物制备高温结构陶瓷材料研究进展

回顾了用有机硅聚合物制备陶瓷历史,综述了工艺及材料性能,其中碳化硅、氮化硅等纤维,碳化硅、二氧化硅等薄膜已进入实用阶段;重点介绍了在高温1400－2000℃下长期稳定存在的块体材料研究进展和趋势。     

碳化硅泡沫陶瓷的制备

碳化硅泡沫陶瓷具有气孔率高、热稳定性好等优良性能,被广泛用作金属溶液过滤器、高温气体和离子交换过滤器、催化剂载体等.重点介绍了碳化硅泡沫陶瓷的种类,阐述了碳化硅泡沫陶瓷的制备方法和影响碳化硅泡沫陶瓷产品性能的因素,展望了碳化硅泡沫陶瓷的发展前景.     

泡沫碳化硅

1.前言碳化硅作为非氧化物陶瓷的代表,具有很高的耐热性和热导率、优良的耐药品性等特长。泡沫碳化硅,就是将碳化硅成型为泡沫的一种陶瓷类多孔体。它在碳化硅原有特性的基础上又新增加了好几种特长。下面仅就日本东海炭素公司制造并销售的泡沫碳化硅的特性及应用实例加以介绍。该公司的泡沫碳化硅具有三维网状骨架结构,气孔率非常高,通气性良好,具有能够通电发热的性能。只要把它的三维网状结构和陶瓷物质、通电发热等特点结合起来,就有希望在各种领域开发用途。     

碳化硅复合陶瓷耐磨性能研究

研究了常压烧结碳化硅复合陶瓷的耐磨性能及碳化硅复合陶瓷减摩性能、摩擦副优化配对等。研究结果表明,高速高压摩擦磨损试验中,碳化硅复合陶瓷与不同摩擦副材料配对,摩擦系数均小于0.2。     

碳化硅陶瓷的活化烧结与烧结助剂

综述了作为碳化硅陶瓷烧结助剂的热力学条件及液相烧结的有效条件,介绍了碳化硅陶瓷烧结助剂的研究进展.     

连续纤维增韧陶瓷基复合材料可持续发展战略探讨

连续纤维增韧陶瓷基复合材料(CMC)是航空航天等高科技领域发展不可缺少的材料。其中, 连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)是研究最多、 应用最成功的一种。本文作者以CMC-SiC为例, 介绍了该材料的战略需求与应用领域, 详细分析了国内外的应用研究现状及发展趋势, 并对我国陶瓷基复合材料面临的机遇与挑战, 以及发展战略进行了探讨。      

立体微型器件的微制造技术及其在微机电系统(MEMS)的应用

综述了近年来与微型机电系统（MEMS）相关的材料微制造和微加工技术的最新研究进展.重点介绍了如何利用硅晶片作为微型模具来制备压电陶瓷和热电材料的微型柱状阵列结构和反应烧结碳化硅微型转子等微制造技术,并展望了材料微制造技术在研制微型医疗器件和微型移动能源方面的应用前景.     

3D-C_f/SiC陶瓷基复合材料研究进展

三维碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(3D-Cf/SiC)因其各种优异性能已在各领域广泛应用。针对国内外研究现状,总结了三维编织复合材料特性、3D-Cf/SiC的最新制备工艺与界面问题以及Cf/SiC作为高温热结构材料和支撑结构材料的应用现状。最后展望了3D-Cf/SiC的发展趋势并指出对3D-Cf/SiC的研究将一直是碳化硅陶瓷基复合材料界研究的重点和难点。     

多孔碳化硅材料的制备及其催化性能

以糊精作为造孔剂及粘结剂,制备出了多孔碳化硅陶瓷。通过调节添加剂的含量,得到空隙率27％～70％的多孔陶瓷体,孔径呈现出明显的双峰分布。应用XRD和SEM手段对多孔陶瓷的形貌以及结构的分析表明,不同的烧结气氛对材料有着很大的影响。比较了有氧气气氛和在真空条件下烧结的多孔碳化硅材料性能,气孔率从60％明显下降到28％,材料强度从24MPa上升到90MPa。对材料的催化性能表征显示,用多孔碳化硅作为碳改性的氧碳化钼(MoC₃-C)催化剂载体,具有较高的选择性,达到70％,但活性仅20％,其原因尚需进一步研究。     

热管理用高导热碳化硅陶瓷基复合材料研究进展

碳化硅陶瓷基复合材料以其高比强度、高比模量、高导热、良好的耐烧蚀性能、高温抗氧化性、抗热震性能等特性,广泛应用于航空航天、摩擦制动、核聚变等领域,成为先进的高温结构及功能材料。本文综述了高导热碳化硅陶瓷基复合材料制备及性能等方面的最新研究进展。引入高导热相,如金刚石粉、中间相沥青基碳纤维等用以增强热输运能力;优化热解炭炭与碳化硅基体界面用以降低界面热阻;热处理用以获得结晶度更高、导热性能更好的碳化硅基体;设计预制体结构用以建立连续导热通路等方法,提高碳化硅陶瓷基复合材料的热导率。此外,本文展望了高导热碳化硅陶瓷基复合材料后续研究方向,即综合考虑影响碳化硅陶瓷基复合材料性能要素,优化探索高效、低成本的制备工艺;深入分析高导热碳化硅陶瓷基复合材料导热机理,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、具有优异热物理性能的各向同性高导热碳化硅陶瓷基复合材料。     

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.     

高温结构吸波材料综述

比较了高温背景下各类吸渡材料的特点,确定连续纤维增强陶瓷基复合材料是较理想的高温吸波材料体系.分析了常用陶瓷基复合材料中连续纤维以及陶瓷基体的介电性能,确定连续碳化硅纤维增强碳化硅基(SiG/SiC)复合材料是目前较有前途的高温结构吸波材料.综述了高温结构吸波材料的国内外研究现状,重点介绍了国防科技大学的最新研究进展,最后讨论了高温结构吸渡材料存在的问题.     

碳化硅多孔陶瓷的制备及研究进展

碳化硅多孔陶瓷具有抗腐蚀、抗热震性及低的热膨胀系数等特点,在冶金、化工、环保、航空、微电子等技术领域具有广泛的应用.综合阐述了制备碳化硅多孔陶瓷的主要工艺与制备过程,并对相关工艺的特点进行了分析,最后展望了碳化硅多孔陶瓷的发展趋势.     

Cf/SiC陶瓷基复合材料在航天领域的研究与应用

碳纤维增强碳化硅(Cf/SiC)陶瓷基复合材料是近年来发展起来的新型高温结构材料.综述了Cf/SiC陶瓷复合材料的主要制备工艺和氧化防护方面的研究进展,概括介绍了Cf/SiC陶瓷复合材料在航天领域的应用与研究,最后指出了有待解决的问题和研究方向.     

新型功能材料

世界特种陶瓷快速扩军 目前,国外特种陶瓷按原料组成可分为:氧化铁陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化钛陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金属陶瓷等。特种陶瓷应用范围正从电容器、滤波器、点火器、磁头、高级烹调餐具、保温器材、医疗器械和通讯元件等方面,迅速向航天、航空、卫星以及半导体芯片等高新技术领域进军。据国外技术权威部门预测,2000年后,世界特种陶瓷平均每年以15％至20％的速度增长;到2010年,世界特种陶瓷市场的销售额可望达到1500亿美元左右。 我国已成功地采用多种方法制成陶瓷颗粒材料,其中有氧化锆、氧化铝、氧化钛、氧化硅、碳化硅、氮化硅等。科学工作者为了扩大纳米颗粒材料在陶瓷改性中的应用,提出运用纳米添加技术,促使常规陶瓷的综合性能大     

优质陶瓷刀具材料

陶瓷是未来的最新一类刀具材料,其潜力在于高速精加工操作范围宽以及对于难加工材料亦具有切削加工速率。陶瓷刀具材料的发展部分地归于70年代汽车、燃气透平和其他高温结构材料应用所新开发的高温结构陶瓷技术。优质陶瓷即氧化铝、部分稳定氧化锆(PSZ)、碳化硅及氮化硅,但是块状PSZ因硬度有限(努氏硬度～1500Kg/mm~2),不能用作机加工的切割刀具。此外,碳化硅也     

泡沫碳化硅陶瓷的导电性能

采用高分子热解和反应烧结方法制备出泡沫碳化硅陶瓷，研究了泡沫碳化硅陶瓷的体积分数变化和钛的掺杂对泡沫碳化硅陶瓷骨架导电性能的影响．结果表明：随着泡沫碳化硅陶瓷的体积分数提高，泡沫碳化硅陶瓷的电阻率降低，这是泡沫碳化硅陶瓷筋中部碳化硅的面积增加所引起的；掺杂的钛转变成TiSi2导电相改善了泡沫碳化硅陶瓷的导电性能．TiSi2呈现离散和团聚两种形态分布，以不规则的形状位于碳化硅晶界之间，在碳化硅中作为施主杂质．泡沫碳化硅陶瓷表现出的正或负温度系数取决与掺杂的钛量的多少．     

材料科学的进展

介绍了1990财政年度陶瓷和冶金领域内取得的重大进展。在结构陶瓷方面,制成了能耐受1400℃的高强度氮化硅和强度更高的碳化硅以及高韧性、高强度、抗氧化的纤维增强陶瓷复合材料。报道了新研制成功的几种氧化铝纤维和碳化硅纤维以及高导热率金刚石。在冶金方面,介绍了对电塑性作用的研究情况以及对喷气发动机鸟类损害的新的模拟试验。新的试验方法简便易行,便于筛选出廉价的喷气发动机材料。