空气耦合超声检测技术在复合材料检测中的应用

通过采用空气耦合超声检测方法分别对含模拟缺陷的蒙皮泡沫夹芯复合材料、蒙皮蜂窝夹芯复合材料、碳纤维复合材料、环氧树脂层压复合材料及玻璃纤维复合材料进行检测,验证了空气耦合超声检测技术是评价蒙皮泡沫夹芯复合材料、蒙皮蜂窝夹芯复合材料、碳纤维复合材料、环氧树脂层压复合材料及玻璃纤维复合材料的可靠性无损检测手段,且在复合材料的...     

SiCp/Al复合材料导热性能的数值模拟

采用有限元方法对SiCp/Al复合材料的导热性能进行了数值模拟,建立了平面四颗粒和多颗粒随机分布复合材料测试模型,研究了颗粒体积分数、颗粒粒径、颗粒形貌以及基体对复合材料导热性能的影响.结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC颗粒体积分数增加而下降;复合材料热导率随颗粒粒径的增大而稍有变化;球形颗粒复合材料热导率高于方形颗粒复合材料热导率,ZL101基体复合材料热导率高于ZL102基体复合材料热导率.     

复合材料研究新进展(上)

<正>复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各组元材料的优点,克服单一组元的缺陷。复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料,根据基体种类可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料和炭基复合材料等,按增强(韧)相可分为颗粒增强、晶须增强或纤维增强复合材料。复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、体育器材、医疗器械等领域,近几年更是得到了突飞猛进的发展。     

利用束丝复合材料对PIP工艺制备2D-SiCf/SiC复合材料力学性能进行表征

为了找到一种能有效对陶瓷基复合材料先驱体浸渍裂解(PIP)工艺参数进行优化的方法,提出利用束丝复合材料对二维复合材料力学性能进行表征的方案.对5种PIP工艺条件制备的束丝以及二维SiCf/SiC复合材料在不同PIP工艺条件下力学性能变化规律进行了研究,并对采用束丝复合材料对二维复合材料力学性能表征的有效性进行了分析.研究表明,束丝复合材料和二维复合材料力学性能随PIP工艺的变化规律完全相同,这是因为两种复合材料界面、纤维损伤等特性基本相同.采用强度比对两种复合材料力学性能一致程度进行了表征,结果表明两者一致性较好,但随PIP工艺复杂程度的提高,两者一致性降低.利用束丝复合材料可以对二维复合材料力学性能进行较好的表征,可对二维等实体复合材料制备工艺进行初步优化,从而使材料工艺设计效率大为提高.     

基于复合材料的压力容器研究与发展

讨论复合材料压力容器的优越性,系统地论述复合材料压力容器的设计和典型结构,阐述复合材料压力容器的主要应用,指出了复合材料压力容器的发展方向.     

热循环对β-LiAlSiO_4/Cu复合材料热膨胀行为的影响(英文)

采用热压烧结工艺制备β-LiAlSiO4/Cu复合材料。对复合材料进行多次热循环过程中的热膨胀行为测试,对烧结态复合材料进行原位高温XRD分析,对热循环前后复合材料的微观组织进行观察。结果表明:经过2次以上热循环处理后,β-LiAlSiO4/Cu复合材料获得稳定的热膨胀系数。在热循环过程中复合材料残余应力得到松弛和释放,可以显著降低复合材料的热膨胀系数。复合材料中的残余应力引起β-LiAlSiO4颗粒中的Li+从有序到无序的非可逆性的相转变。在热循环过程中复合材料残余应力的释放引起基体孪晶变形。     

热循环对β-LiAlSiO4/Cu复合材料热膨胀行为的影响（英文）

采用热压烧结工艺制备β-LiAlSiO4/Cu复合材料。对复合材料进行多次热循环过程中的热膨胀行为测试,对烧结态复合材料进行原位高温XRD分析,对热循环前后复合材料的微观组织进行观察。结果表明:经过2次以上热循环处理后,β-LiAlSiO4/Cu复合材料获得稳定的热膨胀系数。在热循环过程中复合材料残余应力得到松弛和释放,可以显著降低复合材料的热膨胀系数。复合材料中的残余应力引起β-LiAlSiO4颗粒中的Li+从有序到无序的非可逆性的相转变。在热循环过程中复合材料残余应力的释放引起基体孪晶变形。     

热处理对颗粒增强镁基复合材料组织与性能的影响

通过搅拌铸造工艺制备体积分数为10%的SiC颗粒增强AZ91镁基复合材料。对复合材料依次进行了固溶、热变形和时效处理,研究了热处理对镁基复合材料组织和性能的影响。结果表明,铸态复合材料经固溶处理后,晶界处分布的大块Mg17Al12相消失,复合材料的强度和伸长率得到显著提高。热变形后,复合材料的晶粒细化,颗粒分布更加均匀,提高了复合材料的力学性能。经时效处理后,复合材料中析出弥散细小的Mg17Al12相,使热变形后复合材料的力学性能得到进一步提高。     

梯度复合材料活塞的挤压铸造研究

陶瓷梯度增强铝基复合材料是发动机活塞的理想增强材料。采用挤压铸造法制造出梯度复合材料活塞,对梯度 复合材料的层间结合的显微组织进行了观察,发现复合材料之间、复合材料与基体之间的结合情况非常令人满意。采用 ANSYS有限元分析软件,对梯度复合材料活塞的隔热效果进行了分析,分析结果显示隔热度提高了8.7％。     

挤压态SiCw/1050A复合材料的强度预测

为了考察挤压态复合材料的性能,挤压铸造SiCw/1050A复合材料被热挤压。对复合材料中的组织结构参数进行了测定和分析,并采用混合法则对挤压态SiCw/1050A复合材料的强度进行了预测。结果表明,挤压导致复合材料中组织参数发生变化(包括晶须和基体),进而影响复合材料的性能。用修正的混合定律预测挤压态SiCw/1050A复合材料纵向强度时必须增大表征基体贡献的系数c到6左右才能得到满意的结果,表明基体强度是影响SiCw/1050A复合材料强度的一个重要因素。     

复合材料齿轮弯曲强度仿真与试验研究

三维编织复合材料的性能与编织参数密切相关,为了研究碳纤维编织复合材料齿轮的弯曲性能及其与编织参数的关系,提出复合材料及齿轮弯曲性能预测模型。基于代表性体积单胞法和均质化思想建立复合材料的细观、宏观双尺度模型,采用体积平均法、借助有限元手段预测复合材料及齿轮的弯曲性能。并且,采用四步法编织及模压成型方法制备两对碳纤维编织复合材料齿轮,通过试验获得特定编织参数下复合材料及齿轮的弯曲性能。预测结果与试验结果吻合良好,验证了预测模型的准确性。最后,进行了多组编织参数下复合材料及齿轮弯曲性能的预测,得到了编织角和纤维体积分数对复合材料及齿轮弯曲性能的影响规律,并给出了使复合材料齿轮弯曲性能最佳的编织参数。     

搅拌铸造法制备SiC_p/Al复合材料中气孔形成研究

采用金相显微镜和扫描电镜对机械搅拌法制备的SiCp/Al复合材料中的微孔进行了观察分析,并通过对复合材料孔隙率的测定,研究了SiCp/Al复合材料孔隙率的影响因素。结果表明,SiCp/Al复合材料中存在有颗粒与气孔相互作用形成的颗粒团聚型气孔,复合材料中局部存在有大气孔和均匀分散在颗粒周围的细小氢气孔。此外,预热模具可降低复合材料的气孔率;复合材料的颗粒含量增加,气孔率升高。     

原位反应TiC_p／Fe、VC_p／Fe复合材料的油润滑摩擦及干摩擦磨损性能研究

对复合材料TiCp／Fe、VCp／Fe的油润滑摩擦磨损性能及干摩擦磨损性能进行了研究,对比在不同条件下复合材料的耐磨性,以及在工况相同的条件下,对比原位反应铁基复合材料与正火45钢的耐磨性。实验结果表明,在有润滑的条件下,由于VC陶瓷颗粒、TiC陶瓷颗粒对复合材料基体的增强作用,复合材料的耐磨性远大于正火45钢的耐磨性,而VCp／Fe复合材料的耐磨性比TiCp／Fe复合材料的耐磨性更好。在无润滑条件下,铁基复合材料的耐磨性也比正火45钢的耐磨性大得多。在载荷较大的条件下,TiCp／Fe复合材料的耐磨性比VCp／Fe复合材料的耐磨性更好。     

激光超声技术在先进复合材料无损检测中的应用研究

为实现航空航天先进复合材料的非接触、高精度检测,研究激光超声技术在复合材料无损检测中的应用。制备预埋人工缺陷的碳纤维树脂基复合材料和陶瓷基复合材料试样,利用自主研制的激光激励、激光探测的全光学激光超声无损检测系统进行试验研究,实现碳纤维复合材料层压结构模拟分层缺陷检测,层压复合材料紧固孔边沿分层检测,以及陶瓷基复合材料分层检测。研究结果表明:激光超声检测技术可以有效检出碳纤维树脂基复合材料内部直径2 mm以上分层型缺陷,可检出碳纤维复合材料紧固孔边沿的小尺寸分层,可表征C/SiC复合材料内部直径5 mm以上分层,在航空航天工程领域应用前景广阔。     

原位反应TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的油润滑摩擦及干摩擦磨损性能研究

对复合材料TiCp/Fe、VCp/Fe的油润滑摩擦磨损性能及干摩擦磨损性能进行了研究，对比在不同条件下复合材料的耐磨性，以及在工况相同的条件下，对比原位反应铁基复合材料与正火45钢的耐磨性。实验结果表明，在有润滑的条件下，由于VC陶瓷颗粒、TiC陶瓷颗粒对复合材料基体的增强作用，复合材料的耐磨性远大于正火45钢的耐磨性，而VCp／Fe复合材料的耐磨性比TiCp／Fe复合材料的耐磨性更好。在无润滑条件下，铁基复合材料的耐磨性也比正火45钢的耐磨性大得多。在载荷较大的条件下，TiCp／Fe复合材料的耐磨性比VCp／Fe复合材料的耐磨性更好。     

不同磨料粒度下WC体积分数对铁基表面复合材料磨损性能的影响

用负压铸渗工艺制备了WC/HT300基表面复合材料,研究了WC体积分数和冲蚀磨损浆料中的颗粒粒度对复合材料的抗冲蚀磨损性能的影响。对于同一种WC颗粒体积分数的复合材料,当浆料中的石英砂粒度大时,复合材料的体积磨损率较大,抗冲蚀磨损性能降低。WC体积分数为27%和36%的表面复合材料具有比其他WC体积分数复合材料优越的耐磨损性能;在磨料粒度为40~70目的工况下,WC体积分数为36%的复合材料,具有比体积分数为27%的复合材料优越的耐磨性能;但在磨料粒度增大到20~40目时,WC体积分数为27%的复合材料,具有比WC体积分数为36%的复合材料优越的耐磨损性能。     

工艺对C/SiC复合材料结构与性能的影响

介绍一种化学气相渗透与先驱体浸渍裂解联用(CVI-PIP)的工艺制备碳毡增强SiC复合材料,采用SEM分析复合材料的显微结构,采用三点弯曲法测试复合材料的力学性能,结果显示在复合材料致密化过程早期,CVI工艺致密化效率明显高于PIP工艺;与完全采用PIP工艺制备C/SiC复合材料相比,采用CVI-PIP工艺可提高复合材料的致密化效率和致密化程度,复合材料残留孔隙率从18.86%下降到5.45%;相应的,C/SiC复合材料的抗弯强度与弹性模量分别从66.43 MPa和38.43 GPa增加到112.16 MPa和68.49 GPa;采用CVI-PIP联用工艺同时能够增加复合材料与其表面CVD涂层的结合性能.     

热挤压和时效处理对SiC_w/LD2复合材料拉伸性能的影响

对SiCw/LD2复合材料进行了热挤压 ,并对铸态和挤压态复合材料进行了时效处理。比较铸态、挤压态、时效态复合材料间的拉伸性能的结果表明 ,挤压变形可提高复合材料的强度和塑性 ;时效处理能够提高复合材料的强度 ,但却降低塑性。挤压变形后再时效处理可使复合材料达到最大的强度和模量。     

HA(β-TCP)/Mg-Zn-Ca复合材料的腐蚀特性研究

本实验主要研究HA及β-TCP添加对Mg-Zn-Ca合金组织及模拟体液环境下的腐蚀特性影响。采用剪切搅拌铸造方式制备了2HA(2β-TCP)/Mg-3Zn-0.5Ca复合材料,并对两种复合材料的显微组织及腐蚀特性进行了测试与对比分析。研究结果表明:添加β-TCP的复合材料相对于添加HA的复合材料晶粒细化程度高,原因为β-TCP与镁的错配度小于HA与镁的错配度,使β-TCP成为更有效的形核基底;添加β-TCP复合材料的腐蚀电位稍高于添加HA复合材料的腐蚀电位;在模拟体液的浸泡实验中,添加β-TCP的镁基复合材料在前期的腐蚀速率低于同含量HA的镁基复合材料,但随浸泡时间的延长,添加HA复合材料形成的保护层比添加β-TCP复合材料的更均匀致密,复合材料的失重更低。     

玻璃纤维复合材料的应用

玻璃纤维及其复合材料是一种新型绿色环保汽车内饰装饰材料,应用前景十分广阔而受到普遍的关注.针对玻璃纤维及其复合材料应用前景,分析了复合材料的性能特点及其与其它材料主要技术经济性能比较,阐述了玻璃纤维及其复合材料的主要品种及其应用,介绍了玻璃纤维及其复合材料的主要成分和材料分类,同时例举了玻璃纤维及其复合材料在汽车上的应用实例.