短切石英纤维增强氮化物基复合材料的微观结构及强韧化机理

采用先驱体聚合物浸渍裂解法(Preceramic polymer impregnation pyrolysis,PIP)制备了短切石英纤维增强氮化物基透波复合材料(SiO2f/Si3N4-BN),对复合材料的显微结构和界面特性进行了研究,探讨了短纤维增强氮化物基复合材料的强韧化机理.力学性能测试表明复合材料弯曲强度、断裂韧性和断裂应变分别达到56.6 MPa,2.3 MPa·m1/2和0.462%,介电性能优良.扫描电镜(SEM)及选区能谱(EDS)分析结果表明,氮化物基体与短切石英纤维没有发生界面反应,界面结合适中,短纤维以纤维拔出及裂纹偏转的形式使基体增强和增韧.     

增强纤维对连续纤维增强铝基复合材料界面和力学性能的影响

选用M40J碳纤维、KD-Ⅱ型碳化硅纤维和Nextel610型氧化铝纤维为增强体材料,采用真空压力浸渗法制备纤维单向排布,基体合金为ZL301的连续纤维增强铝基复合材料,研究增强纤维对复合材料致密度、界面及力学性能的影响。结果表明:增强纤维对复合材料的致密度有着明显影响,C_f/Al复合材料的致密度最大,达到99.9%,密度最小,仅为2.248g/cm~3,且其纤维排布均匀,组织缺陷最少;不同增强纤维与基体会发生不同程度的界面反应,最后表现为不同的纤维损伤程度,界面层厚度和界面相的大小,Al_2O_3f/Al复合材料未发现明显界面层,SiC_f/Al复合材料和C_f/Al复合材料的界面层厚度分别为275.3 nm和327.4 nm,界面上都发现有短棒状的Al_4C_3相;SiC_f/Al,C_f/Al和Al_2O_3f/Al复合材料的拉伸强度分别为780.3 MPa,670.2 MPa和587 MPa,组织缺陷、纤维损伤和界面结合强度是影响复合材料强度的主要因素。     

先驱体浸渍裂解法制备三维编织石英纤维／氮化物复合材料

以裂解产物为Si3N4和BN混合物的聚硅硼氮烷（polyborosilazane，PSBZ）为先驱体，通过先驱体浸渍裂解（precursor infiltration and pyrolysis，PIP）工艺，制备了三维编织石英纤维增强Si3N4和BN混合物（3D SiO2f氮化物）复合材料。对材料的致密化、力学性能、热物理性能、微观形貌进行了分析和研究。因为先驱体与石英纤维浸润性好，陶瓷产率高，所以先驱体浸渍裂解法制备3D SiO2f/氮化物复合材料致密化较快。当浸渍一裂解4次后，材料的密度增加到1．71g／cm^3，其室温-200℃的热导率小于1．2W/m．K，而其弯曲强度、弹性模量分别为130．2MPa，22．6GPa，此时断口有明显的纤维拔出现象，呈非脆性断裂。     

热压对短碳纤维增强2024复合材料组织和性能影响

采用真空热压烧结工艺制备了纤维长度为3mm、质量分数为3%的短碳纤维增强2024铝基复合材料。研究了热压工艺对复合材料密度、晶粒尺寸、界面结构和硬度的影响。结果表明,在450℃、50MPa下保温50min时,复合材料致密程度较高,纤维与α(Al)基体的界面结合良好,硬度达到最高。由于镀铜层提高了纤维与α(Al)基体的润湿性,镀铜短碳纤维比没有镀铜的短碳纤维对复合材料的性能提高更显著。     

短纤维增强复合材料的仿生模型──Ⅰ 哑铃状短纤维增强复合材料的应力分析

受生物体构件的启发，提出了哑铃状短纤维增强复合材料的模型．分析了带球短纤维和基体中的应力分布，发现端头半径粗化将改善纤维中轴向应力分布，使之趋于均匀化，同时可减少纤维端部界面的剪应力．研究表明纤维长径比对纤维端头应力影响较小．讨论了纤维－基体模量比对纤维轴向最大拉伸应力和界面最大剪应力的影响．     

挤压铸造Mullitef/M124F复合材料性能分析

用挤压铸造工艺制备了莫来石短纤维(Mullitef)增强马勒124合金(M124F)铝基复合材料,研究了该复合材料从室温到400 ℃高温的拉伸性能及热膨胀性能.试验结果表明,体积分数为17%的Mullitef增强复合材料的300 ℃高温极限抗拉强度为228 MPa,比其他短纤维或晶须增强相铝基复合材料提高15%以上;热膨胀系数(CTF)为16.5×10-6 K.通过对3种试样的拉伸行为及SEM断口观察,分析了复合材料的静载破断机制,表明裂纹源主要生成于增强纤维与基体的复合界面上.     

Ni-Co-P中间层优化玄武岩纤维增强铝基复合材料的界面结构和力学性能

界面优化是提高铝基复合材料最为有效的手段。通过化学镀工艺成功制备0.2 μm厚Ni-Co-P合金镀层修饰的玄武岩纤维，并通过真空热压烧结工艺合成Ni-Co-P镀层修饰玄武岩纤维增强2024Al复合材料（BF(Ni-Co-P)/Al）。探究了Ni-Co-P镀层对BF(Ni-Co-P)/Al复合材料界面结构及拉伸性能的影响机制。结果表明：复合材料中Ni-Co-P镀层形成稳定的Ni-Co-P中间层，不仅抑制了玄武岩纤维与铝合金基体间的有害界面反应，且优化了二者间的结合强度。BF(Ni-Co-P)/Al复合材料密度及硬度明显优于BF/Al复合材料，且当玄武岩纤维体积分数为30vol%时，BF(Ni-Co-P)/Al复合材料屈服强度和抗拉伸强度分别为252和360 MPa，大幅高于未修饰纤维增强铝基复合材料和铝合金基体，并表现出渐进累积失效的断裂模式。     

A BIOMIMETIC MODEL OF SHORT FIBRE REINFORCED COMPOSITE MATERIALS── I Stress Distribution of Composite Reinforced by Dumbbell Fibres

受生物体构件的启发，提出了哑铃状短纤维增强复合材料的模型．分析了带球短纤维和基体中的应力分布，发现端头半径粗化将改善纤维中轴向应力分布，使之趋于均匀化，同时可减少纤维端部界面的剪应力．研究表明纤维长径比对纤维端头应力影响较小．讨论了纤维－基体模量比对纤维轴向最大拉伸应力和界面最大剪应力的影响．     

硅酸铝短纤维铝基复合材料耐磨性研究

本文研究了以硅酸铝短纤维作增强体，工业纯铝L00，铸造铝合金ZL101为基体的复合材料耐磨性。并与以颗粒状Al_2O_3为增强体进行对比。结果表明：硅酸铝纤维／ZL101复合材料的耐磨性为ZL101的321倍。在相同摩擦条件下，基体相同的铝基复合材料，以硅酸铝短纤维作增强体较以颗粒Al_2O_3为增强体有着更高的耐磨性。应用摩擦理论推导了磨损方程■与实测吻合。     

Mullite/Al-Cu-Si复合材料界面微结构研究

用挤压铸造方法制备Mullite/Al-Cu-Si复合材料。用分析透射电镜（ATEM）观察了复合材料的微结构及微成分。结果表明：莫来石（Mullite）纤维由大小不、位相不同、分布不均的细小晶粒组成：在淬火态“纤维／基体”界面和“Si晶体／基体”界面附近基件一侧中．都可发现高密度位错的存在；在Si含量较高的情况下，Mullite／Al-Cu-Si复合材料界面处没有发现界面产物的存在，而在纤维／基体界面处析出非平衡共晶θ（Al，Cu）相。     

芳纶纤维增强连续PE管简介

介绍了芳纶纤维增强连续PE管的制造技术、应用特点及市场前景。     

纳米氧化锆增强铜基复合材料

采用粉末冶金法制备了纳米氧化锆增强铜基复合材料,分析研究了压制压力、ZrO2含量对Cu-ZrO2复合材料性能的影响.结果表明,当ZrO2含量为7%、压制压力为600MPa时,Cu-ZrO2铜基复合材料具有最佳的综合物理力学性能,强化相ZrO2粒子以纳米级弥散分布于铜基体内,可有效地阻碍位错运动和晶界滑移,提高铜基复合材料的强度和耐热性,并在高电导率的条件下,使铜基复合材料的强度和硬度明显提高.     

钢筋混凝土腐蚀修复技术研究

由于腐蚀而破损的钢筋混凝土结构进行康复性修理在技术上有一定的难度,尤其是基面终年潮湿的海港工程设施,如：海运码头和钻井平台等,进行康复性修理是世界公认的难题。本文重点研究海运码头的钢筋混凝土康复性修理技术,试验的结果已移栽在海港码头应用实践,成效还有待经时考核。     

纳米SiCp增强镁基复合材料的高温磨损性能

采用机械搅拌与高能超声处理相结合的分散方法制备了纳米SiCp增强的镁基复合材料,研究了基体及其复合材料从常温到300 ℃温度范围内的磨损性能.结果表明,基体和复合材料在试验温度范围内的磨损量都经历了从轻微磨损到严重磨损的转折点,复合材料的转折温度要比基体材料的高.轻微磨损阶段主要发生磨粒磨损和粘着磨损,当温度超过临界转变温度后,磨损机制转变成严重的粘着磨损和大片的剥层磨损,并伴随着严重的氧化磨损.     

碳纳米管增强的陶瓷基复合材料

利用聚合物前驱体热裂解工艺制备了碳纳米管增强的陶瓷基复合材料.制备了含1.3%和6.4%(体积分数)碳纳米管的硅碳氮复合材料.SEM和HRTEM微观结构表明碳纳米管被均匀地分布在陶瓷基体中.采用纳米压痕测量了材料的力学性能,结果表明碳纳米管增强陶瓷复合材料的力学性能明显提高.     

亚微米陶瓷颗粒补强合金化涂层的研究

以亚微米级TiC和CrxCy合金混合粉末为原料,采用激光合金化技术在球铁表面制备出耐磨、耐腐蚀、耐高温的合金化层.利用XRD、SEM、EDS等分析了激光合金化层的相组成及微观组织,并测试了激光合金化的显微硬度,在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明,合金化涂层致密,硬度(HV)达930(测试载荷2 000 N),干摩擦条件下材料磨损量是基材球墨铸铁的1/16,合金化涂层的耐磨性有一定的提高.     

桥梁钢筋混凝土构件防护

本文介绍了混凝土构件存在的钢筋腐蚀问题以及延长混凝土构件使用寿命的方法，概述了混凝土制备新技术及防腐蚀技术动向。