采用声发射技术测试电镀氧化铝涂层力学性能

采用声发射(AE)技术实现动态监测4043铝合金/氧化铝涂层系统的拉伸实验过程。通过SDAEA信号分析系统对拉伸过程中AE信号幅度、能量、振铃计数、撞击速率以及波形和其傅里叶变换(FFT)进行了分析。揭示出4043铝合金/氧化铝涂层系统拉伸过程中涂层裂纹萌生和扩展过程,并且通过分析AE信号随时间的变化规律得出涂层材料的面内拉伸强度和涂层结合强度。     

碳/碳复合材料氧化形为的研究

一、前言 碳/碳复合材料是一种新的、极好的特种结构工程材料,它由碳质基体或石墨基体组成,并由碳纤维或石墨纤维增强。它的主要特性有:高强度、高模量、高的烧蚀热、抗热冲击、温度提高时强度提高以及化学惰性等,这是其它结构材料,如树脂基复合材料、金属基复合材料与陶瓷材料所无法比拟的。目前,在高温技术领域范围内,例如:航空、宇航、导弹、动力装置、化学、隔热以及核领域,特别需要碳/碳复合材料的这种优异的性能。 关于碳/碳复合材料作为高温结构材料,近十几年来,世界各发达国家的科学工作者已开展了大量工作,研究发现:这种材料最薄弱的环节是它在氧化气氛中的不稳定性。本文拟对三维碳/碳复合材料的氧化动力学规律进行较全面的探讨,以进一步推动这种材料在高温环境中的广泛应用。 二、实验方法 1.C/C复合材料的制备 本实验所用碳/碳复合材料是从航天部某单位生产的火箭尾喷管报废品上直接切害得来,它的生产过程如下:     

单向C／C复合材料的界面层对其力学性能的影响

利用０．８Ｔ强磁场处理单向Ｃ／Ｃ复合材料的中间相沥青基体后发现其界面层呈ＴＯＧ弱界面结构，弯曲强度稍有下降，其韧性却有较大幅度的提高，并进一步分析研究了造成的原因。     

40CrNiMoA钢瞬态电能强化层的摩擦磨损性能

在自制的瞬态电能表面强化设备上，采用Ф3mm的石墨、YG8硬质合金、CrWMn和Cr12MoV电极，选用40～60V电压和180μF电容，电极在工件表面移动速度为1．63mm／s，对40CrNiMoA钢表面强化，用SEM观察了强化层的形貌和组织，在MM-200型磨损试验机上进行磨损试验。结果表明，以Crl2MoV电极强化后的耐磨性能最好，其平均磨损速率仅为未处理试样的1／6，其次为石墨电极强化的表面（平均磨损速率为未处理试样的1／5左右）。40CrNiMoA钢表面经过石墨电极瞬态电能强化后，磨损前期摩擦因数在0．15～0．3之间；后期摩擦因数平均值在0．3～0．7之间。未处理试样摩擦因数平均值在0．85～0．9之间。几种表面强化的试件与不锈钢的磨损表明，主要磨损形式为磨粒磨损和疲劳剥落。瞬态电能表面强化比其他表面处理方法简单易行、成本低，可推广应用于其它材料的表面强化。     

F—12芳纶纤维及其复合材料

本文评术字Ｆ－１２芳纶纤维应用基础研究进展情况，着重介绍了纤维表面处理及其复合材料力学性能方面的研究成果，并就提高Ｆ－１２纤维在复合材料中强度转化率问题提出了一些看法。     

高速钢上TiN涂层残余应力的曲率测试和有限元分析

采用多弧离子镀在W6Mo5Cr4V2高速钢上沉积五种不同厚度TiN涂层,用曲率法和有限元法研究TiN涂层残余应力和构成。结果表明涂层厚度对其残余应力有很大影响,特别是对本征应力。当涂层厚度从3μm变化到11μm时,TiN涂层总残余应力分布在-3.12～-2.29GPa之间;热应力分布在-1.96～-1.92GPa之间;本征应力分布在-1.17～-0.37GPa之间。其中热应力所占的比例较大,约占62%～68%。当膜基比ξ0.017时,总残余应力随ξ的增加呈非线性增加;当ξ=0.017时,该值达到最大值-3.12GPa;当ξ0.017时,该值随ξ的增加而下降。造成这种变化的主要原因是涂层本征应力受涂层结构影响较大,随着涂层厚度的增加,涂层中孔洞、过冷液滴以及界面微裂纹等缺陷也随之增加,导致涂层中本征应力得到有效释放。     

化学气相沉积法制备钨芯SiC纤维的装置和工艺

分析比较了两种不同类型化学气相沉积(CVD)法制备钨芯SiC纤维的反应器,提出了改进方法,设计了一种立式冷壁反应器,并对用CVD法制备钨芯SiC纤维的工艺进行了研究.运用扫描电镜观察了制备纤维形貌,并用Weibull统计方法分析了纤维强度与其形貌之间的关系.结果表明,在不同的氢气流量和氮气流量比下,沉积速率均随沉积温度的升高而增大.总反应在较低温度区受表面反应控制,在较高温度区受质量传输控制.纤维的断裂强度大致可分为高、中、低3个区,CVD-SiC纤维的强度与其微观形貌有密切关系,缺陷的多少决定纤维强度的高低.     

C/C复合材料室温及高温断裂韧性的测试及表征

评述了Ｃ／Ｃ复合到温及高温断裂韧性测试的各种影响因素,以及当前Ｃ／Ｃ复合材料断裂韧性的表征方法,表明了Ｃ／Ｃ复合材料室温及高温断裂韧性测试和评价规范化的迫切性。     

两种钢铁材料电火花表面强化层组织结构研究

采用硬质合金YG-8和堆焊焊条FW-1101作电极，在电火花表面强化器上分别处理了U70MnSi钢和40Cr钢的表面。用X射线衍射分析了强化层的组织，用光镜和扫描电镜（SEM）观察了显微组织。结果表明．强化层是由细晶组织和非晶组织组成的合金层。细晶组织是由强化过程中的瞬时力、撞击应变、快速加热等效孟变及位错和空位增加联合作用引起的。强化层中的非晶组织、组织细化和残余应力使其衍射峰宽化。     

碳纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料的氧化行为

采用化学气相浸渗(chemical vapor infiltration,CVI)法制备了以热解碳为界面的碳纤维增强碳氮化硅陶瓷基(carbon fiber reinforced siliconcarbonitride ceramic,C/Si-C-N)复合材料.用热重法研究了无涂层C/Si-C-N在空气环境中的氧化行为.研究表明:由950℃ CVI沉积的Si-C-N基体所制备的C/Si-C-N复合材料的氧化行为与碳纤维增强SiC陶瓷基(carbon fiber reinforced silicon carbide ceramic,C/SiC)复合材料的完全不同.在600～1 200℃,C/Si-C-N的氧化速率随温度的升高而持续增加,其抗氧化能力在600℃明显高于C/SiC复合材料;在900℃,抗氧化能力与C/SiC复合材料基本相当;在1 200℃,抗氧化能力则低于C/SiC复合材料.C/Si-C-N复合材料所表现出来的氧化行为主要与Si-C-N基体较低的热膨胀系数有关.