改进 ICVI工艺制备 C/C复合材料的基体织构研究

利用偏振光显微镜(PLM)和高分辨透射电镜(HRTEM)从微米到纳米尺度研究了改进等温化学气相沉积(ICVI)技术制备的C/C复合材料基体热解炭织构和精细结构特征.结果表明:纤维周围有3层不同织构的热解炭,由纤维向外,分别为光滑层、粗糙层和暗层.基体与纤维之间以及不同织构基体间的界面结合较好,高织构热解炭内有微裂纹存在,并且裂纹在界面处终止扩展,或以桥连的形式扩展.不同织构热解炭在HRTEM下晶格条纹的近程和长程的择优取向度有明显区别.     

CVI处理短碳纤维在CFRC中分散性的评价

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)是一种新发展起来的、很有潜力的功能材料.丙烯作前驱体,对短碳纤维在高温下(900～1300℃)进行100个小时左右的化学气相浸渍(CVI)表面处理,丙烯在高温下分解,生成热解碳,沉积在碳纤维表面.借助超声波预分散技术及新型分散剂羟乙基纤维素(hydroxyethyl cellulose,HEC)和超细颗粒硅灰的分散作用,实现了CVI处理碳纤维在水泥基体中的均匀分散.HEC水溶液的质量分数控制在1.56～1.77%之间为宜.分别运用扫描电镜法(SEM)、新拌料浆法(FM)、硬化试件电阻率测试法(ERM)及模拟试验法(SE)四种方法评价了CVI处理后短碳纤维的分散性.每种方法均有自身的优缺点和适应环境,四种方法中,模拟试验法(SE)是评价制备CFRC复合材料前期、碳纤维第一步分散的最方便的方法,此法不仅可节约时间和大量的原材料,而且可预测制备CFRC过程中应选择何种分散剂及碳纤维第二步分散的情况.     

航天器热防护材料研究现状与发展趋势

热防护系统中所采用的多层复合热防护材料的层间界面结合和小块材料之间的连接对航天器的可靠性有很大影响,目前二者都存在一定的缺陷.依据功能梯度材料和C/C复合材料的理论,将高导热率碳泡沫和低导热率碳微球设计成密度和热导率功能梯度热防护碳泡沫材料,使其具备组分之间无层间界面和小块材料间易于连接等特点.     

(AIBO)w/Al复合材料制备工艺研究

为减少传统挤压铸造工艺制备金属基复合材料步骤,降低成本,用湿法制备了硼酸铝晶须预制件,并用液-固挤压法制备晶须含量为20%(体积分数)的硼酸铝晶须增强铝基复合材料((AlBO)w/Al).通过正交实验法对预制件及复合材料的制备工艺参数进行设计及筛选,并采用光学显微镜、扫描电镜等对制备的(AIBO)w/Al微观组织进行观察分析.得到预制件及复合材料制备的最佳工艺参数,发现硼酸铝晶须在基体铝合金中的分布较为均匀,与挤压铸造法相比,该方法可减少工序,降低成本.     

用气相反应法制备C/C复合材料的梯度SiC涂层

本文采用化学气相反应法（CVR）制备了C/C复合材料的梯度SiC涂层,对该梯度涂层的形成机理及抗氧化性能进行了试验研究.研究结果表明：Si渗入基体的速率对梯度涂层的形成产生直接的影响,当采用体密度较高的C/C基体时,得到了完整致密的梯度SiC涂层,生成的SiC为β-SiC,该涂层具有较好的高温抗氧化能力,在1500℃静态空气气氛中,氧化26小时后失重不超过2%.     

配位插层聚合法制备膨润土/PAM调湿膜

将钙基膨润土交换成镍基膨润土，然后使丙烯酰胺在膨润土中配位插层聚合，制备出聚丙烯酰胺／膨润土复合调湿材料，测定了材料的调湿性能，并采用IR、SEM、XRD等手段对调湿膜进行了表征。     

C/C 复合材料增强体结构对性能影响的研究

研究了四种C/C 复合材料增强体(1K 碳布、3K 碳布、1K 碳布+ 碳纸、1K 碳布+ 特殊碳毡) 结构对弯曲性能的影响。结果表明: 用这四种增强体制备的C/C 复合材料表现出明显的假塑性, 弯曲断口的宏观形貌呈“之”字形, 其总体力学性能良好, 但也具有较大差异。本文作者结合材料的微观形貌对这些特点的成因进行了分析。      

Cu-Cr-Zr合金时效强化机理

研究了不同时效工艺对Cu-0．7Cr-0．13Zr合金硬度、强度和导电率性能的影响,利用透射电镜分析合金时效后的微观形态和析出相。结果表明：在500℃时效30min析出相为Cu5Zr,硬度和导电率可达116．7HV和47％IACS。500℃时效6h后,硬度和导电率为140HV和76％IACS,强度达到峰值430MPa,弥散共格的析出相Cr是强度提高的重要原因,强化效应与采用共格强化机理计算的结果非常接近。合金在500℃时效8h硬度和强度仍具有135．6HV和410MPa,导电率为77％IACS,析出相仍较细小但与基体失去共格关系。     

金属液体凝固中直接挤压工艺的神经网络

金属液体凝固中直接挤压工艺是近几年发展起来的一种高效成形管、棒、型材新工艺。利用人工神经网络方法研究了该工艺的参数协调和变形力预测等问题, 建立了神经网络预测模型。实验结果与预测值吻合良好, 从而为预测和控制该工艺成形质量提供了有效的手段     

C_f/Mg复合材料的热膨胀系数及其理论计算

采用负压浸渗-液固挤压法制备了定向短切碳纤维(aligned Csf)及穿刺-2D碳纤维织物(2.5DCf)增强镁合金复合材料,观察了两种复合材料的微观组织结构,测定了其在30～350℃范围的热膨胀系数(α),并在Schapery模型的基础上提出了计算定向Csf/Mg复合材料及2.5DCf/Mg复合材料α值的修正模型。结果表明,在30～200℃范围内,两种Cf/Mg复合材料的α值均表现出随温度的升高而升高的趋势,但在超过250℃以后,α值出现降低或稳定的现象,其原因为随着温度的升高,铝元素固溶度的增大、基体发生部分塑性变形等因素导致的;提出的修正模型理论计算值与其相应的实验测试α值之间的误差均在5%之内,表明该修正模型能够有效预测实验中的α值。