半水基料浆的流变性能研究

半水基注凝成型工艺中由于醇类有机溶剂的加入可以明显防止大尺寸零部件在干燥过程中的开裂问题,但是以醇类有机溶剂代替部分水溶剂来配置料浆必然对料浆的流变特性产生影响;本工作研究了1,3丁二醇、1,4丁二醇、乙二醇和丙三醇四种有机醇溶剂代替部分水配置陶瓷料浆,重点考察不同醇类及其含量对料浆的流变性能的影响规律.实验结果表明,四种有机醇溶剂的加入都使料浆的黏度增加,而且产生不同程度的触变性,其中,以加入30％和40％丙三醇料浆的触变性最明显,而加入10％乙二醇的陶瓷料浆最接近水基料浆的特性,最适合用于半水基注凝工艺.     

CVD BN界面层对Si3N4/SiBN复合材料弯曲性能的影响

连续Si3 N4纤维以其优异的热稳定性、高温力学性能和介电性能,被认为是耐高温陶瓷基透波复合材料的候选材料之一.采用连续Si3 N4纤维为增强体,以BCl3+NH3+H2+Ar反应体系,利用化学气相沉积工艺在Si3 N4纤维表面制备了BN界面层,并以聚硅硼氮烷为陶瓷先驱体,通过先驱体浸渍裂解工艺制备了Si3 N4/SiBN复合材料.研究了CVD BN界面层的合成及其对Si3 N4/SiBN复合材料弯曲性能的影响.结果表明:在Si3 N4纤维表面获得了均匀致密的BN界面层,该界面层有效改善了复合材料中纤维/基体的界面结合力,复合材料显示出典型的韧性断裂特征.当界面层的厚度为200 nm时,Si3 N4/SiBN的弯曲强度和断裂韧性分别为182.3 MPa和17.3 MPa·m1/2,比无涂层的复合材料分别提高了59.6％和94.4％.     

纳米ZrO2/Al2O3复合陶瓷粉体的制备及XRD分析

以醋酸锆、硝酸铝为原料,柠檬酸作为络合剂,采用溶胶-凝胶法获得前驱体,将前驱体在空气中热分解,制备了纳米ZrO2/A l2O3复合陶瓷粉体.采用XRD考察了合成产物的结构和纯度,分析了制备过程中原料初始浓度及前驱体热分解温度对最终产物的影响.结果表明,初始浓度为0.6mol/L,热分解温度为1 200℃时,ZrO2/A l2O3复合陶瓷粉体的粒径为30~41nm.     

预浸料工艺制备氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料

氧化物/氧化物陶瓷基复合材料的增强体和基体均由氧化物构成,不存在氧化问题,是长寿命高可靠性构件的理想选材,可在1000~1300℃的高温环镜中可长期使用。本文借鉴树脂基复合材料单向纤维湿法预浸料制备工艺,通过配置氧化铝粉体料浆在缠绕式湿法预浸机上制备了单向氧化铝纤维预浸料,然后预浸料经铺层模压和高温热处理获得了氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,同时对复合材料性能进行了表征。结果表明,氧化铝粉体料浆的固含量在50vol%,料浆溶剂中水和丙三醇的比例为3:1,纤维的走丝速度为6m/min,滚筒平行进度为0.5mm时可获得无缝隙,无纤维重叠、表面平整光滑的预浸料。通过预浸料铺层热压成型制备的复合材料拉伸强度高达208.2MPa,弯曲强度为386.7MPa。和料浆涂刷二维纤维布工艺相比,力学性能大幅度提高,且预浸料工艺具有易存储、操作简单、适于工业化生产等优势。     

纤维增强轻质热防护材料隔热性能仿真研究

对陶瓷纤维增强气凝胶复合材料试验件建立有限元传热模型,对试验件非线性高温环境系的隔热性能进行研究。将计算结果与实验数据进行了对比,验证了此数值模拟方法的有效性。本文讨论的非线性边界条件下热传导模型为轻质隔热材料的安全设计提供了参考依据。     

Mullitef/SiBN结构功能一体化材料的介电性能与力学性能

本文利用PIP工艺制备出结构功能一体化的透波复合材料,该材料由莫来石纤维、BN涂层和Si BN陶瓷复合而成。根据先驱体的主要特性确定了具体的实验参数和制备流程。所制备的复合材料的弯曲强度、拉伸强度和压缩强度分别为95.1 MPa、35.0 MPa和80.9 MPa,室温介电常数和介电损耗分别为4.17和9.7×10~(-3),同时该复合材料还具备较低的介电常数变化率(温度每变化100°C,介电常数变化约2.01%)。     

新型溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石粉体及工艺研究

借助正交试验设计方法设计试验方案,用硝酸钙醇溶液和五氧化二磷醇溶液,以溶胶-凝胶法制备了羟基磷灰石（HAP）粉体,对制得的HAP试样分别进行XRD、SEM和TG-DTA分析测试,测试结果的极差分析表明,制备的HAP晶粒为尺寸分布十分均匀的纳米球形或椭球形颗粒,得出较优的工艺参数为：A3B4C3D3．     

气体流量对LPCVD ZrC涂层结构和沉积机理的影响

利用低压化学气相沉积(LPCVD)工艺,采用Zr-Br2-C3H6-H2-Ar反应体系,在1200℃下,于石墨基底表面制备了ZrC涂层。研究了气体流量对ZrC涂层微观形貌和沉积机理的影响。结果表明,随着气体流量由200 mL/min向1000 mL/min增大,涂层的沉积速率先增大后减小,在800 mL/min时达到极值,极大值为3.37×10-3g·cm-2·h-1。同时,涂层的择优取向发生了明显的变化,在600~800 mL/min范围内,涂层具有稳定且强烈的(200)晶面择优取向。XPS分析结果表明,沉积产物中的C/Zr比也随气体流量的增大,相应的由0.85快速地升高到1.49。当气体流量为200 mL/min时,涂层致密光滑,ZrC晶粒具有典型的等轴晶结构特征;当气体流量为400~800 mL/min时,涂层光滑平坦,ZrC晶粒具有规则的四面体结构;当气体流量为1000 mL/min时,涂层表面存在着大量不规则的岛状、弓状颗粒。基底表面边界层厚度的变化是影响涂层沉积过程的主要因素。     

氧化铝料浆预浸料结合PIP工艺制备SiC/Al2O3-SiC陶瓷基复合材料及性能研究

连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（SiC/SiC）具有低密度、耐高温、低氚渗透率和优异的辐照稳定性的优点，在航空、航天、核能等领域具有广泛的应用前景。本文针对PIP工艺制备SiC/SiC复合材料周期长、孔隙率较高及易氧化的问题，通过料浆预浸料工艺在基体中引入氧化铝陶瓷形成SiC/Al2O3-SiC复相基体复合材料，并对复合材料制备工艺过程、微观形貌及力学性能进行系统表征。分析结果表明，SiC/Al2O3-SiC复相基体复合材料制备周期较传统PIP工艺大幅度缩短，且复合材料孔隙率明显降低，从11.6%左右降低至6%，拉伸强度为316.5MPa，提升了12.3%，弯曲强度与SiC/SiC相当，但层间剪切强度较低，仅为16.3MPa，有待进一步提高。     

SiBN先驱体陶瓷化行为及结构稳定性分析

SiBN陶瓷是重要的结构陶瓷和功能陶瓷,在航空和航天领域具有广泛的应用前景,本文针对不同温度制备的SiBN陶瓷的高温结构稳定性及抗氧化性能开展研究。采用TG、FTIR和XRD技术对SiBN先驱体室温至1500℃温域的热解行为、裂解产物组分和结构进行了表征,采用FTIR和XRD技术对SiBN陶瓷氧化行为和氧化机理进行了分析。研究表明,SiBN陶瓷先驱体热解过程主要发生在200℃至800℃范围,该阶段实现了SiBN陶瓷先驱体从有机物向无机物的转化,SiBN陶瓷在室温至1500℃宽温域惰性气氛下具有优异的结构稳定性。但在1500℃氧化产物失重高达17.37%,并伴随明显的组分和结构变化,导致复合材料性能下降或者结构失效。