SiC涂层对碳纤维抗氧化性能的影响

采用高能球磨的Si、C粉体,利用原位反应法在碳纤维表面制备得到了SiC涂层。利用XRD,SEM,TEM等分析测试手段对碳纤维涂层进行了相组成及形貌分析。通过对涂SiC和未涂SiC纤维的等温氧化试验,对涂层碳纤维抗氧化性能进行了研究。结果表明:制备的涂层均匀完整,涂层组成为纳米结构的β-SiC,厚度约为30 nm。在400～700℃SiC涂层可对碳纤维起到抗氧化作用。600℃氧化3h后,没有涂层的碳纤维表面出现明显的氧化侵蚀坑,而涂有SiC涂层的碳纤维损伤不明显。     

钨丝增强铜基复合材料的动态力学性能及断裂特性

通过渗流铸造的方法制备出Wf/Cu82Al10Fe4Ni4复合材料,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和扫描电镜(SEM)研究其动态压缩行为及断裂特性。结果表明:复合材料界面结合紧密,受冲击时体现出良好的界面结合强度;在应变率为2000s-1下动态压缩材料发生部分塑性变形,局部表面出现裂纹;在应变率为3000s-1下动态压缩材料的动态压缩强度达到2500MPa,材料内部出现钨丝劈裂、钨丝弯曲断裂以及基体合金断裂3种破坏模式。同时,在材料的断裂面上出现大量熔化带,分析认为熔化是随着应变率的提高而出现的,它改变了复合材料的断裂方式,加速了Wf/Cu82Al10Fe4Ni4复合材料的整体失效。     

基于新型防热机理的防热材料的设计与试验验证

传统的防热材料大多是依靠材料自身的高熔点"忍受"热流或依靠缓慢烧蚀来被动地延长寿命的,这些材料因其密度大或耐氧化不足等问题已经不能满足飞行器设计者的期望,突破传统的被动式防热的思路从防热机理的源头上探索新的思路或许可以找到可行的技术途径。作者设计了一个新的材料体系——耗散防热材料,即在石墨中加入还原性金属,在烧蚀过程中还原性金属耗散热量,同时耗散外界的氧,自发生成氧化物陶瓷膜。新的材料设计的思想是"利用"热流而不是单纯"忍受"热流,初步试验验证表明,在廉价的石墨渗入耗散剂——铝制备的耗散防热材料,在2 900℃,4 MW/m2热焓值烧蚀下,线烧蚀率仅为传统C/C的1/10。其耗散防热原理包含了以往的汇热防热、辐射防热、烧蚀防热、发汗防热等防热形式,增加了相变反应防热,是一种新的防热原理,这种高效能、低成本的材料预计具有很好的应用前景,也将推动非平衡条件下的金属化学基础理论突破。本材料研究的科学问题,涉及高温、高压、高速气流冲刷等非平衡状态的化学反应问题、金属流动问题等,这些问题的研究必将推动材料科学与传热学、流体力学、燃烧化学、气动力学等学科的交叉互动和新的发展。     

基于新型防热机理的防热材料的设计与试验验证

传统的防热材料大多是依靠材料自身的高熔点“忍受”热流或依靠缓慢烧蚀来被动地延长寿命的,这些材料因其密度大或耐氧化不足等问题已经不能满足飞行器设计者的期望,突破传统的被动式防热的思路从防热机理的源头上探索新的思路或许可以找到可行的技术途径。作者设计了一个新的材料体系——耗散防热材料,即在石墨中加入还原性金属,在烧蚀过程中还原性金属耗散热量,同时耗散外界的氧,自发生成氧化物陶瓷膜。新的材料设汁的思想是“利用”热流而不是单纯“忍受”热流,初步试验验证表明,在廉价的石墨渗入耗散剂——铝制备的耗散防热材料,在2900℃,4MW／m^2热焓值烧蚀下,线烧蚀率仅为传统C／C的1／10。其耗散防热原理包含了以往的汇热防热、辐射防热、烧蚀防热、发汗防热等防热形式,增加了相变反应防热,是一种新的防热原理,这种高效能、低成本的材料预计具有很好的应用前景,也将推动非平衡条件下的金属化学基础理论突破。本材料研究的科学问题,涉及高温、高压、高速气流冲刷等非平衡状态的化学反应问题、金属流动问题等,这些问题的研究必将推动材料科学与传热学、流体力学、燃烧化学、气动力学等学科的交叉互动和新的发展。     

Reactive Hot-press Sintering of Al-B₄C Composites at Relative Low Temperature

A new process of reactive hot-press sintering with boron carbide(B4C) and aluminum powders was proposed to overcome difficulties in the sintering of dense B4C ceramic materials.The B4C powder with different content of pure metallic aluminum particle were milled,hot-pressed and sintered at 1600 ℃ for 1 hour.The mechanism of sintering at relative low temperature was analyzed.The phase constitution of the composites was determined.Effects of Al content on the hardness and fracture toughness of the composites were discussed.The results show that thermite reaction procedure in B2O3+Al was the mechanism of sintering at relative low temperature,B4C,Al2O3 and metallic aluminum are the major constituents of the composites.The microhardness of the composites decreases with the increasing of Al content,but the fracture toughness increase obviously.The composite with 5wt% Al content has the best microhardness and fracture toughness in all the composites.     

高压扭转对铁钇合金组织和性能的影响

综述了应用高压扭转(HPT)技术的铁钇合金组织和性能的变化。研究结果表明,经过HPT后的铁钇合金能获得致密度较好的纳米级晶粒,呈大角度晶界。由于塑性变形导致其硬度明显增加,且由于应变的不同分布使硬度值从中心到边缘呈上升趋势;经过HPT处理后的晶粒与晶粒间Y元素的加入可以有效地在退火过程中抑制晶粒的长大。根据VSM的测定得出软磁材料具有很高的饱和磁感应强度、较低的矫顽力和较小的磁滞回线面积,经过HPT处理后的晶粒能够获得更大的饱和磁感应强度;随着Y原子含量的增加,高压扭转铁基纳米晶软磁材料的比饱和磁感强度减小,矫顽力增大。然而,随着退火温度的升高,比饱和磁感强度增大,矫顽力减小。     

镀镍石墨烯/钛复合材料界面力学行为的分子动力学研究

目的 研究拉伸载荷下镀镍石墨烯/钛复合材料界面的应力-应变行为。方法 采用分子动力学模拟方法,建立了镀镍石墨烯/钛复合材料界面的单晶模型,研究了不同方向拉伸载荷下材料的力学行为。结果 镀镍石墨烯复合材料的力学性能随着镀层厚度的增大而提高,镀层镍可以作为位错源使复合材料的位错密度提高,镀层镍塑性变形的滞后使镀镍石墨烯/钛复合材料具有更高的塑性变形能力。结论 材料的力学性能更多依赖于镀镍层数,随着镀层厚度的增大,镀镍石墨烯/钛复合材料表现出了更高的抗拉强度,但界面处的裂纹和空洞数量也有所增加,材料的延伸率有所下降。     

Al-Mg/C耗散防热材料静态氧化模型

采用XPS、SEM等技术对耗散防热材料静态氧化试验中氧化膜的生成情况及氧化微观形貌进行了研究,并提出了不同温度及不同氧化时间下Al-Mg/C耗散防热材料静态氧化的吸附模型和扩散模型。氧化模型的建立,为研究该材料的耐烧蚀性能,设计冷却剂的成分提供了相应的理论依据。     

Gr/Al复合材料表面化学镀镍沉积特性及耐蚀性

用化学镀镍法在Gr/Al复合材料表面沉积了Ni-P合金,研究其沉积特性及耐蚀性.结果表明,Gr/Al复合材料表面化学镀镍具有其特殊性:在前处理的活性质点形核时,基体铝合金从浸Zn溶液中置换出催化活性的Ni核:增强体石墨纤维可以吸附一定数量的Ni核,随后的化学镀镍时Ni-P合金就会在Gr/Al复合材料表面均匀沉积.表面化学镀镍通过阻挡腐蚀原电池反应中电偶腐蚀的导电路径以及形成非晶态的镀层结构,显著地提高了Gr/Al复合材料的耐蚀性,延长了使用寿命.