超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究

研究了多种强韧化方法以提高超高温陶瓷材料抗热冲击性能,包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧。同时,还研究了碳化硅含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能影响。研究结果表明：碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差,而石豢软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大,但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率。高SiC含量超高温陶瓷材料在1800℃以下具有的优异的抗氧化性能,在更高的温度下,高与低的SiC含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能均不利,通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温陶瓷材料的抗氧化性能的一个非常有效的途径。     

Y2O3掺杂ZrB2-SiC基超高温陶瓷的抗烧蚀性能

为改善ZrB2-SiC基超高温陶瓷的抗氧化和抗烧蚀性能,在制备过程中加入Y2O3。用氧乙炔火焰法来考察ZrB2-SiC-Y2O3的抗氧化和抗烧蚀性能。采用SEM和XRD分析烧蚀前后形貌及物相。材料在加热和冷却过程中没有出现开裂现象,说明其具有良好的抗热冲击性能。微观组织分析表明,氧化层主要由4层组成,且氧化层与基体层没有明显的剥离。结果表明:Y2O3的添加可以将氧化产物中的高温稳定相稳定到室温,减少由于相变发生的体积膨胀,改善氧化层与基体层的粘结性能。     

碳短纤维对ZrB2-SiC基超高温陶瓷力学性能的影响

ZrB2-SiC基材料具有高熔点,高热导率,高电导率和良好的化学稳定性,可以在高超声速的极端条件下工作.但是这种材料的主要问题是低的断裂韧性,为了改善这一性能,将碳短纤维加入到ZrB2-20%(体积分数)SiC中热压烧结,得到了断裂韧性明显提高的试样,从2.0MPa·m 1/2提高到 6.56MPa·m 1/2,同时弯曲强度略有降低,从502MPa降至445MPa,弹性模量也有所降低,从414GPa降至322GPa.为了深入理解这种变化,建立了模型来计算纤维造成的影响,计算结果与实验结果比较接近,证明对于本实验的材料体系,用该模型来解释是合理的.     

平面铁基Al2O3陶瓷涂层的SHS/PHIP法制备

利用燃烧合成结合准热等静压(简称SHS/PHIP)技术在钢板表面制备金属陶瓷复合涂层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、硬度仪及抗热震性测试仪等测试手段对合成的涂层进行了研究.结果表明:涂层主要是由α-Al2O3相、FeAl2O4(FeO·Al2O3)相组成的金属陶瓷复合体系,其显微组织均匀致密,涂层与基体间为冶金结合,硬度是基体的2.5倍,抗热震试验显示涂层具有良好的结合力.     

自蔓延高温合成法制备无钨硬质合金

用SHS同时致密化工艺制备的无钨硬质合金具有优异的性能，可以在很多应用领域中替代传统的WC－Co硬质合金，本文综述了SHS工艺合成无钨硬质合金的种类、性能、工艺条件、应用及发展前景。     

热压烧结ZrC-SiC-C_g复相陶瓷的组织与力学性能

以ZrC,SiC,石墨为原料,采用热压烧结法制备了ZrC-SiC-C_g三元复相陶瓷,研究了石墨及其用量对所制备陶瓷材料的微观结构和力学性能的影响.结果表明:石墨的加入有效地促进了ZrC-SiC-C_g复相陶瓷的烧结,在添加约10%(体积分数, 下同)石墨时,密度达到最大.同时复相陶瓷表面随着石墨含量的增加,逐渐变得粗糙,即由于石墨与基体的结合较弱使材料表面出现剥落现象.力学性能分析表明,材料的抗弯强度在石墨含量小于10%时并未明显降低,其断裂韧性随着石墨量的增加呈现先增加后降低的趋势,当石墨含量为10%时,断裂韧性出现最大值4.29 MPa·m~(1/2).材料的断裂方式是沿晶和穿晶断裂相结合.     

航空航天复合材料无损检测研究现状

随着新型复合材料的开发及其在航空航天领域的广泛应用,作为产品缺陷检测和质量评价手段的无损检测技术也相应得到迅速发展.总结了航空航天复合材料构件无损检测的主要方法,即:涡流检测法、射线检测法、超声波检测法、光学检测法、声发射和机械阻抗分析法等,并对各种检测方法的基本原理及其实际应用作了简要评述.     

TiB/Ti基金属陶瓷燃烧合成反应热力学

为了解Ti-B二元体系的自蔓延合成反应进行的方向和最终产物的相组成，对Ti-B二元体系燃烧合成反应生成TiB的自由焓变、自由能、反应绝热温度和燃烧温度进行了理论分析和实验研究。结果表明，Ti含量过量的情况下TiB的反应生成自由焓比TiB2的反应生成自由焓高，反应生成自由能比TiB2的更低，TiB在生成热力学上比TiB2更稳定，Ti与B的SHS反应更易生成TiB相，Ti-B二元体系的反应绝热温度和燃烧温度随着Ti含量的提高而呈下降趋势。     

TiC-TiB2复合材料的研究进展

TiC-TiB2复合材料具有熔点高、硬度大、耐磨耐蚀、导电性好等优点，是目前正在开发并有广泛应用前景的新型复相陶瓷。简要综述了TiC-TiB2复合材料的各种制备技术、组织、性能、机理等方面的研究现状，概述了它的主要应用价值以及将来的研究发展趋势。     

不同SiC源对Cf/ZrB2–SiC复合材料微结构和力学性能的影响EI北大核心CSCD

采用新型浆料注射/真空浸渍工艺实现了超高温陶瓷组分与碳纤维的有效复合,并结合低温(1 450℃)热压烧结实现了Cf/ZrB2-SiC复合材料的制备。研究了不同SiC源(SiC粉体和聚碳硅烷PCS)对复合材料微结构和力学性能的影响,结果表明:基于聚碳硅烷优异的流动性实现了陶瓷组分在纤维束内和束间的有效填充,并经低温热压烧结后Cf/ZrB2-PCS复合材料的相对密度为91.3%,主要归结于聚碳硅烷裂解后残留的微量无定性碳起到了表面除氧的作用而促进致密化,但该无定性碳弱化了晶界强度而导致力学性能降低。同时Cf/ZrB2-PCS复合材料表现出非脆性断裂模式且断裂功高达539 J/m^2,较Cf/ZrB2-SiCp复合材料提升高达84.6%;该复合材料断裂功的提升主要归结于裂纹偏转、裂纹分叉和纤维桥联等多种增韧机制的协同效应,大幅度改善了ZrB2基超高温陶瓷材料的损伤容限和可靠性。