AlN覆钨对AlN/W-Cu复合材料组织和性能的影响

采用溶胶凝胶法对AlN粉体进行表面覆W后，将其与适量W粉混合，经压制、预烧结，制得多孔AlN/W骨架，再熔渗Cu后制备出不同AlN含量(0～8%)的AlN/W-Cu复合材料。考察了AlN含量对于烧结体微观组织、力学性能和热学性能的影响，并与由未覆钨AlN粉体制备的AlN/W-Cu复合材料进行对比。结果表明，采用溶胶凝胶法可在AlN颗粒表面均匀制备覆W层，其界面结合良好。覆钨AlN/W-Cu复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度以及热导率均优于未覆钨AlN/W-Cu复合材料的。AlN/W-Cu复合材料的相对密度、抗拉强度及热导率随AlN含量的增加而降低，而硬度随AlN含量的增加而上升。当AlN含量为2%时，覆钨AlN/W-Cu复合材料的综合性能最佳，相对密度达到97.69%，显微硬度达到277HV，热导率达到205.54 W/(m·K)。     

纤维增强气凝胶柔性隔热复合材料的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,酸碱催化两步法配制溶胶,浸渍柔性纤维毡后进行超临界干燥制备柔性隔热复合材料.研究表明,随着超临界干燥溶胶之前老化时间的延长(1 h～7 d),复合材料在600℃下的抗拉强度变大(0.13～0.21MPa),红外光谱分析确定是由于其水解程度变大.复合材料中的纯气凝胶比表面积为209.8 m2/g,平均孔径为18.8 nm.场发射扫描电镜照片表明气凝胶很好地填充于纤维之间,避免了纤维与纤维的接触.从而柔性复合材料具有低热导率,120、500℃下分别为0.019、0.054 W/m·K.     

硅铝纤维复合气凝胶的制备及热学稳定性

以正硅酸四乙酯(TEOS)和仲丁醇铝(ASB)为前驱体,硝酸为催化剂,复合莫来石纤维为增强支撑骨架,在不使用螯合剂情况下,采用溶胶-凝胶技术,超临界干燥制备了块体硅-铝纤维复合气凝胶。制备的样品分别进行600,800和1000℃热处理。利用扫描电镜、红外分光光度计、X射线衍射仪、Hotdesk热导率分析仪等仪器对复合气凝胶的微观形貌、结构及热性能进行表征。硅铝复合气凝胶在室温下热导率为0.035W/m·K,复合气凝胶的热导率随着温度的升高而升高。硅铝纤维复合气凝胶室温下的热导率为0.046W/m·K,高温处理后的收缩率相比硅铝复合气凝胶有所降低。     

一种新型低密度低热导率碳/酚醛复合材料的制备与隔热性能研究

针对传统碳/酚醛复合材料的高密度、高热导率问题,采用高孔隙率酚醛树脂浸渍低密度、低热导率短切碳纤维骨架制备了新型碳/酚醛复合材料。该复合材料的密度在0.25~0.43 g/cm3之间,热导率为0.20~0.35 W/m K,氧-乙炔焰120 s考核后,当表面温度达到1900℃,距离材料原始表面40 mm处的温升不超过200 oC,由此,该碳/酚醛复合材料具有优良的轻质、隔热性能。     

SiC界面涂层对碳纤维针刺毡增强Al_2O_3复合材料力学性能的影响（英文）

分别采用3D碳纤维针刺毡为增强体以及聚碳硅烷(PCS)衍生SiC涂层为界面相,通过溶胶-浸渍-干燥-热处理(SIDH)技术制备C/Al_2O_3复合材料,研究SiC界面涂层对C/Al_2O_3复合材料力学性能、抗氧化性能和抗热震性能的影响。结果表明,C/Al_2O_3复合材料的断裂韧性显著优于Al_2O_3单体陶瓷,引入SiC界面涂层后,尽管断裂功有一定程度下降,但C/Al_2O_3复合材料的强度得到明显提高;得益于SiC涂层和C纤维之间的强结合,C/SiC/Al_2O_3复合材料在静态空气中表现出明显优于C/Al_2O_3复合材料的抗氧化和抗热震性能。     

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。     

SiC涂层工艺对三维碳纤维编织物抗氧化性的影响

采用先驱体浸渍裂解(PIP)法在碳纤维表面制备SiC涂层.研究了涂层制备工艺对编织体抗氧化性能的影响.结果表明,经质量分数为10%的聚碳硅烷(PCS)溶液循环浸渍裂解所得样品的抗氧化性能最佳.对SiC/碳纤维非等温条件下氧化反应的动力学研究结果表明,SiC涂层/碳纤维的非等温氧化过程呈现自催化特征.氧化机理为随机成核,动力学参数为1g A=15.223 min-1,E=157.15 kJ·mol-1.     

先驱体浸渍裂解法制备三维编织石英纤维／氮化物复合材料

以裂解产物为Si3N4和BN混合物的聚硅硼氮烷（polyborosilazane，PSBZ）为先驱体，通过先驱体浸渍裂解（precursor infiltration and pyrolysis，PIP）工艺，制备了三维编织石英纤维增强Si3N4和BN混合物（3D SiO2f氮化物）复合材料。对材料的致密化、力学性能、热物理性能、微观形貌进行了分析和研究。因为先驱体与石英纤维浸润性好，陶瓷产率高，所以先驱体浸渍裂解法制备3D SiO2f/氮化物复合材料致密化较快。当浸渍一裂解4次后，材料的密度增加到1．71g／cm^3，其室温-200℃的热导率小于1．2W/m．K，而其弯曲强度、弹性模量分别为130．2MPa，22．6GPa，此时断口有明显的纤维拔出现象，呈非脆性断裂。     

SiO_2气凝胶制备及其在织物保温涂层中的应用

以硅酸钠为硅源,稀H_2SO_4为催化剂,采用溶胶-凝胶法常压干燥制备了SiO_2气凝胶,并以聚丙烯酸酯为粘合剂将其涂附在织物上得到保温功能织物。结果表明,当H_2SO_4浓度为1.5 mol/L、Na_2SiO_3/乙醇的质量比为1:6和反应温度为50℃时,所制备气凝胶的孔径、堆积密度和导热系数分别为25 nm、0.046 g/cm3和0.0198 W/m·K;当织物涂层中SiO_2、粘合剂及助剂含量分别为12%、15%和3%时(质量分数),涂层织物和未涂层织物经红外灯照射40 min后,内侧温差可达9.1℃,具有保温性能。     

流延法制备Metal/Al_2O_3复合基板及其导热性能

采用流延法制备Metal(Al,Mo,Ni)/Al_2O_3复合基板,优化了流延成型工艺,表征了不同复合基板的相组成、致密度和热导率,并对其导热机理进行讨论。结果表明:固含量为60%时浆料流动性较好,基板的相对密度高。经1550℃烧结后复合基板中的金属相均发生了不同程度的氧化,其中Ni/Al_2O_3复合基板的抗氧化性能最好,其相对密度在95%以上,热导率为29.1 W/(m·K),有望作为散热基板应用于LED组件中。     

以新型先驱体浸渍裂解制备SiC/SiC复合材料弯曲性能研究

以一种新型先驱体LPVCS为原料、KD-1型SiC纤维作为增强相,采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备了SiC/SiC复合材料,并对其性能及微观形貌进行表征。实验结果表明,以LPVCS为先驱体、经过热模压辅助成型工艺处理的材料密度为2.11g/cm3,孔隙率为6.25%,而且材料制备周期大大缩短。采用CVD工艺在SiC纤维表面制备裂解碳涂层可有效降低裂解过程中高温对纤维造成的损伤,而且可改善纤维与基体界面的结合,使材料抗弯强度达619.4MPa,断裂韧性达29.1MPa·m1/2,较无涂层的纤维增强复合材料更高。     

纳米Fe3+-TiO2涂膜对多孔陶瓷性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 离子的TiO2溶胶,并采用浸渍提拉法在多孔陶瓷上涂敷了该Fe3 -TiO2膜,研究了工艺条件对多孔陶瓷性能的影响.研究结果表明:溶胶的pH值及粘度、掺杂Fe3 离子的量和涂层次数等对多孔陶瓷的性能参数及光催化氧化性能有很大影响;当溶胶的pH值为3～4、溶胶粘度约6 mPa·s、掺杂Fe3 离子量为2.0 g/L左右、涂层次数为2～3次时,制备的多孔陶瓷具有良好的过滤性能和光催化氧化性能.     

AlPO_4-Si_3N_4溶胶-凝胶涂层对氮化物复合材料表面改性的研究（英文）

采用溶胶-凝胶法,对精加工的氮化物复合材料进行AlPO_4-Si_3N_4涂层处理后,表面非常致密,可防止基体因长期放置而吸潮。由于AlPO_4-Si_3N_4溶胶-凝胶能有效地弥合基体表面的微裂纹,且浸入到基体内部约34μm深,与基体形成交叉咬合,使材料整体性能提高。A1PO_4-Si_3N_4溶胶-凝胶涂层处理后,材料密度增加,表面气孔率降低,强度由60 MPa增加为85 MPa,断裂韧性由1.1MPa.m~(1/2)增加为1.9MPa.m~(1/2)。     

超高压熔渗烧结法制备金刚石/铜复合材料

采用超高压熔渗法制备金刚石/铜复合材料,研究了烧结温度、烧结压力及保温时间等因素对复合材料成分、界面状态和热导率的影响,利用XRD、SEM对金刚石/铜复合材料的相组成和微观形貌进行分析。结果表明:复合材料的相对密度随着烧结温度、烧结压力及金刚石颗粒粒径的增大而增加,且熔渗合金的复合材料的热导率高于熔渗铜的复合材料的热导率。当金刚石粒径为200μm,熔渗烧结温度在1300℃,压力为5 GPa,保温5 min时,得到最高的热导率,为870 W/(m·K)。     

增强相体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料热导率的影响

采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,颗粒体积分数为20%的(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率为61.6 W/m·K,相比于基体6061Al合金降低了52%。当增强相体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的热导率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的热导率为65.8 W/m·K。     

粉末冶金法制备金刚石/铜复合材料热导率研究

为研制更高热导率的产品,采用粉末冶金法将金刚石与高纯度铜粉热压在一起,制备新型金刚石/铜复合材料。通过正交分析法,研究了金刚石/铜复合材料热导率的影响因素。结果表明:用粉末冶金法制备的金刚石/铜复合材料,其热导率最高为245.89 W/（m·K）。对金刚石/铜复合材料热导率影响最大的因素是金刚石与铜粉的体积比,并且随着体积比的增大,金刚石/铜复合材料热导率逐渐下降。金刚石/铜复合材料的致密度以及界面结合程度是影响金刚石/铜复合材料热导率大小的重要因素,致密度高、界面结合好的复合材料热导率高,反之则低。      

并联导热结构的金刚石/铜基复合材料的制备

为提高金刚石/铜基复合材料的导热性能,在芯材表面预先化学气相沉积(CVD)高质量金刚石膜,获得柱状金刚石棒,再将其垂直排列,填充铜粉后真空热压烧结,制备并联结构的金刚石/铜基复合材料。分别采用激光拉曼光谱(Raman)与扫描电子显微镜(SEM)对CVD金刚石膜的生长进行分析,并通过数值分析讨论复合材料的热性能。结果表明:金刚石/铜基复合材料结构致密,密度为9.51g/cm3;CVD金刚石膜构成连续的导热通道,产生并联式导热,复合材料的热导率为392.78 W/(m·K)。     

基体改性C／C—HfC—HfB2-SiC复合材料抗烧蚀性能研究

以碳化铪有机前驱体、硼化铪有机前驱体和聚碳硅烷混合溶液为浸渍剂,采用化学气相渗透（CVI）和液相浸渍-裂解（PIP）T艺制得了准3DC／C-HfC-HfB2-SiC碳陶复合材料。采用电弧风洞结合扫捕电子显微镜（SEM）和X射线衍射分析（XRD）对复合材料的结构及氧化失效行为进行了初步探讨。结果表明,高密度的基体改性C／C．HfC—HfB2-SiC复合材料具有良好的抗烧蚀性能,复合材料在2300K／600S电弧风洞（含水5％）试验条件下的质量烧蚀率和线烧蚀率分别仅为1．22×10^-6g／（cm^2·s）和1．33X10^-5mm／s。密度和温度对复合材料抗烧蚀性能影响较大,密度从2．63g／cm^3增加到3．75g／cm^3时,复合材料在2300K条件下的线烧蚀率降低了3个数量级,当温度从2300K升高的2400K时,高密度复合材料的线烧蚀率增加了约1000倍,烧蚀过程中较高密度的复合材料表面容易形成更为致密的氧化膜是其具有良好的抗氧性能的重要因素。     

HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层的制备及其抗氧化性能

为解决C/C复合材料的高温易氧化问题,依次采用前驱体浸渍裂解、反应熔体浸渗和料浆涂刷法在C/C复合材料表面制备HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)复合涂层。考察Si C涂层、HfB_2-WB_2-Si/SiC涂层和HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)涂层C/C复合材料在1 500℃静态空气中的抗氧化性能。结果表明:HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)涂层抗氧化效果优于HfB_2-WB_2-Si/Si C涂层和Si C涂层,前者试样氧化20 h后增重0.1%,后两者则分别失重0.9%和22.8%。HfB_2-WB_2-Si/SiC-SiC_(NW)涂层较好的抗氧化性能主要归因于涂层氧化形成的连续、具有较好流动性的HfSiO_4-SiO_2-WO_3复相玻璃以及SiC纳米线(SiCNW)对涂层的增韧作用,前者有效抑制了氧气向C/C复合材料基体内部的扩散,后者则使涂层内部裂纹的数量和尺寸明显减小。     

Mn、Fe和Zr对Al8Si0.8Mg0.5Cu合金组织和性能的影响

通过电导率和拉伸性能测试,并结合金相显微镜和扫描电镜组织观察等分析测试手段,研究了合金元素Fe、Mn和Zr对高导热Al8Si0.8Mg0.5Cu合金的拉伸性能、热导率和微观组织的影响。结果表明,铸态合金中,当锰含量(质量分数,下同)由0.1%增加至0.3%时,粗大针状含Fe相减少而块状含Fe相增多,拉伸强度增加42.5 N/mm2,而热导率降低8 W/(m·K);当铁含量由0.1%增加至0.5%时,铸态合金中针状含Fe相的数量和尺寸明显增大,拉伸强度提高7.8 N/mm2,而热导率降低3 W/(m·K);加入0.1%Zr后,针状含Fe相的数量略有增加,拉伸强度降低18.8 N/mm2,而热导率降低7 W/(m·K)。当铸态合金在200℃4 h人工时效后,随锰含量增加,拉伸强度增加28.5N/mm2,而热导率降低了3 W/(m·K);随铁含量增加,拉伸强度提高11.9 N/mm2而热导率降低3 W/(m·K);加入0.1%Zr后,拉伸强度降低11.5 N/mm2而热导率降低了4 W/(m·K)。