SiC微粉含量对2D-SiC_f/SiC复合材料力学性能影响

对PIP法制备2D-SiC_f/SiC复合材料成形浆料中惰性填料SiC含量对2D-SiC_f/SiC复合材料孔隙率、纤维体积分数以及力学性能影响进行研究.研究表明,SiC微粉含量较低时,浆料粘度过低,导致层间存在较大气孔,纤维体积分数不高,致使复合材料力学性能不佳,当SiC微粉含量过高时,浆料粘度过大,层间基体厚度增加,纤维体积分数下降,并且浸渍效率降低,孔隙率增大,复合材料力学性能下降.当SiC微粉含量为33.3%时,复合材料具有较低的孔隙率和较高的纤维体积分数,复合材料具有较好的力学性能,弯曲强度和断裂韧性分别达到211.7 MPa和8.56 MPa·m~(1/2).     

PIP工艺制备2D C/SiC复合材料Z-向穿刺工艺

针对2D C/SiC复合材料存在碳布层间缺乏纤维增强,层间结合较差的问题,提出通过Z-向穿刺工艺提高碳布层间结合,克服材料使用时可靠性不高的问题,并比较了穿刺工艺对复合材料微观结构和力学性能的影响.结果表明,通过Z-向穿刺工艺制得试样2D C/SiC-Z_(pin)的弯曲强度、弯曲模量和剪切强度分别为247.8 MPa、37.8 GPa和32.1 MPa,而未穿刺试样2D C/SiC的弯曲强度、弯曲模量和剪切强度分别只有219.3 MPa、34.4 GPa和23.3 MPa,由此可见,采用Z-向穿刺工艺能明显提高复合材料的力学性能.微观结构分析认为,试样力学性能提高的根本原因在于采用Z-向穿刺纤维加强了碳布层间结合,使材料具有较好的整体性,克服了复合材料层间结合较弱对力学性能带来的不利影响.     

PIP法制备SiC_f/SiC复合材料导热性能影响因素研究

以国产连续SiC纤维和聚碳硅烷(PCS)为原料,采用先驱体转化法(PIP)制备了系列SiC_f/SiC陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC-CMC).采用激光导热仪、扫描电镜(SEM)等分析手段初步研究了热处理温度、纤维铺排方式、碳涂层、纤维体积含量、孔隙率等因素对SiC_f/SiC-CMC结构和导热性能的影响.结果表明:热处理温度越高,SiC_f/SiC-CMC导热性能越好;纤维铺排方式对于导热性影响不大,而与热流传递的方向有关.增加纤维体积含量可以提高复合材料的导热性能,但碳涂层引入后SiC_f/SiC-CMC导热性能明显降低.应尽量提高SiC_f/SiC-CMC的致密化程度,以提高其导热性能.     

TiCp／W复合材料的制备工艺与力学性能

研究了烧结温度,烧结保温时间和烧结压力等工艺参数对各３０％ＴｉＣ（体积分数,下同）颗粒的钨基复合材料的力学性能的影响,得到了制备３０％ＴｉＣｐ／Ｗ复合材料的优化的热压烧结工艺为：２０００℃,２０ＭＰａ压力下烧结６０ｍｉｎ,用优化工艺制备的３０％ＴｉＣｐ／Ｗ复合材料的高温强度比其室温强度要高,这种极好高温强度主要是由于Ｗ基体随温度上升发生了由脆性到塑性的转变,使ＴｉＣ颗粒的增强效果在高温得以充分发挥     

微-纳米SiC/聚丙烯复合材料的制备与力学性能

SiC具有优异的力学与功能性能,作为增强相,在复合材料领域具有广阔的应用前景.采用双螺杆挤出、注塑成型方法制备了微-纳米SiC/聚丙烯(PP)复合材料.分别采用硅烷(KH-550)和钛酸酯(NDZ-201)两种偶联剂对微米(10 ìm)和纳米(50 nm) SiC复合粉体进行表面处理,研究了偶联剂、SiC粉体粒度及添加量对SiC/PP复合材料的弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度的影响.结果表明,经KH-550/NDZ-201混合偶联剂改性的微-纳米SiC粉体共同增强PP材料的综合力学性能最好,其弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度比纯PP材料分别提高了40%,8.7%,141%,142%和33%.经钛酸酯改性的SiC/PP复合材料的力学性能优于硅烷和混合偶联剂(KH-550/NDZ-201)改性的SiC/PP复合材料.     

SiC纤维表面去碳处理对PIP-SiCf/SiC复合材料力学性能以及界面影响

采用强度测试、SEM、HRTEM等分析测试手段对纤维表面去碳前后SiC纤维强度、复合材料力学性能、纤维表面形貌、复合材料断口形貌以及复合材料界面特征进行分析表征.结果表明,去碳处理后,纤维表面的固有缺陷暴露出来,纤维强度下降约15%,但由其制备的复合材料强度下降只有原纤维制备复合材料的1/6;复合材料断口非常平整,纤维...     

先驱体转化制备2D Cf/SiC复合材料力学性能

以国产3k JC1#纤维布为增强体,以聚碳硅烷和SiC微粉为先驱体和填料,分别采用热压辅助先驱体转化和先驱体浸渍裂解工艺制备了2D Cf/SiC复合材料.结果表明,热压辅助先驱体转化工艺制备的2D C/SiC复合材料纤维损伤严重,基体较为疏松,材料力学性能很低,弯曲强度和断裂韧性仅为84.3 MPa和6.5 MPa·m1/2.而先驱体浸渍裂解工艺制备的2D C-SiC复合材料纤维损伤较小,具有较好的界面结合,内部孔隙较为均匀,力学性能较好,弯曲强度和断裂韧性分别达到321.6 MPa和17.8 MPa·m1/2.材料具有较好的高温力学性能,1300℃时力学性能有较大幅度的提高,1600℃和1800℃时复合材料力学性能还可以较好地保持.     

Ti3SiC2/HAp陶瓷复合材料力学性能研究

以Ti3SiC2(10%～50%,体积分数)和HAp粉为原料,采用等离子体放电烧结(SPS)方法,在外加应力60 MPa,烧结温度1200℃条件下,制备了Ti3SiC2/HAp陶瓷复合材料.研究了Ti3SiC2含量对复合材料的硬度、抗弯强度、断裂韧性等力学性能的影响.实验结果表明,随Ti3SiC2含量的变化,复合材料的强度和韧性均得到了提高和改善.分析认为,Ti3SiC2材料的微观结构特征和增韧机制起到了重要作用.     

SiC/MoSi_2纳米复合材料的显微结构与力学性能

以Mo、Si和聚碳硅烷为原料,采用先驱体转化-反应热压制备SiC/MoSi_2纳米复合材料,并研究纳米SiC体积分数对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明,所制备的纳米复合材料中含有MoSi_2、SiC和极少量的Mo_5Si_3及SiO_2.纳米SiC的引入显著地改善了材料的力学性能,15%SiC/MoSi_2纳米复合材料的综合力学性能最好,其室温抗弯强度和断裂韧性分别为610 MPa和4.90 MPa/m~(1/2),比纯MoSi_2试样的分别增加了141.1%和58.0%;其高温抗弯强度在1 200和1 300 ℃时分别为720和516 MPa.     

碳纤维CVD SiC涂层对C/SiC复合材料力学性能的影响

采用CVD PIP工艺制备了SiC涂层碳纤维增强SiC复合材料(C/SiC),研究了碳纤维表面CVD SiC涂层的形貌以及涂层对C/SiC复合材料力学性能的影响.结果表明CVD SiC涂层处理可以填补纤维表面上的沟槽和缺陷,使纤维表面变得光滑,从而使C/SiC复合材料的力学性能有很大提高,碳纤维经过CVD SiC 1 h涂层处理的C/SiC复合材料的力学性能最好,弯曲强度达到511.5 MPa,断裂韧性达到20.8 MPa·m1/2.     

先驱体转化法制备Diamond/SiC复合材料

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备出Diamond/SiC复合材料,重点研究制备工艺参数对复合材料致密度等性能的影响规律。结果表明:PCS裂解产生的β-SiC与基体中α-SiC和Diamond的界面相容性良好,有利于Diamond/SiC的致密化;模压压力、浸渍液浓度以及预氧化处理等制备工艺参数是影响Diamond/SiC复合材料致密度的主要原因;Diamond/SiC多孔坯经7个周期的PIP处理后可成为致密度较高的Diamond/SiC复合材料。     

碳界面层制备工艺对SiC_f/SiC材料力学性能的影响

用低压化学气相沉积(LPCVD)法,以丙烯(C_3H_6)为碳源,氮气(N_2)为稀释气制备了2.5维连续碳化硅纤维增韧碳化硅(SiC_f/SiC)复合材料的碳界面层,其厚度为～0.1 mm.研究了不同丙烯含量(体积分数,下同)(60%,50%,45%)对碳层形貌、微观结构及SiC_f/SiC力学性能的影响.结果表明:当C_3H_6含量为60%时,热解碳层表面光滑,石磨化度高;当C_3H_6为50%和45%时,碳层粗糙,有很多较大颗粒存在,石磨化度低.3种复合材料的弯曲强度差别不大,分别为303,311和320 MPa.然而,当C_3H_6含量为60%时,材料韧性断裂,断裂功高;为50%和45%时,材料脆性断裂,断裂功低.不同的纤维拔出滑移阻力是SiC_f/SiC断裂行为不同的原因.     

Cf/SiC复合材料力学性能对比研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,T300碳纤维和光威(GW)碳纤维为增强纤维,采用先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)分别制备了Cf/SiC复合材料.在相同工艺条件下,所制备GW碳纤维复合材料的力学性能达到了T300纤维复合材料的性能水平,两种纤维增强SiC基复合材料抗弯强度分别为364 MPa和437 MPa.采用扫描电镜观察试样断口形貌及纤维拔出情况,并分析了复合材料的结构和性能差异.     

机械合金化+烧结制备TiC/Ti3SiC2复合材料

以Ti、Si和C单质粉末为原料,采用机械合金化合成了TiC/Ti3SiC2混合粉体,并用放电等离子烧结球磨粉体制备了致密的TiC/Ti3SiC2陶瓷。结果表明,机械合金化可以合成由TiC和Ti3SiC2组成的混合粉体,同时还可以细化晶粒,促进烧结的致密化过程。在1200℃下,保温5min,加压30MPa,对机械合金化1h时的粉体进行放电等离子烧结可制备相对密度高达99.1%的TiC/Ti3SiC2复合陶瓷。     

二维C／SiC复合材料的铆接显微结构与性能研究

将直径为2.5mm,3.4mm,4.5mm,6mm,8mm的2DC/SiC复合材料铆钉和尺寸为φ12.8mm×6.5mm带孔件进行紧配合装配,然后对其沉积SiC,沉积时间300h,最终实现铆接。采用扫描电镜(SEM)及拉伸试验来测试连接情况。结果表明:当铆钉直径小于4.5mm时发生铆钉断裂现象,接头为脆性破坏;当直径大于4.5mm时发生铆钉拔出现象,接头为韧性破坏。但是直径越大被连接复合材料的性能损失越大,因此最佳的铆钉尺寸应稍大于4.5mm。     

粉末冶金法制备SiC颗粒增强镁基复合材料工艺及性能的研究

研究了粉末冶金法制备SiC颗粒增强镁基复合材料过程中几个非常重要的工艺问题。研究了对比了基体Mg粉的形状和新旧程度、粉末冶金时混料方式和热压工序对镁基复合材料性能的影响。结果表明,采用合适的烘粉处理后,Mg粉的新旧程度对复合材料的无明显影响;与粒状Mg粉相比,片状Mg粉对应的屈服强度有所提高;和普通混粉方式相比,球磨混粉的伸长率略低;热压工序可以使镁基复合材料的性能更趋稳定。