影响炭／炭复合材料摩擦学性能的因素分析：材料的性质

影响炭／炭复合材料摩擦性能的因素很多，综述了国内外的研究现状，评价了材料的譬质对炭／炭复合材料摩擦磨损性能的影响，阐述了模量、石墨化度、密度、预制体的类型、基体类型、热解炭结构等因素。     

多孔隙炭材料的结构表征

为了对炭材料的多孔隙结构进行表征,将制备的试样清洗、干燥、表面喷镀后,利用扫描电子显微镜(SEM)观察并获取炭材料表面孔隙结构,运用MATLAB图像处理工具及统计学理论对炭材料孔隙结构的特征进行量化。结果表明,炭材料的孔隙结构呈圆形、椭圆形、月牙形,孔隙结构凹坑拟圆半径为1~7μm,深度为1~5μm间,孔隙结构面积占有率0.3左右。     

影响炭/炭复合材料摩擦学性能的因素分析:材料的性质

影响炭/炭复合材料摩擦性能的因素很多,综述了国内外的研究现状,评价了材料的性质对炭/炭复合材料摩擦磨损性能的影响,阐述了模量、石墨化度、密度、预制体的类型、基体类型、热解炭结构等因素.     

喷管炭-炭材料出口锥预制体技术

介绍了喷管炭/炭材料出口锥(CCEC)预制体结构的设计原则、3种预制体成型技术,并简要讨论了预制体结构对炭/炭出口锥材料性能的影响.预制体结构设计须依据喷管工作条件,满足性能稳定、结构稳定、工艺易实现性原则;三维结构和非织造结构比二维结构预制体纤维含量高、性能更优,适合喷管出口锥的预制成型;预制体的结构均匀性、纤维含量是影响CCEC烧蚀性能的关键参数;可通过建立CCCs宏观力学性能与预制体细观结构参数之间的模型预测其结构性能.     

炭材料用煤沥青流变性能的研究现状

粘度是沥青流变性能的主要标志。综述了炭材料用煤沥青流变性能的研究现状。重点讨论了沥青的表观粘度与温度、剪切速率、分子组成、分子量分布、添加剂等之间的关系。指出了沥青的流变性能受多种因素影响，及其对炭材料的工艺及性能起着非常重要的作用。     

飞机炭刹车盘粘接修复技术研究

探讨了适用于Ｃ／Ｃ复合材料粘接的新方法、新工艺,对Ｃ／Ｃ复合材料粘接试样进行了常温性能、抗热冲击性能的测试,采用ＳＥＭ对粘接界面和破坏断面进行了观察和分析。同时,进行了粘接法修复的Ｂ７５７－２００飞机炭盘地面动力模拟试验。说明了 妆修复是一种有效的修复方法。     

试验性炭材料的性能和应用

目前,用合成共聚物和树脂制活性炭已成为普遍研究的课题。这种炭材料没有杂质,而且通过对原材料选择和处理的方法可控制其元素组成和孔结构。由于合成炭具有许多独特的优点,故被用于最危急的情况下,如在医学上用于碱液的吸附解毒。     

新型纳米结构炭材料的储氢研究

氢能是一种清洁的可再生能源。由于传统的储氢材料和储氢技术达不到氢燃料电池电动车的实用要求,储氢问题已成为氢能应用中最急需解决的关键问题。近年来,各种新型纳米结构炭材料的储氢已成为国际上的一个研究热点,引起了人们的广泛关注。但在这一研究领域中一直存在着许多争议和很大的分歧。通过综述国内外近几年来各种新型纳米结构炭材料如单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨纳米纤维以及炭纳米纤维等的储氢研究进展,指出了这一领域中需要解决的问题如储氢测试方法的标准化、纳米结构炭材料的评价以及储氢机制和吸附位的研究等。     

丁腈橡胶/聚氯乙烯共混材料与尼龙骨架粘接性能研究

丁腈橡胶/聚氯乙烯共混材料兼具了丁腈橡胶的耐油性和聚氯乙烯的耐臭氧、耐候性,因此在橡胶工业中得到广泛应用。但长期以来,受聚氯乙烯填料影响,丁腈橡胶/聚氯乙烯共混材料与骨架的粘接性能不甚理想,这限制了其在胶布制品中的进一步应用。本文研究了相关配合体系对粘接性能的影响效果。实验表明,通过配方优化设计,利用橡胶工业常见原材料也能获得粘接性能优异的共混胶。     

炭/炭复合航空刹车材料的结构完整性对摩擦系数的影响

炭/炭复合材料(C／C)为类石墨结构，其石墨化程度部分表征了材料的结构完整程度。通过验证C／C材料的石墨化程度对刹车副的刹车力矩特性及刹车过程中摩擦系数的影响，探讨了C／C摩擦材料的摩擦磨损机理。C／C材料晶体的棱、缘、角部的活化点影响材料的物理吸附和化学吸附性能，降低了飞机刹车前几秒钟内的摩擦系数；材料内部的碳氧络合物的多少则影响到刹车副体积温度为400℃-500℃时摩擦系数的大小。这二者的共同作用劣化了刹车副的制动性能。     

表面活性剂对炭素泡沫结构与性能的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Span-40表面活性剂为添加剂,AR沥青为原料,制备炭素泡沫材料,测定了材料的体积密度、显气孔率、压缩强度、常温热导率以及微晶结构参数,研究了添加表面活性剂后AR沥青的流变性能和炭素泡沫材料孔胞结构的变化.结果表明,表面活性剂使炭素泡沫的平均孔径变小,孔径分布趋于均匀,韧带的层片织构排列更为规整、致密.添加SDBS的炭素泡沫,孔壁较薄,开孔率较高,具有较低的体积密度(0.36 g/cm3)、较高的显气孔率(83.35%)、较小的层片间距d002(0.3366 nm)、较高的常温热导率(55.96 W/m·K)和比热导率(155.44(W/m·K)/(g/cm3)).添加span-40对炭素泡沫的体积密度、显气孔率和热导率的影响较小,但是使石墨化度提高,使其具有较高的压缩强度(2.39 MPa).     

高性能二维碳/碳复合材料的制备与性能

为获得高性能热结构复合材料,以国产T300碳纤维为原料,通过碳布预浸料交替铺层热压及液相浸渍裂解工艺方法制备了一系列二维碳/碳复合材料,并对二维碳/碳复合材料的微观结构特征、力学性能及烧蚀性能进行了测试与分析。研究结果表明:碳布规格及制备工艺对二维碳/碳复合材料力学性能有较大影响,当碳布规格选用八枚缎纹、经过碳化预处理且高温处理温度达到2 300℃时,二维碳/碳复合材料表现出较好的综合性能,拉伸强度和层间剪切强度的最大值分别高达301 MPa和12.4 MPa,达到了国际先进水平;在模拟典型服役环境考核状态下,制备的不同规格二维碳/碳复合材料的烧蚀性能基本相当,均未出现由于层间强度偏低而发生的烧蚀揭层现象,表现出较好的烧蚀均匀性和结构可靠性。      

造孔剂含量对多孔BiScO3-PbTiO3高温压电陶瓷性能的影响

为研究造孔剂含量对多孔BiScO_3-PbTiO_3(记作BS-PT)高温压电陶瓷性能的影响,采用炭黑作为造孔剂,通过传统固相烧结法对不同初始固相体积分数的准同型相界附近的BS-PT/炭黑混合物制备出多孔高温压电陶瓷.利用X射线衍射仪对多孔陶瓷进行物相分析,通过扫描电子显微镜观察样品的新鲜断面和抛光热腐蚀后的表面显微结构,并对其压电、介电和水声性能进行研究.结果表明:制备的不同初始BS-PT体积分数多孔压电陶瓷均为立方钙钛矿相结构,孔隙通道密实化清晰可见,没有显著的缺陷,气孔的形状是长条形的,长度从几微米到几十甚至上百微米不一,气孔之间是孤立的;随着造孔剂炭黑的体积分数从20%增加至50%,气孔率线性地从8.3%增加至22.1%,εr、d33及d31逐渐下降,静水压优值(HFOM)逐渐增大.多孔压电陶瓷的性能强烈依赖于孔隙空间结构,如气孔率、孔径、孔隙形态及连接方式.     

孔隙形状及孔隙率对多孔材料弹性性能的影响

利用通用单胞法(GMC)计算了不同孔隙形状及孔隙率对多孔材料等效弹性参数的影响,计算中分别采用二维方形、圆形孔隙模型和三维立方体、球形孔隙模型模拟多孔材料。不同孔隙率下等效弹性参数的计算结果表明: 不同孔隙形状下,多孔材料等效弹性参数随孔隙率增大的退化程度不同;通过对比二维简化模型与三维模型的差异,发现二维简化模型对多孔材料等效弹性参数的估算值偏低。进一步将GMC计算结果和已有文献实验结果进行比较,发现两者具有较高的吻合度。最后将GMC模型与有限元、经验模型进行对比,得出GMC模型的局限性。综合计算结果,GMC具有一定的计算精度,可应用于工程实际分析中。     

Thermal expansion measurements of high-temperature carbon/carbon materials from room temperature to 3000 K

The thermal expansion of carbon/carbon material has been measured to 3000 K using a variety of methods. Coupon samples have been measured in a directview dilatometer and an automatic recording dilatometer. Cylindrical or hoop samples, 5 to 50 cm in diameter, have been measured by a fiber-wrap technique. The direct-view or, as it is sometimes referred to, the twintelemicroscope method is generally used when good accuracy is required for measurements to elevated temperatures. The change in length is observed with the use of telemicroscopes aligned on fiducial marks machined on opposite ends of the specimen. An Apple IIe computer controls the automatic recording dilatometer and also provides an output to an X-Y recorder, giving a continuous curve of thermal expansion percentage versus temperature through the range from RT to 300 K. Circumferential thermal expansion is defined as the change in circumference per unit of initial circumference. The change in the circumference of the hoop is measured by wrapping the hoop with a graphite yarn and measuring the change in length with a linear variable differential transformer.Paper presented at the Ninth International Thermal Expansion Symposium, December 8–10, 1986, Pittsburgh, Pennsylvania, U.S.A.     

碳/碳/Al2O3陶瓷功能梯度材料的制备与研究

从功能梯度材料的原材料的筛选、制备工艺路线的确定出发,对碳/碳/Al2O3陶瓷功能梯度材料的组分分布、微观结构、烧蚀性能及热学性能进行了研究.从试样内表面向外表面,基体碳含量从88%变化到近乎为15%,而Al2O3陶瓷含量从12%变化到85%左右.材料内表面氧-乙炔烧蚀率为0.012nn/s,这表现为碳/碳材料的特性.材料外表面的导热系数达到0.86W/m·K(25℃),表现为良好的隔热效果.     

碳含量对高合金铁基材料组织与性能的影响

研究了高合金铁基材料中碳含量对材料显微组织与性能的影响.采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析表明:碳含量对材料烧结密度和性能影响显著.热处理后,材料硬度上升,但强度和韧性下降.烧结时,碳含量增加,使液相量增加,晶界上的液相膜增厚,晶粒球化;碳化物大部分在晶界上析出,形成半连续网络组织.热处理后,由于部分碳化物的溶解,一些连续的网络组织断裂.实验得出,1250±5.°C烧结,碳含量为1.4%时,烧结致密化程度最高,相对密度达到96%,各项性能也达到最高.本实验通过合理控制碳含量,获得了高性能的铁基粉末冶金材料.     

引气剂对水泥基材料电磁波反射率和透波率的影响

为研究孔隙对水泥基材料电磁波反射与透射性能的影响,在砂浆中掺入引气剂,利用矢量网络分析仪和压汞仪对水泥基材料的反射率、透波率以及孔结构进行测试。结果表明,引气剂可以显著降低水泥基材料反射率,当引气剂掺量为0.01%时样品反射率最低;水泥基平板透波率在8.2~12.4、12.4~18和26.5~40 GHz范围内均随着频率增大呈减小的趋势,掺加引气剂对水泥基平板的透波性能有明显的改善;随着引气剂掺量由0增加到0.015%,水泥砂浆0.1μm以下的孔隙明显增多,且孔隙率也逐渐增大,掺量为0.015%时,孔隙率达到29.8%。孔隙率的增大降低了材料的介电常数,改善了材料表面对电磁波的反射和透射性能。