热压制备碳化硼涂层碳纤维增强碳化硅复合材料

采用聚对亚苯基硼的甲苯溶液为前驱体,并制得碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,初步探索了该工艺的可行性,同时对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明,所采用的碳纤维碳化硼涂层对复合材料的性能有很大的影响。     

粉末涂层碳纤维制备碳/碳复合材料研究进展

综述了国内外碳/碳复合材料的主要用途和制备方法,通过比较发现粉末预涂层制备碳/碳复合材料是一种低成本、短制备周期的理想方法,它包括基体树脂和碳纤维的选择、碳纤维的表面处理及碳纤维丝束的铺展.采取层压成型制备试样,经高温炭化和石墨化制备碳/碳复合材料.     

铝片颗粒填充涂层的碳纤维复合材料红外辐射特性

本研究利用时域有限差分法(FDTD),通过严格求解电磁场研究了铝片颗粒填充涂层的碳纤维复合材料红外辐射特性。考虑了铝片颗粒体积分数、粒径大小、涂层厚度以及粘结剂复折射率虚部等重要因素对复合材料红外辐射特性的影响规律。研究发现：随着铝片颗粒体积分数增大,复合材料发射率降低,与无隐身涂层的材料相比3～5μm和8～14μm两个大气窗口范围内平均发射率均有很明显的下降;在相同体积分数下,随着粒径的增大,发射率会呈现先减小后增大的趋势;涂层厚度对材料发射率的影响相对较小。此外,研究发现粘结剂的折射率虚部对涂层的红外发射率影响很大。粘结剂虚部增大会显著增大材料的发射率。研究结果表明,粘结剂的复折射率虚部是红外隐身设计中不可忽视的因素,设计中应尽可能选择大气窗口波段吸收小的粘结剂;同时增加涂层中颗粒体积分数是实现发射率降低的有效措施。     

裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响

采用先驱体裂解－热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料,探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维／基体界面和力学性能影响,烧结温度为1800度时,由于其中由富碳界面相构成的纤维／基体界面相使纤维／基体界面结合适中,具有较好的力学性能。     

碳纤维生产技术发展动态

本文介绍了碳纤维的基本结构和制成机理,详述了国外碳纤维工艺技术水平,讨论了目前的碳纤维发展动态,并对我国的碳纤维产业发展进步提出建议。     

碳纤维表面碳化硼涂层制备研究进展

在碳纤维表面制备碳化硼涂层能改善碳纤维的抗氧化性能,避免在复合材料制备过程中碳纤维与基体发生界面反应.以碳纤维表面碳化硼涂层的制备为主线,分析了化学气相沉积法、直流电阻加热法和射频加热法等制备工艺,回顾了碳化硼涂层制备过程中的原料选择、热力学和动力学研究.     

AlN涂层在C_(f)/Al复合材料中的行为研究

用AlN聚合物先驱体溶液浸渍、烧结的方法,在C纤维表面制备AlN涂层。用挤压铸造法制备有涂层的C_((t))/Al复合材料。研究了AlN涂层在C_((t))/Al复合材料中所起的作用,结果表明:AlN涂层可有效地改善C纤维与Al基体的相容性,提高C_((t))/Al复合材料界面的高温稳定性。     

碳纤维涂覆SiC新工艺及涂层纤维的力学特性

用气相SiO和CO反应形成SiC的方法成功地在碳纤维上涂覆SiC.SiC涂层是由β-SiC团粒从碳纤维表面向外生长形成,并具有玉米棒子状的表面形貌。SiC层厚度增加到≥0.2μm,涂层纤维的拉伸强度随SiC层厚度增加而下降,此结果与Ochiai的理论模型相吻合。SiC层厚度达到1μm的涂层纤维,其拉伸时的力学行为与具有弱界面结合的1维脆性纤维-脆性基质复合材料相似,并显示SiC层的多次断裂。对碳纤维芯因涂层处理而引起的性能退化进行了讨论。      

纤维涂层对复合材料力学性能的影响

对于ＳｉＣ纤维／ＭＡＳ微晶玻璃复合系统，发现在烧结温度下，纤维和基体之间有较严重的化学反应发生，界面结合强，力学性能较差．通过对ＮｉｃａｌｏｎＳｉＣ纤维加涂层，发现Ｎｂ２Ｏ５和ｃ涂层对复合材料的界面结合改善不大，而ＬＣＡＳ晶玻璃涂层能使纤维和基体间的界面结合明显减弱，力学性能大幅度提高，室温抗折强度和断裂韧性分别达３２７ＭＰａ和１３．９ＭＰａ·ｍ１／２．     

Life prediction for fatigue of T800/5245 carbon-fibre composites: I. Constant-amplitude loading

This paper presents a study of the fatigue behaviour of a [(±45,0₂)₂]_s laminate of the T800/5245 composite system. This modern aerospace material consists of high-failure-strain, intermediate-modulus carbon fibres in a toughened bismaleimide resin system. The fatigue response in repeated tension, repeated compression, and mixed tension-compression was determined at constant stress levels over a wide range of R values, and the results are analysed in terms of constant-life diagrams of the kind that can be used to provide design data. The use of such information for life prediction purposes is discussed.     

涂层及热处理状态对碳纤维机械性能的影响

本文系统研究了热处理对具有Ni、SiC、SiC-Ni双涂层的碳纤维机械性能的影响。结果表明,碳纤维拉伸强度随SiC涂层厚度增加而提高,涂SiC碳纤维断裂方式为纤维拔出型。经热处理后涂SiC碳纤维性能不下降。涂SiC-Ni碳纤维随热处理时间延长而缓慢下降,涂Ni碳纤维性能下降最快。分析了碳纤维性能下降的原因及碳纤维在不同条件下的断裂机制。     

碳/碳复合材料防护涂层的抗氧化行为研究

对碳/碳复合材料MoSi₂-SiC 复相陶瓷抗氧化涂层在1650℃以下温度的等温氧化动力学、以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响进行了研究, 阐明了涂层的抗氧化过程及机理。通过对涂层的显微形貌、相组成及成分的观察与分析, 进一步提出了合理的涂层结构。结果表明, 碳/碳复合材料MMoSi₂-SiC 复相陶瓷涂层的抗氧化性能取决于氧在涂层中的扩散过程。     

不同粒度二氧化硅粉末对炭/炭复合材料防氧化涂层的影响

研究二氧化硅微米粉和纳米粉质量分数分别为6%,12%,18%和24%时所形成的防氧化涂层对炭/炭复合材料抗氧化性能的影响,并对涂层氧化前后的组成、形貌变化进行X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜分析(SEM)。结果表明:随着SiO2微米粉含量的增加,涂层氧化失重率先减后增,其最佳含量为18%,氧化失重率0.38%;而添加SiO2纳米粉涂层则随着含量的增加,氧化失重率增加,其含量最低为6%时,氧化失重率最小,为2.88%。     

化学气相反应法制备SiC涂层对C/C复合材料力学性能影响

采用化学气相反应法在C/C复合材料表面制备了SiC涂层,利用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段研究了涂层的形貌和结构,并采用三点弯曲试验研究了材料的力学性能,讨论了SiC涂层及制备工艺对复合材料断裂行为的影响.结果表明:涂层后材料的弯曲强度和最大断裂位移明显增大.未涂层C/C复合材料的平均弯曲强度为172.4MPa,而涂层后C/C复合材料的平均弯曲强度为239.8MPa,弯曲强度提高了39.1%.涂层试样强度的提高主要与制备过程中部分蒸气扩散渗透反应引起的界面强化及SiC颗粒的增强作用有关.此外,涂层后材料的断裂模式未发生明显转变,断裂过程中试样表现出一定的假塑性和韧性断裂特征.     

炭/炭复合材料高温防氧化陶瓷涂层的研究新进展

陶瓷涂层技术是解决炭/炭(C/C)复合材料高温易氧化难题的有效手段。本文阐述了C/C复合材料的氧化过程与抗氧化途径,综述了近年来国内外C/C复合材料高温防氧化单相、多相镶嵌,梯度复合,晶须增韧以及多层复合等陶瓷涂层体系的最新研究进展,并就陶瓷涂层目前存在的问题以及下一步研究的重点提出了一些见解。     

Effects of fibre content on mechanical properties and fracture behaviour of short carbon fibre reinforced geopolymer matrix composites

Geopolymer matrix composites reinforced with different volume fractions of short carbon fibres (C_f/geopolymer composites) were prepared and the mechanical properties, fracture behaviour and microstructure of as-prepared composites were studied and correlated with fibre content. The results show that short carbon fibres have a great strengthening and toughening effect at low volume percentages of fibres (3·5 and 4·5 vol.%). With the increase of fibre content, the strengthening and toughening effect of short carbon fibres reduce, possibly due to fibre damage, formation of high shear stresses at intersect between fibres and strong interface cohesion of fibre/matrix under higher forming pressure. The property improvements are primarily based on the network structure of short carbon fibre preform and the predominant strengthening and toughening mechanisms are attributed to the apparent fibre bridging and pulling-out effect.