提高短切碳纤维对陶瓷基复合材料TiC-TiB_2强韧化的研究

对采用SHS/PHIP技术制备的Cf/TiC-TiB2陶瓷基复合材料中存在短切碳纤维损伤严重,补强增韧效果不明显的原因进行分析研究。研究发现:在B4C+3Ti+Cf体系的SHS反应过程中,由于反应温度太高,使短切碳纤维表面的碳原子与钛粉之间发生化学反应,造成短切碳纤维表面的化学损伤,影响短切碳纤维的性能,进而影响其补强增韧的效果。在SHS反应过程中,防止或减少短切碳纤维化学损伤的主要途径就是添加稀释剂来降低反应温度。在B4C+3Ti+xCf TiC+2TiB2+xCf体系中,通过向反应物中添加稀释剂镍可以有效地防止或减少短切碳纤维的化学损伤,改善各相之间的接触状况,提高各相之间的界面强度,提高短切碳纤维补强增韧的效果。     

碳纤维增强铜基复合材料

综述碳纤维增强铜基复合材料的研究概况,对碳纤维增强铜基复合材料的工艺作了介绍,并对碳/铜复合材料的研究现状进行分析,认为进一步完善制备工艺和深入性能研究是碳纤维增强铜基复合材料的研究重点。     

短切碳纤维对AP/HTPB底排推进剂力学性能的影响

为了提高高氯酸铵(AP)/端羟基聚丁二烯(HTPB)底排推进剂的力学性能,在原始AP/HTPB底排推进剂配方中添加质量分数分别为0.3%和0.5%的2 mm短切碳纤维。对含短切碳纤维的AP/HTPB底排推进剂进行静态单轴拉伸、压缩性能实验。用扫描电镜(SEM)进行试件断裂面微观分析。实验结果表明:添加质量分数为0.3%和0.5%的2 mm碳纤维的AP/HTPB底排推进剂的拉伸强度分别提高了11.7%和33.0%,压缩强度分别提高2.1%和7.8%。短切碳纤维分布在HTPB基体中。短切碳纤维与HTPB基体的黏结性能良好。新型含短切碳纤维的AP/HTPB底排推进剂的破坏主要由AP颗粒脱粘引发。短切碳纤维对HTPB基体中微裂纹的发展有抑制作用。显示短切碳纤维是良好的AP/HTPB底排推进剂的增强体。     

短切碳纤维爆炸分散特征及云团参数变化规律实验研究

针对短切碳纤维爆炸分散过程设计了实验平台,根据爆炸分散不同时期的特点及要求,利用两台高速摄像机同时拍摄,分别以5万帧/s和2000帧/s的帧率记录了壳体破裂过程和云团宏观膨胀过程。通过对爆炸分散全过程序列图像的测量分析,获得了壳体破裂、云团分散成形特征,建立了爆炸分散云团直径、高度和膨胀速度随时间变化曲线。四种相似结构弹体在相同装填参数条件下爆炸分散的高速摄像记录与分析表明,短切碳纤维爆炸分散过程主要经历了壳体破裂、射流喷出、云团膨胀和湍流混合四个阶段,且分散过程遵循相似的规律,初始云团直径分别与弹体直径、碳纤维装填量的3次方根呈线性关系,初始云团高度与弹体高度呈二次多项式关系。     

球磨-液相氧化短碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用球磨鄄液相氧化法制备了表面改性的短碳纤维(SCF),选用改性后不同尺寸的短碳纤维增环氧树脂(EP),通过挤出成型法制备短碳纤维/ 环氧树脂(SCF/ EP) 复合材料. 利用原子力显微镜(AFM)检测和接触角测定等方法研究了改性短碳纤维的表面形貌及其与环氧树脂浸润性能的变化;借助扫描电子显微镜(SEM)观察及拉伸和冲击测试等手段表征SCF/ EP 复合材料的微观组织和力学性能,分析了其增强机制。结果表明:球磨鄄液相氧化法改善了纤维与树脂的浸润性能,SCF/ EP 复合材料拉伸强度和冲击强度最大值分别达到了71.2 MPa 和27.75 kJ/ m2,比纯环氧树脂提高了103.4%和63.9%. 短碳纤维增强SCF/ EP 复合材料的机制主要有脱粘和拔出机制、裂纹偏转机制和桥联机制。     

短切碳纤维对3mm波衰减性能研究

采用导电纤维对电磁波衰减的理论模型,对短切碳纤维在3mm波的干扰效果进行理论计算,并在微波暗室中及野外测试了短切碳纤维对3mm波的干扰效果。结果表明:最佳纤维长度为(2±0.5)mm,最大衰减能力超过-20dB。     

碳纤维-环氧树脂界面

大力神纤维AS_1埋置在环氧树脂和环氧聚合树脂块中,并且在严格的控制条件下抽出导致界面损坏需要的纤维应力通常很高(达5GPa),且随不同方式埋置的埋入长度而变化,这种应力似乎与树脂收缩应力有关。在中等收缩应力下,损坏似乎是脆性断裂过程,需要大约为25Jm~(-2)的表面断裂能;在最高收缩应力下,界面在应力为48～57(MPa)间屈服,即稍高于基材的剪切强度;在最低收缩应力时,似乎可看做不同的埋置长度有着各自的断裂过程,需要大约为50Jm~(-2)的表面断裂能。因为应力的结果不稳定,所以目前收缩应力的影响是假定的。界面损坏后,剪切应力在7—13MPa的范围时,抽出受摩擦的控制。因为摩擦过程中的抽出曲线近似直线,故不能直接确定环氧作用于纤维上的压力。而利用其它研究工作得出的数据,估计全固化环氧均聚物的摩擦系数在0.35～0.6范围内。     

短切碳纤维云团对毫米波/红外复合干扰性能影响

为了研究短切碳纤维云团对毫米波/红外的复合干扰性能,构建了实验测试平台。在静风条件下进行了1.5 mm/4 mm碳纤维爆炸分散实验。研究了爆炸分散云团形成过程。测试并分析了云团对3 mm波、8 mm波和8~14μm红外的干扰性能。结果表明,爆炸方式能够有效分散短切碳纤维。在实验的弹体结构和装填参数条件下能够形成稳定的烟幕云团,呈现优良的毫米波/红外复合干扰性能。对毫米波和红外的最大衰减大于95%。对3 mm波的有效作用时间(单程衰减分贝数≥5.2 d B)不小于1 min,对8 mm波能达到30 s以上,对红外靶标的有效遮蔽时间(衰减率≥85%)大于20 s,碳纤维长度的变化对毫米波干扰性能影响较大。     

短切碳纤维长度配比对爆炸分散云团性能的影响

为了研究不同长度短切碳纤维云团分散性能及对毫米波干扰性能,构建了实验测试平台,在静风条件下进行了1.5mm/4mm碳纤维不同长度配比爆炸分散实验,研究了云团抛散过程及云团参数变化,测试并分析了云团对3mm、8mm波的干扰性能。实验结果表明:短切碳纤维长度配比对云团分散及云团参数影响很小,对毫米波干扰性能影响显著,且对8mm波的衰减影响更为明显。复合配比装填方式比单一长度具有更优异的综合衰减性能,对3mm波、8mm波的衰减更加均衡,且有利于提高对各波段干扰的有效作用时间。     

建筑用碳纤维-金属网复合材料的力学性能研究

用热固性环氧斜纹编织预浸料、不锈钢丝网、铝合金丝网分别制备纯碳纤维板试样、碳纤维—不锈钢丝网复合材料、碳纤维—铝合金丝网复合材料。测试3种复合材料的抗折强度、抗压强度、抗冲击性能及经腐蚀后的力学性能。结果表明：纯碳纤维板的抗折强度、抗压强度均处于最低水平;经质量分数为5%的NaCl溶液腐蚀后力学性能均不同程度下降;经过金属网增强后的复合材料力学性能明显增强,其中,加入不锈钢丝网的复合材料具有较高的抗折强度、抗压强度、抗冲击性能。综上可知,碳纤维-不锈钢丝网复合材料的力学性能更佳。     

CVI制备碳/碳复合材料致密化行为模拟研究

化学气相渗透技术（ＣＶＩ）是制备高性能碳／碳复合材料的一种重要方法,本文通过建立有限差分模型,对圆柱形单向碳／碳复合材料的ＣＶＩ致密化行为进行了模拟,并详细描述、分析了模型原理与模拟步骤,设计了专门的对照实验,检验模型计算结果的准确性。对比结果表明,模拟值与实验结果具有很好的一致性,预测的渗透终止时间、终止密度与实验结果十分接近,误差在１０％以下。     

碳纤维对无壳弹发射药燃烧性能影响的研究

利用密闭爆发器实验 ,对不同长度和含量碳纤维的无壳弹发射药进行测试 ,比较其陡度( dp/dt)数值和压力～时间加入曲线 ,得到了较佳的碳纤维长度和含量 .实验结果表明 ,适当长度和含量的碳纤维能在一定程度上改善无壳弹发射药的燃烧性能     

SiCw/BAS玻璃陶瓷基复合材料的显微结构与力学性能

研究了热压SiCw/BAS复合材料的六方 -单斜晶型转变、显微结构与力学性能。结果表明 ,复合材料中SiC晶须的存在阻碍单斜钡长石晶种促进六方 -单斜晶型转变 ;SiC晶须能显著改善BAS玻璃陶瓷基体的力学性能。增韧机制主要是裂纹偏转和晶须断裂 ,增强机制主要是载荷传递。另一方面 ,SiC晶须 /基体界面存在的玻璃相不利于晶须拔出和桥接增韧效应 ,玻璃相的高温软化降低复合材料的高温强度。     

Y-La-Si_3N_4陶瓷的微波烧结

以Ｙ２Ｏ３和Ｌａ２Ｏ３为添加剂，利用微波烧结成功地制备出Ｓｉ３Ｎ４陶瓷。在最佳工艺条件下，其抗弯强度和断裂韧度分别为６８０～７２０ＭＰａ和６．８～７．８ＭＰａ·ｍ１／２。研究了烧结工艺对致密化过程和力学性能的影响。实验结果表明，微波烧结能够大大降低烧结温度，促进致密化和α→β相变。为了仰制Ｓｉ３Ｎ４分解，必须采用高Ｎ２压力（＞０．５ＭＰａ）。微波烧结Ｓｉ３Ｎ４的显微结构均匀，晶粒细小     

碳/碳复合材料制备工艺及研究现状

论述了碳／碳复合材料的制备工艺，包括碳纤维的选择、坯体的成型与致密化、碳／碳复合材料的高温热处理，并介绍了碳／碳复合材料的研究现状。     

微量铝对CrNi3MoV钢力学性能的影响

研究了微量铝对实验室冶炼的CrNi3MoV钢力学性能的影响,得出钢中残留铝含量在0.011％时,其显微组织最佳,力学性能最好。     

新型热作模具钢CH75的力学性能

研究了新型热作模具钢CH75的力学性能,实验结果表明:CH75钢具有优异的回火稳定性、热稳定性和高温性能,模具寿命比用3Cr2W8V钢提高了一倍。     

先进复合材料的现状与发展趋势

通过第３８届国际尖端材料学会年会与展览以及对美国几个著名的从事新材料研究的大学与中心的考察访问，简介当前世界先进复合材料及其应用研究的现状与发展趋势。     

镍离子注入剂量对多晶氧化铝力学性能影响的研究

研究了镍离子注入剂量对多晶α－氧化铝性能的影响，讨论了注入剂量变化对其硬度、断裂韧度及抗弯强度的影响关系，结果表明，镍离子注入对其性能具有明显的改善。