烧结工艺对无粘结剂C/C复合材料性能的影响

烧结是制备无粘结剂C/C复合材料工艺过程中最为关键的一个环节，烧结方式和烧结制度是否合理直接影响着制品的最终性能，对此，进行了常压和加压烧结两种工艺制度的比较研究。分析了影响制品性能的主要原因；水分及其他吸附杂质的排出；挥发分逸出；氧化烧损，试验表明，在300-700℃之间保持0.7-1.7℃/min的慢升温速率加压烧结，可以获得性能优良的无粘结剂C/C复合材料。     

烧结温度对不锈钢纤维烧结毡拉伸性能的影响

以316 L、6μm不锈钢纤维为研究对象,研究了烧结温度对不锈钢纤维烧结毡拉伸性能的影响。通过SEM对不同温度制备的不锈钢纤维烧结毡的微观结构进行表征。结果表明,烧结温度低于1 200℃时,纤维之间搭接点烧结不牢固,导致纤维毡拉伸性能降低;烧结温度高于1 200℃时,纤维中晶粒容易长大,纤维表面易出现竹节状结晶,导致纤维毡拉伸性能降低;烧结温度在1 200℃时,制备出抗拉强度达31 MPa和延伸率约为10%的不锈钢纤维毡。因此,保证形成高强度烧结结点同时避免形成粗大竹节状晶粒是制备高强度、高韧性不锈钢纤维烧结毡的关键。     

烧结温度对钛酸锶钡陶瓷性能的影响

通过微波水热法制备了纳米钛酸锶钡粉体,然后采用不同的烧结温度条件,研究在温度变化的条件下,钛酸锶钡陶瓷的物相、密度、微观形貌以及介电常数。结果表明,随烧结温度升高,材料的致密度逐步提高,而材料的介电系数则与温度的变化并未形成线性变化的关系,与材料的晶粒大小也有一定的关系。因此,可通过对材料组成和烧结温度的调控,制备系列不同介电常数的钛酸锶钡陶瓷。     

烧结温度对ATO半导体颜料涂层光学性能的影响

采用共沉淀法合成了ATO半导体颜料的前驱体,前驱体经过烧结获得半导体颜料,通过XRD、EDS等手段对颜料进行表征,测试了不同烧结温度下颜料粉体电阻率,研究了烧结温度对ATO半导体颜料涂层光学性能的影响。研究结果表明,烧结温度对颜料的粉体电阻率和涂层光学性能影响明显,当烧结温度为1300℃时,制备的颜料粉体电阻率为15Ω.cm,涂层红外发射率仅为0.71。     

烧结温度对合成镁橄榄石性能的影响

以电熔镁砂、二氧化硅微粉为原料,采用固相反应法合成镁橄榄石,研究了不同烧结温度及不同配比对合成镁橄榄石材料性能的影响.研究结果表明:以镁橄榄石的理论配比配料合成镁橄榄石,在温度较低时在镁砂表面形成一层镁橄榄石,随着温度的升高,镁橄榄石层变厚,方镁石颗粒被镁橄榄石层包围;烧结温度从1350℃升到1600℃,试样的显气孔率降低,组织结构变得致密,接近镁橄榄石理论配比的试样综合性能较优.     

烧结温度对原位反应TiB2/B4C复合材料的组织与力学性能的影响

为了降低B_4C的烧结温度,提高B_4C断裂韧性,本文以B_4C、TiO_2、活性炭为原料,采用原位反应法热压烧结制备了TiB_2体积分数为10％的TiB_2/B_4C复合材料。探索了烧结温度对复合材料组织和力学性能的影响规律。结果表明,随烧结温度的提高,复合材料的抗弯强度和断裂韧性先增大后减小,在2050℃时有最大值,分别为544MPa和6.3MPa·m~(1/2),弹性模量和断裂韧性变化不大。随烧结温度的升高,基体和第二相晶粒逐渐长大。采用2050℃/1h/35MPa为最佳烧结工艺。     

钼电极表面玻璃基防氧化涂层的研究

针对钼在高温下极易氧化的问题,开发了一种在烤窑时防止钼电极被氧化的玻璃基涂层.该涂层是以钡硅酸盐玻璃为主体,以Cr2O3为难熔填料,加入有机粘结剂,用松油醇做溶剂,配制成悬浮液,采用刷涂法涂覆于钼电极表面.研究了Cr2O3的添加量对涂层防氧化性能的影响.通过能谱(EDS)和恒温失重分析,比较了有涂层和无涂层保护时,钼基体表面氧含量的差异.结果表明,该涂层在较宽的温度范围内对钼电极有很好的保护作用.     

导电涂料用铅粉防氧化处理研究

研究了去除铜粉表面氧化层后，在铜粉干燥、贮存、制备成导电涂料和导电涂层过程中防止铜粉氧化的还原剂法、偶联剂包覆法、配合剂法等方法对铜粉防氧化性和涂层导电性的影响。     

烧结温度对嵌入SnO2钌锡涂层电化学性能的影响

通过溶胶凝胶法制备了SnO2纳米晶,并将摩尔分数为20％的SnO2纳米晶加入Ru–Sn涂液中.在钛上涂覆后经过不同温度烧结,制得RuO2–SnO2涂层.通过循环伏安法测试了钛涂RuO2–SnO2电极的电容性能和催化活性点,通过Tafel曲线表征了其对析氧反应的电催化活性.结果表明,270℃下热分解得到的涂层电极具有最高的电催化活性.     

固渗+EB-PVD法制备炭/炭复合材料防氧化复合涂层研究

制备出了SiC/SiC-Al2O3-Y2O3炭/炭复合材料防氧化复合涂层,该复合涂层的内层SiC基涂层采用料浆固渗法制备,SiC-Al2O3-Y2O3外层涂层采用大功率电子束物理气相沉积法。研究表明,电子束物理气相沉积法能达到较好的沉积效果,在制备过程中形成了柱状晶结构的涂层,使得涂层具有更高的应变容限,涂层非常均匀致密。用SEM、XPS和EDS等分析方法分析了涂层的防氧化机理。结果表明:在制备过程和氧化过程中,涂层内会发生复杂的物理和化学变化,生成硅酸盐氧化物,显示出电子束物理气相沉积法在制备炭/炭复合材料防氧化涂层方面独特的优势。     

C/C复合材料的高温抗氧化研究进展

以设计思路的发展演化为线索,结合国内外近年的研究报道,从选材的性能要求、组成、抗氧化机理、成功范例及制备工艺的角度出发,分别对抗氧化涂层技术以及抗氧化基体改性技术进行了介绍。特别选取了近年在碳／碳复合材料抗氧化研究中报道较少的制备技术进行详细介绍,其中包括涂层技术中的超临界态流体工艺、溶胶－凝胶法、熔浆法、PACVD法以及基体改性技术的快速致密化工艺。这一领域内的中外研究也进行了对比,并在文章最后提出了对于碳／碳复合材料高温氧化保护研究方向的一些看法。     

炭/炭复合材料抗氧化研究进展

C／C复合材料的高温氧化性能限制了其在高温领域的广泛应用。本文简要介绍了C／C复合材料的氧。化机理及两种主要的抗氧化技术，即抗氧化涂层技术和内部抗氧化技术，并就涂层的结构和发展趋势作了简要介绍。介绍了添加抑制剂磷和硼对C／C复合材料的高温氧化抑制，重点分析了将硼引入C／C复合材料的方法及硼在其中的接触氧化抑制和优先分配。对C／C复合材料的最新进展情况作了简要介绍，并对C／C复合材料高温抗氧化的研究方向提出自己的看法。     

Cf/SiC复合材料抗氧化涂层的制备、性能与保护机理

用化学气相沉积法(chemical vapor deposit,CVD)在碳纤维增强碳化硅复合材料(carbon fiber reinforced silicon carbide composites,Cf／SiC)表面制备了CVD—SiC粘接层、自愈合功能层和CVD—SiC耐冲蚀层组成的3层涂层体系,并进行了氧化实验。结果表明：单层CVD—SiC涂层保护试样的氧化质量损失速率比无涂层试样的明显降低,含有自愈合层的3层涂层保护试样比单层CVD—SiC保护试样的氧化质量损失速率又有明显降低。3层涂层保护的试样800～1300℃的氧化质量损失率非常小,氧化288h后仍能保持较高的弯曲强度。通过扫描电镜观察到自愈合层的玻璃态物质进入涂层裂纹中,有效地填充裂纹并阻挡氧的通过。同时,因涂层不均产生的孔洞或玻璃态物质流失后产生的涂层裂纹等缺陷会导致其自愈合功能的失效,使Cf／SiC复合材料不均匀氧化。     

C/C复合材料高温抗氧化性的研究进展

C／C复合材料高温氧化性限制了其在高温领域的更广泛应用。结合国内外近年关于C／C复合材料高温抗氧化性的研究报道。简要介绍了C／C复合材料氧化机理，从内部保护和外部涂层两个角度总结了今年来抗氧化性能的研究结果，并提出了对C／C复合材料高温抗氧化性研究方向的一些看法。     

炭毡/炭复合材料的氧化防护

以磷酸和氢氧化铝为原料，配制了不同P／Al摩尔比的酸式磷酸盐溶液，通过浸溃法，对炭毡／炭复合材料的氧化防护进行了研究。结果表明，提高P／Al摩尔比可以增加材料抗氧化性。经P／A1摩尔比23：1的溶液浸溃，800□热处理后的炭毡／炭复合材料在600□下氧化几乎没有失重。     

毡体热处理对炭/炭复合材料氧化行为的影响

将炭纤维毡体进行两组不同温度的高温热处理，然后采用化学气相沉积工艺制备炭／炭复合材料，考察了两组材料在不同温度、时间下的氧化失重率，利用X射线衍射技术分析了炭纤维的石墨化度，采用扫描电子显微镜观察了氧化前、后炭／炭复合材料的形貌，探讨了两组材料的氧化反应过程及其氧化行为差异的原因。     

轴棒法C／C复合材料室温及高温拉伸性能研究

研究了轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的轴向拉伸性能,并用扫描电镜观察了高温拉伸试样的断口形貌。结果表明,轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的断裂模式不同,且高温下的拉伸强度高于室温下的拉伸强度;以常压炭化结束的C／C复合材料开孔率变大,室温及高温下的拉伸强度小于以高压炭化结束的C／C复合材料。     

航空炭刹车副用抗氧化涂层的性能研究

研制了一种以磷酸、磷酸盐、硼化物等为原料的磷酸盐涂料,并对这种涂料的抗氧化性能进行了研究。结果表明：在700℃氧化30h后,涂覆有磷酸盐涂料的涂层试样其氧化失重率仅为1．76％;经过900℃、3min←→室温、2min30次和1100℃、3min←→室温、2min10次连续热震后,涂层试样的氧化失重率为1．97％,氧化速率为1．08×10^-6g·cm^-2·s^-1。SEM观察结果显示氧化后涂层仍然保持完好,没有脱落,说明该涂层与试样的结合性能以及热稳定性能良好,适合作为航空炭刹车副的抗氧化涂料。     

热处理温度对炭/炭复合材料性能的影响

对同一种炭／炭复合材料，经过不同温度热处理后的微观结构、石墨化度、导热系数、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了对比研究。试验表明：随着最终热处理温度的提高，易石墨化的热解炭偏振光下光学活性增强，而难石墨化的热解炭微观结构几乎没有变化；炭／炭复合材料的晶粒逐渐长大，层面间距缩小，石墨化度有较大提高；平行炭布方向的导热系数和垂直炭布方向的导热系数均有上升。同时，由于基体炭与炭纤维两者热膨胀系数的差别，热处理温度的提高，降低了基体与增强纤维的的结合强度，使炭／炭复合材料的抗弯强度降低。试验还表明：随着热处理温度的提高，炭／炭复合材料的摩擦表面逐渐形成薄而致密的自润滑膜，摩擦系数在经过一个峰值后趋于平稳状态，磨损量下降明显。经l800℃热处理的质量损失主要是由氧化造成的。     

日本的炭／炭复合材料研究概述

介绍了C／C复合材料在日本的研究与应用状态,主要包括C／C复合材料的基本性能特征、制造方法、界面作用、性能与高温性能、抗氧化技术、在宇宙航天和工业方面的应用等。其中日本发明的C／C复合材料短周期致密的预成型纤维束（Preformedyams）方法值得关注。在应用方面,日本研制的密度高达1．95g／cm3的Ф1100mm3D—C／C喉衬、HOPE号航天飞机端头帽、炭纤维复合材料推力室、及新一代航空飞行器涡轮冲压发动机内部结构部件等,都代表了日本在C／C复合材料方面的先进水平。