树脂炭含量对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

为探明树脂炭含量与C/C复合材料摩擦因数及磨损量的关系,研究树脂炭含量分别为0、8.6%、67%(质量分数)的3种C/C复合材料的精细结构和摩擦磨损性能,采用实验用飞机制动装置模拟不同速度下的刹车过程,利用扫描、透射电镜观测分析摩擦表面和磨屑的微观形貌与结构.结果表明:3种材料均具有稳定的摩擦因数,并在中低速条件下达到...     

基体炭含量对C/C复合材料滑动摩擦磨损行为的影响

在M2000型摩擦试验机上,以表面镀Cr的40Cr钢为配副,测试了基体炭分别为光滑层热解炭(SL)、树脂炭(RC)和热解树脂炭(SL/RC)的3种C/C复合材料摩擦磨损行为.结果表明:随载荷增加,基体炭为全SL炭的材料A摩擦因数变化小,在0.117～0.105之间;全RC炭的材料B波动最大,在0.156～0.123之间;基体炭中SL炭质量分数为48.9%、RC炭质量分数为20.2%的材料C的摩擦因数波动幅度接近于材料A,在0.120～0.110之间.材料C的体积磨损最小,在0.191～0.620 mm3之间.随时间延长,材料A、C的摩擦因数稳定,材料B的下降幅度最大.SEM观察表明,随载荷增加,材料B摩擦表面逐渐致密、完整,材料C摩擦表面的纤维磨损现象加重.     

连续低速刹车对航空C/C复合材料摩擦性能的影响

在HJDS-Ⅱ型动力模拟试验机上对某型号航空炭刹车副进行连续低速刹车试验,研究摩擦因数与连续刹车次数和刹车副体容温度三者之间的关系,并对摩擦性能进行分析。结果表明:在连续低速刹车条件下,炭刹车副的体容温度随刹车次数增加而缓慢均匀升高。根据航空C/C复合材料摩擦因数随体容温度的变化规律,可将摩擦过程分为4个区域:环境温度摩擦区(温度低于80℃,摩擦因数稳定并小于0.15)、突变摩擦区(温度为80~120℃,摩擦因数突增到0.3)、水解吸的粉尘摩擦区(温度为120~650℃,摩擦因数达到低温峰值0.33后小幅回落,然后缓慢上升)和氧解吸的粉尘摩擦区(温度高于650℃,摩擦因数超过低温峰值)。过多地使用连续低速刹车易导致炭刹车副温度过高和轮胎拖胎,严重威胁飞机安全。     

热解炭微观结构对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

研究了热解发光学特性分别为粗糙层结构和光滑层结构试样的摩擦磨损性能。粗糙层结构试样由于具有较高的导热系数,其传热和散热能力比光滑层结构试样的强。在300～800℃时,粗糙层结构试样的膨胀系数基本保持稳定,而光滑层结构试样的膨胀系数随温度升高递增,使刹车过程中前者摩擦因数稳定,后者摩擦性能差。利用场发射高分辨电子显微镜研究了粗糙层结构和光滑层结构试样的微观结构。结果表明;前者生长择优取向明显,生长表面光滑,在摩擦过程中形成片状的石墨结构磨屑,保持稳定的摩擦性能;后者则为低织构疏松层状结构,生长表面粗糙。在磨擦过程中形成颗粒状或大团状结构,导致摩擦性能不稳定。热解炭微观结构的差异是导致2种结构试样热性能、摩擦磨损性能差异的根本原因。     

国产PAN基炭纤维增强炭基体复合材料的制动摩擦行为

分别采用国产聚丙烯腈基(即PAN基)炭纤维CCF700(A)和CCF300(B)及日本东丽PAN基炭纤维T300(C)编织二维针刺毡预制体,通过化学气相沉积结合树脂浸渍炭化增密技术制备飞机刹车副用炭/炭复合材料,在HJDS-Ⅱ型地面惯性台上测试这3种炭/炭复合材料的制动摩擦特性。结果表明:用国产炭纤维制备的炭/炭复合材料样件的整体石墨化度低于用进口炭纤维制备的样件。在模拟正常着陆能载下,国产炭纤维增强样件的减速率高于进口纤维增强样件。其中,采用CCF700炭纤维制备的材料A的摩擦因数较高、波动明显,而采用CCF300炭纤维制备的材料B的摩擦因数稳定在0.28左右。同时,刹车盘A和B的刹车过程相对平稳,刹停时间短,但刹车盘C在刹车结束前有明显的刹车力矩回升,有利于刹车过程的稳定性。材料A表面形成较厚的摩擦层,而材料B的摩擦表面摩擦层较薄,这与CCF300炭纤维具有良好的耐磨性有关。     

氮气、空气条件下炭/炭复合材料的摩擦磨损性能

在MM-1000型摩擦试验机上,对炭/炭复合材料分别在氮气和空气中模拟正常着陆能量条件下的摩擦磨损行为进行测试。结果表明:在氮气中,炭/炭复合材料的摩擦因数较高,达到0.32～0.4,磨损率较低,质量磨损率为18 mg/次,线性磨损率为1.4μm/次;在空气中,材料的摩擦因数较低,为0.2～0.3,但磨损率较高,质量磨损率为48 mg/次,线性磨损率为3.8μm/次。磨损表面及磨屑的SEM形貌表明:在空气中,材料摩擦表面易形成炭纤维、基体炭相互脱离的磨屑,其主要磨损机制为氧化磨损;在氮气中,则有纤维与基体炭连接良好、大尺寸的磨屑出现,主要磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。     

飞机炭刹车盘刹车压力-刹车力矩特性研究

飞机炭刹车盘在压力系统提供的压力作用下,动盘和静盘相互摩擦,产生摩擦力矩。刹车压力的大小对飞机炭刹车盘的摩擦性能具有较大影响。通过对3套炭刹车盘在不同压力状态下的刹车试验,对整套炭刹车盘的摩擦磨损性能进行系统研究,分析飞机炭刹车盘在可用刹车压力条件下,摩擦性能参数的变化规律。结果表明,超码研制的A320系列飞机炭刹车盘在整个刹车压力区间内,摩擦因数、平均力矩等性能指标均在国外原件的性能范围内,与国外原件具有等效的刹车性能。     

C/C复合材料摩擦磨损性能的研究

本文对同一种C／C复合材料，经过不同温度最终热处理后的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，热解炭的晶粒逐渐长大，层面间距缩小，石墨化度有较大提高，从而使得C／C复合材料的摩擦表面逐渐形成薄而致密的自润滑膜，磨损量下降明显。平行纤维方向和垂直纤维方向上的导热系数均有明显上升，使得C／C复合材料刹车盘力矩稳定，峰谷比缩小，有利于制动平稳；在1800℃热处理的材料的磨损主要是由于氧化造成的，说明1800℃的热处理温度过低，对C／C复合材料的各项性能无影响。     

炭/炭复合材料湿式制动过程中的温度场模拟

摩擦过程中的温度场和热应力分布状况是摩擦学研究领域的一个重要课题.基于炭/炭复合材料制动盘湿式制动试验,将制动过程中的摩擦生热等效为瞬时移动面热源,按传动学理论计算制动盘与冷却润滑油的对流传热系数,建立三维循环对称有限元模型,运用有限元软件ANSYS分析制动盘的温度分布,给出典型时刻的温度场分布云图及温度升高引起的热应力场.利用有限元分析刹车制动过程的温度场,可为摩擦材料的研制及制动盘的设计提供有效的参考.     

航空刹车副用C/C复合材料氧化行为研究

对波音757飞机用Dunlop和波音767飞机用BF Goodrich生产的C/C复合材料刹车盘试样的氧化行为进行了研究,研究结果表明:在氧化试验温度范围内,B757刹车盘材料氧化失重与温度具有三段式关系,而B767刹车盘材料具有二段式关系,它们各自对应的氧化敏感温度分别约为600℃,700℃;在氧化敏感温度以下氧化动力学曲线为直线型,在敏感温度以上曲线为指数型;通过较深程度的氧化可清晰地观察C/C复合材料纤维骨架的结构层次,E757刹车材料为二层薄炭毡中间夹一层纤维布组成的单元叠层构成,纤维布的纤维方向互成90°;B767刹车材料为无捻长纤维按一定角度旋转铺层,并在层面上铺加适量随机取向的短纤维束;材料氧化时首先在纤维与基体交界处氧化,基体炭氧化较深,纤维炭氧化成针尖状;但B757材料的炭毡纤维氧化程度较深而成管状。     

多孔体密度对C/C-Cu复合材料压缩性能的影响

以炭纤维无纬布/网胎针刺整体毡为增强体,采用化学气相浸渗(CVI)法制备不同密度的炭/炭(C/C)多孔体,并进一步加压浸渗铜合金制备炭/炭-铜(C/C-Cu)复合材料,研究C/C多孔体密度对C/C-Cu复合材料压缩性能的影响。结果表明:C/C-Cu复合材料压缩强度在平行和垂直方向差异小;随C/C多孔体密度升高,C/C-Cu复合材料压缩强度提高,各向异性得到改善;多孔体密度为1.65 g/cm3时,材料在平行和垂直两个方向的压缩强度都达到最大值,分别为323.8 MPa和326.6 MPa;平行方向以多层复合剪切破坏形式为主;垂直方向基本沿45°对角线方向剪切破坏。     

炭纤维增强树脂炭复合材料的烧蚀性能

采用等离子烧蚀方法研究了炭纤维增强树脂炭复合材料的烧蚀性能,并对其烧蚀表面形貌进行扫描电镜现察。结果表明,材料取向对其烧蚀性能有很大影响。     

C/C＋＋语言定时任务的实现方法和应用

对实时系统中的定时任务的实现方法和应用进行介绍与分析,并对在VisualC＋＋中实现定时任务的多种方法进行了分析比对,此外还对时钟系统的管理进行了较为深入的研究。     

C/C复合材料致密化工艺研究新进展

介绍了C/C复合材料的致密化工艺,包括液相浸渍工艺、化学气相沉积工艺、快速低成本致密化工艺以及其它致密化工艺。     

C/C复合材料的金相制样

详细论述了C/C复合材料金相样品的制备方法和金相样品制备过程中可能出现的问题以及控制和消除它们的方法。此方法可确保获得一个平整的、能反映C/C复合材料真实显微组织和结构的金相样品。     

混合基体炭/炭复合材料的低温氧化行为

研究了混合基体C／C复合材料在静态空气和流动氧气2种环境中的氧化动力学,探讨了氧化速率与时间、温度的关系,并对材料氧化后的显微形貌进行分析。研究结果表明:在静态空气气氛和流动氧气气氛中,氧化失重曲线都是非线性的;材料在流动氧气中的起始氧化温度约为650℃;在氧化反应的开始阶段氧化速率大于氧化稳定后的速率;氧化优先从界面、缺陷以及孔隙处开始,并向纵深发展。     

浸渍工艺对炭/炭复合材料力学性能的影响

对浸渍前后C／C复合材料抗弯强度、剪切强度和耐压强度进行了对比,分析了浸渍工艺过程对C／C复合材料力学性能的影响。结果表明,浸渍工艺对C／C复合材料力学性能有明显提高,抗弯强度由浸渍前的101MPa提高到浸渍后的159MPa,剪切强度由浸渍前的8．6MPa提高到浸渍后的12．1MPa,耐压强度由浸渍前的82MPa提高到浸渍后的136MPa。分析浸渍前后C／C复合材料断口的扫描电镜照片,得出浸渍工艺与CVD工艺的生长层具有类似的微观结构。     

石墨化度对C/C复合材料摩擦性能的影响

用X射线衍射方法对不同热处理温度处理的C/C复合材料的石墨化度进行了检测,同时对这三种不同石墨化度的C/C复合材料模拟飞机刹车时正常着陆、超载着陆、终止起飞条件进行了摩擦性能研究,得出了石墨化度与摩擦系数、表面吸收功率、稳定系数之间的关系。     

C/C坯体密度对熔融渗硅法制备的C/C-SiC复合材料摩擦行为的影响

以密度分别为0.92,1.10和1.46 g/cm3的多孔C/C材料为坯体,采用熔融渗硅法获得密度分别为1.94,1.86和1.79 g/cm3的C/C-SiC复合材料A、B和C。将C/C-SiC复合材料与40Cr钢配副进行滑动摩擦实验,研究其摩擦磨损行为。结果表明:随载荷增加,坯体密度为1.83 g/cm3的材料B的摩擦因数较稳定,基本围绕0.60波动,波动幅度0.2。材料A的摩擦因数波动幅度为0.3,而材料C的摩擦因数呈直线下降,降幅最大达0.5。但随时间延长,在试验载荷下,材料A的摩擦因数稳定性最好,波动幅度为0.07。SEM形貌表明,低载荷下,C/C-SiC复合材料的陶瓷相磨屑易聚集在摩擦膜边缘,而高载荷下磨屑分布较均匀,但摩擦表面都较粗糙,未形成完整、致密的摩擦膜。     

浸渍工艺对炭/炭复合材料力学性能的影响

通过对浸渍前后C/C复合材料抗弯性能、剪切性能和耐压性能的比较,分析了浸渍工艺过程对C/C复合材料力学性能的影响.浸渍工艺使C/C复合材料力学性能有明显改善:抗弯强度由浸渍前的101MPa提高到浸渍后的159 MPa,剪切强度由浸渍前的8.6 MPa提高到浸渍后的12.1MP,抗压强度由浸渍前的82 MPa提高到浸渍后的136 MPa.浸渍前后C/C复合材料断口的扫描电镜照片分析可得出浸渍工艺的炭生长层有与CVD工艺类似的微现结构的结论.