航空刹车用C/C复合材料坯体结构研究

为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针刺毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通造多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700h CVD增密,小样密度可达1.81g/cm~3,大样密度达1.75g/cm~3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.     

CF/CVD/树脂炭复合材料的摩擦性能

采用针刺炭纤维整体毡作为骨架，经CVD致密，树脂浸渍固化增密及炭化，石墨化后制得C/C复合材料，研究了CVD炭和树脂炭含量对摩擦性能的影响。实验结果表明：CVD炭具有典型显微组织是材料具有良好摩擦性能的保证；C/C复合材料中加入适量的树脂炭不会影响材料的摩擦性能；摩擦系数大小不一定和摩损率成对应关系。     

用不同工艺制备的C/C复合材料的力学行为

对CVI(化学气相渗透)、RI(树脂浸渍)和CVI+RI 3种不同工艺制备的C/C复合材料进行了弯曲、剪切实验。结果表明:CVI和CVI+RI增密试样的弯曲、剪切强度均高于RI增密试样;用CVI和用CVI+RI制备的试样,其断裂过程均为典型的假塑性行为,而RI试样为典型的脆断行为。断口SEM观察表明:用CVI制备的试样断口呈锯齿状,有大量纤维从基体炭中拔出;而RI增密试样的断口平缓、光滑,仅有少量纤维拔出;在不同阶段增密的热解炭之间也呈现出阶梯状断裂形貌,并存在大小不一的裂纹,这表明在材料的断裂过程中,先用CVI增密试样不仅因纤维与基体炭之间的弱界面结合可提高材料的强度,也能因不同阶段增密工艺中产生的热解炭之间的环性裂缝影响微裂纹的走向,从而改变材料的脆断特征。     

再增密对机械加工后的C/C复合材料力学性能与生物相容性的影响

采用化学气相渗透工艺对机械加工后的C/C复合材料进行再增密,对比研究再增密前后材料的力学性能、表面形貌和生物相容性。结果表明:经过再增密,材料的抗弯强度和抗压强度分别提高8%和51%,分别达到269.8 MPa和317.5 MPa,弯曲模量和压缩模量均接近人骨模量;材料表面粗糙度(Ra)由3.30μm下降到2.51μm,表面形貌由粗糙疏松状转变成光滑密实结构;细胞培养结果表明经再增密处理的C/C复合材料具有良好的细胞相容性。     

树脂浸渍补充增密对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

将CVD预增密至不同初始密度的C／C复合材料进行树脂浸渍／炭化补充增密至1.85g/cm^3，热处理后进行热物理性能的检测和不同刹车压力的摩擦磨损试验。结果表明，树脂浸渍／炭化是一种行之有效的快速致密化手段，所得制品的可石墨化性较好，导热性能也满足国外同类产品的要求；摩擦磨损试验和扫描电镜（SEM）观察结果表明，低一压力下形成的磨屑粒度明显大于高压下的磨屑，因而低压下的摩擦数高于高刹车压力下的摩擦系数。低压下的树脂炭对摩擦磨损的影响相对较大。     

整体毡纤维体积分数对CVD增密的影响

将3组不同纤维体积分数的整体毡采用等温CVD进行沉积热解炭增密,结合CVD沉积过程中整体毡内气体传质数学模型,研究了整体毡的纤维体积分数对CVD增密过程的影响,研究结果表明:纤维体积低的整体毡沉积时增重率高;纤维体积分数高的整体毡容易获得较高密度的C/C复合材料;纤维体积分数超过35％的整体毡经过300 h的化学气相沉积,坯体的体积密度能达到1.52 g/cm~3。     

航空刹车用炭/炭复合材料沥青浸渍法增密研究

以CVD工艺预增密至一定密度的自制刹车用炭/炭(C/C)复合材料和国外C/C复合材料刹车片为研究对象,分别采用中温沥青及高温沥青为浸渍剂,对C/C刹车片进行浸清-炭化新工艺补充增密处理.结果表明:自制及国外C/C刹车片均具有较好的可浸渍性;可以采用沥青浸渍-炭化法高效增密;两种沥青相比,高温沥青残炭率更高,但也易产生难石墨化炭;针对整个沥青而言的宏观残炭率与只针对样品而言的实际残炭率的差距随着炭化压力提高而变小,因而,为了快速制取C/C复合材料刹车片,必须提高炭化压力;新工艺补充增密后C/C复合材料刹车片样品各项性能比增密前均有显著的提高.     

骨架密度对C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的影响

采用CVI法增密针刺毡炭纤维预制体制备C/C坯体,然后用PIP法在C/C坯体中加入ZrC陶瓷制得不同密度的C/C-ZrC骨架,再对C/C-ZrC骨架进行压力浸渗铜,研究了不同密度的C/C-ZrC骨架压力浸渗铜的组织和性能.结果表明:密度分别为1.29、1.35、1.49、1.56 g/cm3的C/C-ZrC骨架经压力浸...     

预制体结构对平板炭/炭复合材料增密过程的影响

以不同纤维体积分数(21％、26％、32％)、不同布毡质量比(3∶1,2∶1,1∶1)的针刺整体毡为预制体,采用化学气相渗透法(Chemical vapor infiltration,CVI)制备平板炭/炭(C/C)复合材料,研究预制体结构对CVI致密化过程的影响.结果表明:随纤维体积分数增加,整体毡的增密速率及最终密度都逐渐减小:布毡比对增密速率及最终密度影响很小.材料网胎中热解炭圆壳厚度沿材料厚度方向呈内部小、两侧大的对称分布;增加纤维体积分数或增加布毡比,材料内部的热解炭增厚程度随之减小.纤维体积分数为21％的预制体最适宜采用CVI工艺进行增密,增密80 h密度达到1.69 g/cm3,热解炭生长均匀.     

新型C/C复合材料基体前驱体-COPNA树脂

以苯甲醛为交联剂, 萘为单体, 在浓硫酸催化下, 反应得到未交联的缩合多核芳香烃（COPNA）树脂. 采用红外光谱, 差热/热重分析仪等, 对COPNA树脂的合成反应及COPNA树脂的热稳定性进行了分析. 用合成的COPNA树脂对T300 6K炭布缠绕的坯体进行浸渍增密制备出了COPNA基炭/炭复合材料制品, 在常压浸渍固化炭化的条件下, 其残炭率达到53.15%. 研究结果表明： 优化单体与交联剂的物质的量比及催化剂的用量, 残炭率还有上升的空间, 显示出COPNA树脂是一种极具前景的新型C/C复合材料基体前驱体.     

Vitamins E plus C and interacting conutrients required for optimal health. A critical and constructive review of epidemiology and supplementation data regarding cardiovascular disease and cancer

Antioxidants are crucial components of fruit/vegetable rich diets preventing cardiovascular disease (CVD) and cancer: plasma vitamins C, E, carotenoids from diet correlate prevalence of CVD and cancer inversely, low levels predict an increased risk of individuals which is potentiated by combined inadequacy (e.g., vitamins C + E, C + carotene, A + carotene); self-prescribed rectification of vitamins C and E at adequacy of other micronutrients reduce forthcoming CVD, of vitamins A, C, E, carotene and conutrients also cancer; randomized exclusive supplementation of beta-carotene +/- vitamin A or E lack benefits except prostate cancer reduction by vitamin E, and overall cancer reduction by selenium; randomized intervention with synchronous rectification of vitamins A + C + E + B + minerals reduces CVD and counteracts precancerous lesions; high vitamin E supplements reveal potentials in secondary CVD prevention. Plasma values desirable for primary prevention: > or = 30 mumol/l lipid-standardized vitamin E (alpha-tocopherol/cholesterol > or = 5.0 mumol/mmol); > or = 50 mumol/l vitamin C aiming at vitamin C/vitamin E ratio > 1.3-1.5; > or = 0.4 mumol/l beta- (> or = 0.5 mumol/l alpha+ beta-) carotene. CONCLUSIONS: In CVD vitamin E acts as first risk discriminator, vitamin C as second one; optimal health requires synchronously optimized vitamins C + E, A, carotenoids and vegetable conutrients.     

炭/炭复合材料化学气相沉积工艺进展

对多种化学气相沉积工艺进行了分析对比，指出在炭／炭复合材料的研制与开发中，以等温等压（ICVD）的工艺为最优。该工艺能很好地控制工艺参数，特别是对于装了大量异形件的高炉膛，所沉积的样件不仅密度均匀而且性能稳定，虽然其工艺周期较长，但在实际生产中，可以通过多料柱的高炉膛来降低成本，是比较成熟、稳定的生产工艺。近年来兴起的其他工艺，主要关注沉积速度和沉积机理，大多局限于实验室研究，距工业化大生产还有很大的距离。     

核反应堆用碳化硼芯块常压烧结工艺研究

以核级碳化硼粉为原料,酚醛树脂作粘结剂与助烧剂,用钢模成形方法制备出碳化硼生坯,在碳管炉中用常压烧结方法在2250℃保温40 min,制备出高温气冷堆控制棒用碳化硼环形芯块。用化学分析方法分析了原料粉与碳化硼烧结体的化学成分,用排水法对芯块的密度进行测试,研究了碳质量分数对碳化硼芯块密度的影响,用扫描电镜对生坯与芯块的微观结构进行研究,对1:1大尺寸碳化硼芯块的变形量进行统计。结果表明:碳对碳化硼具有很好的助烧作用,碳化硼的密度随碳含量的增加而增加,当碳质量分数为5%时,最高密度达到2.35 g/cm~3;碳掺量为3%时,制得的1:1碳化硼芯块的密度为2.0 g/cm~3,化学成分等各项指标均满足反应堆用核级碳化硼芯块的技术条件要求。     

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.     

C/C 航空刹车材料的摩擦性能与组织结构初探

研究了航空刹车用C/C复合材料基体中的不同气相沉积炭的显微组织对摩擦性能的影响，实验结果表明：CVD炭的显微组织对材料的摩擦磨损性能有着重要的影响，机体中含有典型粗糙层组织结构是材料具有良好磨擦性能的保证。     

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。     

硼化锆基复合陶瓷粉末制备及喷涂涂层抗烧蚀性能

超高温ZrB2/MoSi2 陶瓷涂层可有效提高C/C 陶瓷基复合材料抗高温烧蚀性能。采用喷雾干燥团聚造粒法 制备复合团聚粉末,然后采用等离子致密化工艺对团聚复合粉末进行致密化处理,研究了等离子致密化工艺参数 对处理后粉末性能的影响,经等离子致密化处理后,粉末松装密度及流动性均得到了明显提高,当送粉速率为 50 g/min 时,ZrB2/MoSi2 粉末松装密度及流动性分别为3.26 g/cm3 和21.5 s/50g,与团聚态粉末相比,松装密度及 流动性分别提高了108.97 % 和59.01 %,致密化处理后粉末的氧含量降低至0.05 wt.%,在等离子致密化处理过 程中ZrB2/MoSi2 复合粉末几乎未被氧化。对等离子喷涂涂层进行了烧蚀试验,烧蚀后涂层结构完整未发生剥落, 表明制备的ZrB2/MoSi2 涂层具有良好的抗高温烧蚀性能。