蓝宝石/氮化铝衬底上SiC外延薄膜的X射线衍射分析

介绍了在蓝宝石／氮化铝复合衬底上外延生长碳化硅薄膜材料的工艺技术。通过在蓝宝石衬底上预淀积一层薄的氮化铝缓冲使碳化硅薄膜的成核和黏附性得到很大的改善。用多种Ｘ光衍射方法对生长在蓝宝石／氮化铝复合衬底上的碳化硅薄膜的结构进行了分析,结果表明,可在这种衬底上成功地生长 出６Ｈ－ＳｉＣ单晶薄膜。     

黏土矿物的X射线衍射分析

利用X射线衍射(XRD)分析黏土矿物在地质研究中应用广泛,XRD可以确定黏土矿物的组成和含量。本研究介绍了黏土矿物的XRD实验方法;讨论了实验中要注意的主要问题;对山东半岛钻孔Z17样品的分析可知:黏土矿物的组成以伊利石为主,其次为绿泥石、高岭石以及蒙脱石,伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石含量平均值分别为59.2%、17.4%、13.6%和9.7%;从钻孔顶部到底部伊利石有增大的趋势,伊利石与蒙脱石呈此消彼长的对应关系;绿泥石和高岭石呈明显的正相关关系,而与伊利石呈负相关关系,与我国黄河黏土矿物具有一定的相似性。黏土矿物的含量和组合类型很好的反映出研究区域的寒冷、干旱、少雨的气候特征。     

X射线衍射在材料分析中的应用

阐述了X射线的产生原理,X射线衍射分析内容及其在材料分析中的应用.     

文本煤的X射线衍射特征

系统分析了广西未变质煤,区域变质煤 浆变质煤和热液变质煤的Ｘ射线衍射特征。随煤变质程度升高,（００２）衍射峰的衍射角增大,半高宽缩小,芳环层面网距缩小;     

X射线衍射方法的一个应用

提出了用X射线衍射原理测量结构内应力的一种方法，并对有关的结果进行了讨论。     

不同温度下钛酸钡陶瓷体的X射线衍射技术研究

在不同温度下,首次采用国产X射线衍射(XRD)仪及配套低温附件对BaTiO3陶瓷体进行XRD测试技术研究.结果表明:从30到130℃温度范围内,BaTiO3陶瓷体的晶体结构显示四方对称性;高于130℃,进入立方区域,BaTiO3陶瓷的单胞体积随温度线性增加.同国外的粉末数据比较,验证了国产XRD技术的准确性和稳定性.     

X射线衍射分析中K_α双线的计算机分离

K_α双线分离在X射线衍射中相当重要。作者编制了分离的程序并取得了满意的结果。本文对分离的计算机输出作了介绍。     

广西煤的X射线衍射特征

系统分析了广西未变质煤、区域变质煤、岩浆变质煤和热液变质煤的Ｘ射线衍射特征。随煤变质程度升高,（００２）衍射峰的衍射角增大、半高宽缩小、芳环层面网间距缩小;（１０ｌ）衍射峰从无到有、半高宽缩小;第Ⅲ衍射峰仅在无烟煤中出现。对烟煤而言,其有序化程度的升高主要取决于煤中稠合度小的有机化合物的脱落;对无烟煤而言,其有序化程度的升高则取决于热液作用的次数和时间的长短。     

界面对纳米SiC/LAS陶瓷复合材料微波介电性能的影响

利用激光诱导法制各的纳米SiC和LAS玻璃粉米，采用热压法制各纳米SiC／LAS陶瓷复合材料，研究了纳米SiC／LAS陶瓷复合材料微波介电性能与纳米SiC含量、烧结温度以及碳界面层的关系。结果表明，在1080℃以下烧结温度对陶瓷致密度的影响较大而对陶瓷复介电常数的影响较小；但在1080℃以上烧结温度对烧结致密度的影响较小，而对陶瓷复介电常数的影响较大，复合材料复介电常数的实测值与计算值之间存在很大的差异。通过计算和分析认为，复合材料制各过程中纳米尺度的SiC促进了碳界面层形成，使得烧结温度对复合材料复介电常数有很大影响。     

烧结助剂对氧化铝陶瓷低温烧结的影响

氧化铝(Al_2O_3)陶瓷烧结温度较高,通过添加烧结助剂可以实现Al_2O_3陶瓷的低温烧结。对比分析了不同含量的CuO-TiO_2和MnO_2-TiO_2-MgO复合烧结助剂在不同的烧结温度下对Al_2O_3烧结性能的影响,得到了烧结助剂含量和烧结温度对Al_2O_3陶瓷体积收缩率、体积密度以及内部显微结构的影响规律。实验分析表明,在1 350℃的烧结温度下,添加4%(质量分数) CuO-TiO_2和MnO_2-TiO_2-MgO的烧结助剂,Al_2O_3陶瓷分别能获得高达3. 67 g/mm~3和3. 76 g/mm~3的体积密度,并且在扫描电子显微镜下观察到良好的显微结构。     

低温烧成稀土锆莫来石砖的研究

通过添加稀土等元素，使莫来石质制品在低温下产生良好的烧结。并利用ＸＲＤ，ＳＥＭ等仪器对材料的相组成，显微结构和影响因素进行了讨论。该低温烧成工艺具有工业推广价值。     

C/SiC复合材料数据库的逻辑结构设计

C／SiC复合材料数据库对在材料研究过程中获得的全部信息实现可靠、高效的存储和访问。在遵守关系数据库第3范式的基础上，基于Oracle的支持，采用了非第1范式的对象数据类型——嵌套表，建立了对象一关系数据库，并利用UML语言完成数据库逻辑建模。根据应用需求定义了用户视图，制定了数据规范、约束、触发器等以保证数据的完整性和一致性。数据库保证了研究信息的可追溯性，为数据的管理和规范提供了有力的工具。     

Al2O3对3Ti/Si/2C体系自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C粉体为原料,通过自蔓延高温合成技术合成了Ti3SiC2材料。研究了Al2O3助剂对自蔓延高温合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,3Ti/Si/2C粉体会发生自蔓延反应,产物的组成相为TiC、Ti3SiC2和Ti5Si3,产物中Ti3SiC2含量约为23%。添加适量的细粒度Al2O3可显著促进反应合成Ti3SiC2,3Ti/Si/2C/0.1Al2O3原料反应后得到的产物中Ti3SiC2含量达64%。     

Bolt Design of Ceramic Matrix Composite and Superalloy Bolted Joint Based on Damage Failure Load

瞬态热载荷下陶瓷基复合材料螺栓连接结构热应力及装配参数演化

吕超¹,赵淑媛^2*,李正禹²,蒲泽良²,董江龙²,孙新杨³,张文娇⁴

（1.中国航天空气动力技术研究院,北京 100074;2．哈尔滨工业大学 特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨 150080; 3．哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001;4．东北农业大学 工程学院,哈尔滨 150030）

创新点说明：

基于有限元软件ABAQUS对陶瓷基复合材料和高温合金螺栓连接结构的单轴拉伸性能进行渐进损伤分析,研究了螺钉几何参数对陶瓷基复合材料-高温合金螺栓连接结构拉伸性能及失效行为的影响规律,并给出了连接结构失效载荷最大时的螺钉尺寸参数。

研究目的：

陶瓷基复合材料由于其耐高温、耐磨、抗高温蠕变、导热系数和热膨胀系数较低等特点,逐渐在飞行器热结构上得到广泛的应用。在飞行器结构中,陶瓷基复合材料常常不可避免的与金属件组成连接结构。螺钉的尺寸参数显著影响陶瓷基复合材料螺栓连接结构承载能力,对螺钉的几何尺寸进行设计对提高陶瓷基复合材料-金属螺栓连接结构的承载能力具有重要意义。

研究方法：

针对2D编织C/SiC陶瓷基复合材料与高温合金GH4169组成的螺栓连接结构,利用UMAT子程序将材料模型嵌入到ABAQUS有限元模型中建立了单钉单搭接螺栓连接结构的渐进损伤分析方法。基于已建立的C/SiC陶瓷基复合材料-高温合金螺栓连接结构的有限元模型,研究六角凸头螺钉的螺钉直径、钉头直径及钉头高度对于连接结构孔周应力分布、拉伸强度以及破坏方式的影响情况,讨论给出承载能力最大的螺钉最优几何参数。

研究结果：

C/SiC陶瓷基复合材料-高温合金螺栓连接结构的刚度随螺钉直径的增加小幅下降,受钉头直径与厚度的影响较小。在给定的螺钉直径、钉头直径及钉头厚度参数范围内,连接结构的拉伸强度均先随各参数的增加而增大而后降低,当螺钉直径为5mm,钉头直径为9.5mm,钉头厚度为2.8mm时室温最终失效载荷达到最大。

结论：

本研究基于ABAQUS有限元软件对2D编织C/SiC陶瓷基复合材料-高温合金进行有限元渐进损伤模拟分析,讨论螺钉尺寸参数对于连接结构拉伸性能的影响规律,为陶瓷基复合材料机械连接结构的工程应用提供设计分析基础及指导。

关键词：2D C/SiC陶瓷基复合材料;渐进损伤分析;拉伸性能;螺钉连接;螺钉参数

     

二维平纹编织CVI工艺C/SiC复合材料的疲劳行为

通过室温等幅单向拉-拉疲劳实验,对2D平纹编织C/SiC复合材料的疲劳性能进行了研究。通过对实验数据的分析,发现疲劳极限(N=5×105)约为极限拉伸强度的80%~85%,当加载应力超过88%极限拉伸强度时,失效很快发生,给出计算疲劳寿命的经验公式。通过观察实验件断口,分析了疲劳破坏的机制。研究表明,C/S iC复合材料具有良好的疲劳性能,但其分散性也会给结构设计带来一定的难度。     

水热条件对易烧结PZT粉体合成的影响

用水热法合成了低温烧结用PZT[Pb(Zr0 .5 3 TiO0 .47)O3]粉体。探讨了水热条件对合成粉体性能的影响。合成时添加了有助于烧结的Fe2 + ,Bi3 + ,Cu2 + 等离子化合物 ,经X ray,SEM ,TG DTA及比表面积的测定 ,表明 :当反应介质为 4mol/LNaOH ,时间 2h ,反应温度 2 0 0℃时合成后的粉体有良好的烧结性。粉体中外加了微量BCW[Ba(Cu0 .5 W0 .5 )O3] ,使PZT陶瓷在 850℃温度下即可烧成 ,密度可达理论值 98%。     

HA-ZrO2生物复合材料的制备

首先以H3PO4和Ca(OH)2为主要原料利用湿化学方法合成了结晶良好的羟基磷灰石粉体(HA),在该粉体中分别引入15%、20%和25wt%的m-ZrO2粉体,经成型后分别在900℃、1 000℃、1 100℃和1 200℃温度下煅烧1h,详细研究ZrO2含量和烧结温度对该复合材料物相及体积密度的影响规律.结果表明:随着烧成温度的升高,该复合材料的体积密度呈上升趋势,当温度为1 000℃时达到最大值,当温度进一步升高时,体积密度下降.而复合材料中的HA相随温度的升高而不断降低,当温度超过1 000℃时该趋势更加明显.随ZrO2的引入材料体积密度有一定提高,但当ZrO2含量超过20%时,其体积密度有所降低,当ZrO2含量为20%时,杂质含量最低.     

硅质多孔陶瓷制造新工艺的研究

本文研究了一种硅质多孔陶瓷制造的新工艺．对工艺影响因素进行了分析讨论，实验证明采用这种新工艺可以制得性能相对优越的多孔陶瓷过滤材料．