C布预制体C/C复合材料磁电阻特性研究

C布预制体C/C复合材料试样经不同温度石墨化处理后,通过X射线衍射法标定其石墨化度,研究其磁电阻特性。结果表明:随着石墨化度的提高,C/C复合材料的磁电阻增大;石墨化度对C/C复合材料磁电阻-位向关系无影响,磁电阻-位向关系是材料本身的特性,不随石墨化度、磁场强度、测量温度等因素的变化而变化,实验用材料最大磁电阻出现在90°位向处;固定磁场强度,不同石墨化度试样的最大磁电阻随测量温度(5～300K)的增加线性降低;测量温度高于5K,外加磁场小于1.2T时,磁电阻随磁场强度的增大线性增大,场强高于1.2T后,磁电阻不再随磁场强度的增加而变化;测量温度在4.2K时,磁电阻随外加磁场的变化会出现量子化平台。     

短切纤维炭/炭复合材料磁电阻特性研究

研究了经不同温度下热处理后短切纤维模压预制体炭／炭复合材料样品的磁电阻特性。研究结果表明C／C复合材料的磁电阻一位向关系曲线的形状与C／C预制体结构有关，不同预制体结构的材料，磁电阻一位向关系曲线形状不同。C／C复合材料出现磁电阻恒为0的起始温度与材料的石墨化特性有很大关系。石墨化程度越高，材料的磁电阻越大，磁电阻达到0时的测量温度越高。研究发现，磁电阻一测量温度曲线回归方程的斜率随热处理温度的增加而降低，且斜率-热处理温度的变化曲线与材料d002随热处理温度的变化曲线形状类似。     

针刺毡预制体炭/炭复合材料磁电阻特性的影响因素

研究了针刺毡预制炭/炭复合材料 (C/C) 经不同温度石墨化处理后的磁电阻特性。结果表明:实验材料磁电阻于各位向 (0°~180°) 均相等,且石墨化处理温度越高,材料的磁电阻越大,外磁场强度、测量温度等因素不影响磁电阻-位向关系;在同一磁场强度下,石墨化处理温度高的材料磁电阻为正值,石墨化处理温度低时磁电阻为负值,且磁电阻与测量温度 (5~300K) 呈线性关系变化,高于一定测量温度后,磁电阻稳恒为0;磁电阻-测量温度曲线回归方程的斜率随热处理温度的增加而降低,且斜率-热处理温度的变化曲线与材料的晶面间距d₍₀₀₂₎随热处理温度的变化曲线形状类似;测量温度相同时,磁电阻随外加磁场强度的增大而增大,在低场强 (低于1.2×107A/m) 下,呈现二次函数关系,当场强高于1.2×107A/m,磁电阻-磁场强度关系为线性;不同场强下,随石墨化处理温度的提高,磁电阻也增大。      

石墨化处理对炭/炭复合材料磁电阻特性的影响研究

对不同温度石墨化处理得到的炭 炭复合材料的磁电阻特性进行了研究。结果表明:1)实验材料出现最大磁电阻的位向均为45° 135°,炭 炭复合材料磁电阻—位向关系不受石墨化处理温度、外磁场强度、测量温度等因素的影响。2)在同一磁场强度情况下,样品磁电阻与测量温度(5K～300K)呈线性关系变化,温度越高磁电阻越低。并且较低石墨化温度处理的样品在一定温度以上磁电阻降低为0,不再变化;2880℃石墨化处理的样品在一定温度以下出现"磁阻饱和值"。3)磁电阻—测量温度曲线回归方程的斜率项随热处理温度的增加而降低,而截距项随热处理温度的增加而增加。4)测量温度相同时,磁电阻随外加磁场强度的增大而增大,在低场(小于1.2T)下,呈现二次函数关系,场强高于1.2T后,磁电阻—磁场强度关系为线性。不同磁场强度下,随石墨化处理温度的提高,磁电阻也增大。     

Fe3O4-PDMS纳米复合材料磁电阻特性及变化模型的研究

主要研究了复合材料磁电阻特性,提出了复合材料的制备方法,并测量了材料形貌、磁化特性、磁电阻随磁场的变化特性。结果表明,复合材料在环境磁场中能够产生磁电阻效应,其磁电阻特性受材料中分散的纳米颗粒的磁化特性所影响,并且复合材料磁电阻随着材料中纳米颗粒的分散浓度的增大而增大。根据磁场环境下复合材料中纳米颗粒之间沿磁场方向的相互作用以及聚合物材料的粘弹性,重点分析了该复合材料的磁电阻变化机理并提出了复合材料的磁电阻变化模型。随后,利用纳米颗粒的磁化数据以及PDMS的动力学参数进行了复合材料磁电阻变化特性的数值仿真,并将仿真数据与实测数据进行对比,对比结果显示该模型能够准确描述复合材料的磁电阻变化特性。     

炭/炭复合材料的结构对磁电阻一位向曲线形状的影响

研究了四种C／C复合材料的磁电阻与测试位向的关系。其中每种试样具有不同结构的预制体，并经过2400℃～2800℃热处理。实验结果表明，这四种材料的磁电阻-测试位向曲线形状完全不同，而同一材料的曲线形状基本相同，并且与热处理测试温度和磁场强度无关。经傅里叶函数分析，材料的磁电阻-测试位向曲线形状与其预制体纤维的方向有关。     

热处理温度对高导热3D C/C复合材料性能的影响

通过化学气相渗透和前驱体浸渍裂解复合工艺对三向碳纤维织物进行致密化,获得密度为1.95 g/cm3的高导热3D C/C复合材料.利用SEM,XRD,导热系数测试,线膨胀系数测试和三点弯曲实验,研究2350,2550,2850℃不同热处理温度对3D C/C复合材料微观形貌、结构、导热系数、线膨胀系数和弯曲性能的影响.结果表明:随着热处理温度的升高,中间相沥青基碳纤维石墨片层结构更加明显,均匀包裹在碳纤维周围的热解碳片层排列的有序度提高,且片层之间排列更加致密;3D C/C复合材料的石墨化度和导热系数提高;在测试温度250～1400℃区间,线膨胀系数随着测试温度的升高略微增大,不同热处理温度后的3D C/C复合材料线膨胀系数均在-1×10-6～2×10-6℃-1,表现出良好的"零膨胀性".此外,当热处理温度升高,3D C/C复合材料的碳纤维与基体的结合减弱,导致材料的弯曲强度和弯曲模量降低,2850℃高温热处理后的材料弯曲断裂面出现大量长纤维拔出,总体来说,3种不同热处理温度后的断裂均表现出"假塑性"断裂特征.     

Ag1-xCox颗粒膜巨磁电阻逾渗模型研究

利用离子束溅射方法制备了外加磁场79600A/m的Ag1-xCox颗粒膜,成分用X-ray能谱仪EDAX9100测定;颗粒膜磁电阻采用四端法测量.结果表明,其巨磁电阻随外磁场是线性变化的并用朗道相变理论解释了磁电阻的逾渗现象.     

La0.67Ca0.33Mno3—δ体材料的巨磁电阻特性

利用高温烧结法制备了多晶立方结构的Ｌａ０．６７Ｃａ０．３３ＭｎＯ３－δ体材料。材料的居里温度（Ｔｃ）为２８０Ｋ，其金属－半导体转变温度（Ｔｐ）为２７０Ｋ，接近于Ｔｃ。外加磁场下的磁电阻（ＭＲ）峰值温度与Ｔｐ十分接近。外加磁场为０．６Ｔ和５Ｔ时，材料的ＭＲ峰置分别过到４０％和７６％，材料具有显著的巨磁电阻效应，在液氮温度附近，也观察到了相当大的磁电阻效应。     

钙钛矿锰氧化物（La0.8Ln0.2）2/3Ca1/3MnO3（Ln=La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu）的低场电输运性能分析

用溶胶-凝胶法制备了系列掺杂（La0.8Ln0.2）2/3Ca1/3MnO3（Ln=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu）纳米级晶体。对比在La被其它镧系元素部分替代后,引起的A位离子平均半径的改变和磁矩变化对电输运及磁阻性能的影响,实验分析表明,各个样品在同样大小磁场下的磁电阻存在较大的差别,样品的磁电阻随原子序数的增加而明显变大,由镧系收缩引起晶格畸变所产生的本征磁电阻占主导地位,随着外加磁场的增加,不同掺杂样品间的峰值电阻差异被弱化;各掺杂样品间的转变温度差与掺杂离子半径差和磁矩差密切相关,且离子半径的差异对转变温度的改变贡献更大。     

3D C/C复合材料的热膨胀性能

通过测定热膨胀系数(CTE),分析了不同密度以及高温处理前后热解炭基三维编织炭/炭复合材料(3DC/C复合材料)的热膨胀行为,并与PAN基炭纤维以及热解炭的热膨胀性能作了比较。结果表明:PAN基炭纤维在1200℃以后,出现明显的负膨胀。从室温到100℃,C/C复合材料呈负膨胀状态,CTE与密度成正比;从100℃到1000℃,C/C复合材料的CTE-温度曲线基本遵循热解炭基体的热膨胀规律变化;超过1000℃以后,CTE-温度曲线出现峰值,表明热解炭的膨胀受纤维的限制。复合材料的热膨胀行为由纤维和基体二者决定。     

Anisotropic magnetoresistance in ferromagnetic 3d alloys

The anisotropic magnetoresistance effect in 3d transition metals and alloys is reviewed. This effect, found in ferromagnets, depends on the orientation of the magnetization with respect to the electric current direction in the material. At room temperature, the anisotropic resistance in alloys of Ni-Fe and Ni-Co can be greater than 5%. The theoretical basis takes into account spin orbit coupling and d band splitting. Other properties such as permeability, magnetostriction, and Hall voltage have no simple relationship to magnetoresistance. Anisotropic magnetoresistance has an important use as a magnetic field detector for digital recording and magnetic bubbles. Such detectors because of their small size are fabricated using thin film technology. Film studies show that thickness, grain size, and deposition parameters play a significant role in determining the percentage change in magnetoresistance. In general, the change is smaller in films than bulk materials. Several tables and graphs that list bulk and film data are presented.     

2D C/C复合材料微观结构与力学性能的研究

采用等温化学气相渗透方法,通过调整沉积工艺,制备了具有不同微观组织结构的2D C/C复合材料.利用偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结合选区电子衍射(SAED),研究了热解炭基体微观组织结构,借助万能试验机测试了材料的三点弯曲性能.结果表明:层状高织构(HT)热解炭基体占优时C/C复合材料表现为假塑性断裂;扁平片状中织构(MT)热解炭与颗粒状各向同性层热解炭(ISO)有利于提高材料的弯曲强度;HT基体与炭纤维界面结合良好,界面处不存在非HT织构,但取向角(OA)略有增大.     

C/C复合材料特性对其摩擦磨损性能的影响

在MM-2000环-块摩擦试验机上研究了制备工艺、石墨化度、密度、纤维取向等材料特性对其摩擦磨损性能的影响。研究结果表明，采用化学气相渗透(CVI) 浸渍工艺制备并经过多次浸渍增密且石墨化后的材料具有优良的摩擦磨损特性。石墨化后试样的密度越大，其摩擦磨损性能也越好。一般情况下在载荷适中时，垂直试样的摩擦系数要大于平行试样，而体积磨损量却小于平行试样。C／C复合材料比高强石墨材料更适宜用作航空发动机轴间密封材料。     

C／C复合材料TCⅥ工艺温度控制系统研究

本文简要介绍了C／C复合材料TVCI工艺(热梯度化学气相渗透)原理，分析了其温度控制特点。针对该工艺高精度温度与温度梯度难以控制的不足，引入模糊控制理论，建立了基于自寻优的TCVI工艺温度模糊控制系统。仿真结果表明，该控制系统稳态精度高，规则易于调整，具有重要的实际应用价值。     

放电等离子烧结制备Ti/C叠层材料及其力学性能

以Ti和C的片状材料为原料, 利用放电等离子烧结(SPS)技术烧结制备了具有层状结构特征的Ti/C叠层复合材料, 研究了不同烧结温度下的叠层材料的组织形貌和室温力学性能。研究结果表明: 随烧结温度的升高, 反应层的厚度增大, 烧结温度达到1500℃时, 反应层的厚度可达到32.6 μm, 进一步提高烧结温度, 将会使Ti发生熔化现象, 无法得到Ti/C叠层复合材料。当烧结温度达到1500℃和1510℃, 层状复合材料的抗弯强度和断裂功分别达到最大值1571.51 MPa和215.09×10³ J/m²。Ti/C叠层复合材料的裂纹扩展路径主要有裂纹偏转、 裂纹并行扩展和裂纹尖端的分叉钝化, 这些扩展路径是叠层材料增韧的主要机制。     

Nondestructive Testing of Thermal Shock Resistance of Cordierite/Silicon Carbide Composite Materials after Cyclic Thermal Shock

Two different types cordierite/silicon carbide composite ceramic materials (KS 50 and KZ 50) were used for this investigation. Both materials were exposed to the water quench test from 950°C, applying various numbers of thermal cycles. When refractory samples are subjected to the rapid temperature changes crack nucleation and propagation occurs resulting in loss of strength and materials degradation. The formation of cracks decreases the density and elastic properties of material. Therefore, measuring these properties can directly monitor the development of thermal shock damage level. Dynamic Young modulus of elasticity and strength degradation were calculated using measured values of ultrasonic velocities obtained by ultrasonic measurements. Level of degradation of the samples was monitored before and during testing using Image Pro Plus program for image analysis. The capability of ultrasonic velocity technique and image analysis for simple and reliable nondestructive methods of characterization was presented in this investigation. It was found that both composite materials exhibit good thermal shock resistance.