炭材料的高温粘结剂(Ⅰ)

随着炭材料在高温领域应用的增长 ,对炭材料部件的生产和连接性能的要求越来越高。传统的机械连接技术在接头处有明显的应力集中现象 ,因此需要新的连接技术以用于制造和连接复杂或大尺寸的材料、部件。由于粘接技术的突出优势 ,对炭材料高温粘结剂的研究越来越活跃。就高温粘结剂的定义、分类等进行了介绍 ,并着重就应用于炭材料的无机型和冷固化型高温粘结剂及其性能进行了讨论。     

石墨高温粘接界面化学结构变化与粘接性能间的相关性

以酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin,PF)和碳化硼(B4C)为原料的高温粘结剂对炭材料具有良好的粘接性能.利用XPS手段,对不同温度热处理后的粘接部件的化学结构及其变化进行了分析.结果表明,酚醛树脂炭化为无定型碳,形成粘接胶层的骨架结构,并随着热处理温度的提高,有序化程度提高,从而提高了粘接界面的相容性.而B4C与酚醛树脂炭化过程中释放出来的含氧小分子反应而氧化生成了B2O3.B2O3的形成,使粘接界面上实现了化学键合连接.     

反应粘接碳化硅材料接头的研究

用反应粘接的方法获得了反应烧结碳化硅材料之间、反应烧结碳化硅和重结晶碳化硅材料间的连接。分析了反应粘接碳化硅材料接头的形成机理 ,分别在光学显微镜、扫描电镜下观察了连接区的显微组织和断口形貌 ,评价了反应粘接硅 /碳化硅材料接头的力学和电性能。研究结果表明 ,反应粘接可以使母材间形成良好的接合界面 ,连接层未对整体材料的强度和电阻率造成明显的影响。优化接合面的组织和成分是获得碳化硅材料优异连接性能的关键     

高温及机械应力对PBX力学行为的影响规律及机理分析

为了获得高温和机械应力对高聚物粘接炸药(PBX)力学行为的影响规律,基于材料试验机的结果获得了以HMX为基的PBX-1及以TATB为基的PBX-2在不同高温和机械应力作用下的力学响应规律,用动态热机械分析仪(DMA)和扫描电子显微镜(SEM)分析了它们的力学性能的变化机理。结果表明,在25~90℃高温-力耦合加载下,两种PBX的拉伸、压缩强度随温度升高而降低,但破坏应变在一些温度点产生突变,PBX-1的应变突变温度点约为65℃,PBX-2分别约为35、55℃和75℃;PBX-1的高温-力顺序加载响应规律包含两个温度段,25~150℃为第一阶段,该范围的高温作用下材料压缩强度和破坏应变几乎不会变化,150~200℃为第二阶段,破坏应变随温度升高而增大,压缩强度先减小后增大,在180℃最低。高温-力耦合作用下,粘结剂相态变化和粘弹特性改变是影响PBX高温软化和力学性能劣化的主要原因,其软化-流动-粘流化将引起PBX的变形行为特别是拉伸及压缩破坏应变的突变,同时导致PBX破坏模式由脆断向脱粘失效转变,PBX的突变温度与粘结剂的物态转变温度相对应。对于高温-力顺序加载,粘结剂弹性回复和炸药晶体无损伤是PBX-1在25~150℃力学性能不变的主要原因,炸药晶体在180℃附近会发生高温破碎,导致PBX-1的压缩强度在180℃附近达到最低值。     

刀具粘接试验研究

本文通过试验证实,刀头与刀体采用粘接是一种较理想的连接形式。在进行刀具粘接时,必须谨慎选择粘接剂和粘接方法。本文就车削刀具在粘接剂的选择、粘接结构的设计和粘接工艺方面进行了一些探索。     

冷固树脂砂造型的发展与应用(下)

(二)酚醛系树脂砂酚醛系树脂最早作为铸造用有机粘结剂,广泛应用于壳型铸造。共主要优点,一是成本低,在有机粘结剂中价格最便宜,因此国外在糠醇价格上涨或考虑其它经济因素时,也曾用作呋喃系树脂的代用品;二是无氮。但是由于存在以下致命的缺点,使它失去了经济上的优越性。     

复合固体推进剂非线性界面脱粘的力学性能研究

复合固体推进剂是高体积分数的颗粒填充材料,因此建立细观力学模型对于研究其力学性能具有十分重要意义.应用细观力学的Mori-Tanaka方法研究了推进剂本构关系,其中推进剂颗粒与基体的界面粘接律采用抛物线型假设.通过算例证明抛物线型粘接律能更好模拟推进剂颗粒与基体的非线性脱粘行为,并且研究表明推进剂中颗粒大小、体积分数以及颗粒基体界面间的最大粘接应力对其力学性能有明显影响.     

金属零件环氧胶粘剂粘接强度工艺研究

针对某产品金属零部件粘接后出现分离或错位的问题,对所用环氧胶粘剂粘接强度进行研究.采用与产品材料相同的"金属块-金属块"样件,进行了胶粘剂不同配比、固化温度、表面质量等试验,确认粘接质量的影响因素包括组份配比、固化时间、粘接面表面质量等.采用精确称量胶液组份、严格控制粘接面质量、确定最短固化时间、改进余胶的清擦方式等改进措施,改善产品粘接强度.实际应用结果证明:改进措施能提高装配工序的生产效率,降低废品损失.该工艺可在同类产品质量问题处理、教学研究、科研试制等领域内推广使用.     

基于金字塔算法的绝热层超声粘接图像的融合

针对固体火箭发动机绝热层粘接的超声检测C扫描图像,提出了利用金字塔算法融合降低噪声的方法,讨论了融合的步骤与规则,并将其用于实际检测的粘接图像,实验表明采用所提出的方法可以提高粘接检测图像的信噪比。     

C/C复合材料与镍基高温合金连接接头断裂机制的研究

C/C复合材料与镍基高温合金的连接构件在航空、航天和军工等领域具有很重要的应用前景,利用真空热压工艺成功实现C/C复合材料与镍基高温合金之间的有效连接,并借助SEM、EDS和材料万能试验机,对连接接头的断面及断裂过程进行研究。结果表明:连接中间层可视为特殊的复合材料,接头的断裂模式应为积聚型断裂;而影响接头断裂主要因素则是连接面内各部分材料之间的热膨胀系数的不匹配。     

TATB基PBX界面热阻研究及导热系数预测

为研究TATB基高聚物粘接炸药(PBX)中炸药晶体与粘结剂之间的界面热阻,采用在TATB单质药片上涂覆氟橡胶层的方法,制备了TATB基PBX单层界面样品,并通过纳米压痕法获得了界面样品氟橡胶层及界面层厚度,利用激光热导仪测得TATB/氟橡胶界面层在293,303,313,323,333 K下的导热系数分别为6.18×10~(-3),6.53×10~(-3),9.87×10~(-3),2.16×10~(-2),7.72×10~(-3)W·m~(-1)·K~(-1)。基于界面导热系数与热阻的关系,建立含界面热阻的PBX导热系数预测模型,获得了某型PBX导热系数理论值,理论计算结果与实测值吻合性较好。     

THB型糖蜜泵转子和轴粘接试验研究

通过THB糖蜜泵转子和轴采用粘接工艺代替原来的复杂而成本高昂的热烘装工艺,尝试了机械受力构件的粘接方法,叙述了转子与轴粘接的结构设计和粘接工艺。粘接工艺与热烘装工艺相比,每套转子与转子轴的加工工时节省25小时,费用减少175元,以每年生产500台糖蜜泵计算,可节省生产成本约10万元。     

粘接炸药的室温硫化硅橡胶胶粘剂的研究

选用多种甲基丙烯酸（酯）单体的混合物与107硅橡胶进行自由基共聚合改性,用IR、GPC等分析方法对共聚物结构和组成进行表征。用甲基丙烯酸（酯）改性107硅橡胶胶粘剂并配用酸性偶联剂和碱性偶联剂对JOB－9003、JH－9005炸药进行粘接试验,结果表明,改性后的硅橡胶具有较高的粘接力。     

固体火箭发动机粘接界面参数识别与损伤破坏数值模拟

为了研究固体火箭发动机粘接界面的损伤破坏过程,按照QJ2038.1A-2004制作了固体火箭发动机矩形粘接试件,对粘接试件进行了单向拉伸试验,获得了粘接试件的损伤破坏模式。根据粘接试件损伤破坏特点,建立了粘接试件的有限元数值模型,采用基于分步反演与Hooke-Jevees优化算法结合的反演方法,准确地获取了推进剂/衬层/绝热层界面混合模式下双线型内聚力模型的相关参数,将其应用于粘接试件拉伸试验损伤破坏过程的数值模拟中。研究结果表明:粘接试件主要的破坏形式为推进剂/衬层/绝热层界面处的脱粘;提出的反演识别方法能够较好地获取固体火箭发动机的界面相关参数,拉伸速度为2 mm·min^-1时,固体火箭发动机粘接界面的初始模量、最大粘接强度、断裂能分别为0.86 MPa、0.63 MPa、3.13 kJ·m^-2;推进剂/衬层/绝热层界面的损伤导致粘接试件的应力随应变增加的速率减慢,人工脱粘层尖端处界面的起裂,并且沿试件中央扩展,最终贯穿粘接试件是粘接试件主要损伤破坏模式。     

衬层粘接性能的研究进展

对村层粘接界面的研究现状和进展作了综述,从组分迁移、水分吸温和工艺／配方等三个方面阐述了影响村层粘接界面粘接性能的因素,并介绍了提高粘接性能的技术途径。     

绝热层粘接检测图像的多分辨率融合

基于固体火箭发动机绝热层超声C扫描粘接检测时高分辨率探头检测易受噪声干扰、低分辨率探头检测精度不高的矛盾,提出了将两种不同分辨率探头检测图像融合的方法,讨论了利用二维小波多分辨率分析法进行图像融合的步骤与算法,并将其用于实际检测的粘接图像的处理,实验表明采用所提出的方法完全可以获得高分辨率、高信噪比的粘接检测图像.     

硅橡胶包覆层的研究进展

介绍了近年来硅橡胶包覆层的力学性能、耐烧蚀性能、粘接性能方面的研究情况以及取得的进展。硅橡胶包覆层中填料的粒径对硅橡胶的补强效果十分重要；可从改变生胶结构、添加耐烧蚀填料两方面来改善硅橡胶包覆层的耐烧蚀性；在推进剂药柱表面上涂覆底涂液可以大幅提高硅橡胶包覆层与推进剂的粘接强度。建议今后对采用纳米填料改善硅橡胶包覆层补强效果及其与其它高分子材料共混等方面进行深入研究。     

构件粘接的一种在线检测技术

介绍了金属与非金属筒形件搭接粘接的一种超声在线检测技术，它能在微机光实时地显示被检测构件沿圆周方向上粘合面积的彩色图象，并对构件整体粘接强度合格与否作出预报。工程实践表明，该技术在保证不将粘接强度不合格的构件误极为合格的前提下，在粘接强度不合格构件为５％左右时，给出的粘接强度合格与否的误报率不大于０．５％。     

基于DIC技术的固体火箭发动机装药粘接界面参数反演研究

针对传统实验法无法精准获取粘接界面内聚力模型参数问题,采用数字图像相关技术结合Hooke-Jeeves优化算法的反演识别方法,基于固体火箭发动机矩形粘接试件拉伸实验结果,对粘接界面所采用的双线性内聚力模型的相关参数开展反演研究。反演结果表明：拉伸速率为5 mm·min-1时,最大粘接强度、模量、失效断裂能分别为0.55 MPa、0.57 MPa、2.26 kJ·m-2。仿真与实测应力-应变曲线的相对误差由初始44.7%修正为4.3%,拉伸应变为0.05、0.08时,仿真与实测的感兴趣区域最大位移误差分别为0.64 mm、1.76 mm,平均位移误差分别为0.38 mm、0.45 mm,以上误差结果均表明该反演识别方法的精度较高,建立的内聚力模型可以用于表征粘接界面的真实本构关系。     

埋入传感器对发动机界面粘接性能影响试验研究

针对固体火箭发动机健康监检测中埋入传感器后对发动机界面粘接性能的影响,自制埋入传感器的粘接试件,通过对粘接试件的CT无损探伤与力学性能试验,得到传感器的埋入方法可靠、埋入传感器对发动机界面粘接性能无明显影响;通过对自然贮存粘接试件的力学性能监测试验,得到粘接界面力学变化规律,进而确定埋入式传感器在发动机界面中至少可以稳定工作3个月以上.