低压液相浸渗制造高强度C/A1复合材料

本文提出非润湿性涂层框架浸渗模型,适当设计涂层形态,于低压力下可以实现金属液对涂覆非润湿性涂层纤维的完全浸渗。在1.5MPa浸渗压力下采用Al-Si-Mg合金浸渗涂覆SiC涂层碳纤维实验,结果表明该模型正确可行。所获得的C/Al复合材料试样抗拉强度达900MPa(纤维体积分数V_f=35％)。论文讨论了三种涂层状态下的浸渗结果。     

涂层碳纤维强化铝基复合材料的界面反应与断裂特征及机械性能的关系

研究了涂SiC涂层的碳纤维强化铝基复合材料的界面反应状况,断裂特征及机械性能。实验表明,复合材料机械性能及断裂特征主要受涂层结构状况的控制。随反应时间的延长,SiC涂层不断被消耗,拉伸强度经历稍有上升、下降及大幅度下降三个阶段,断裂方式依次为双拨出型、纤维拨出型,部分涂层拨出型及平切型。SiC涂层可有效地阻止纤维与基体的反应,保证C/Al复合材料在界面反应严重的情况下仍保持较高的强度水平。     

钢纤维和聚丙烯纤维对高强混凝土强度的影响

揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高强混凝土C60强度的影响。设计了15组不同纤维增强C60试件和1组C60对比试件，进行了抗压强度和劈裂抗拉强度试验研究。在高强混凝土C60中同时掺加不同质量分数的钢纤维和聚丙烯纤维后，抗压强度没有明显增大趋势；抗拉强度平均值达3．46MPa；拉压比增加了5％-26％。适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维后可明显提高高强混凝土的抗拉强度和拉压比。     

新型置换法制备Ni涂履SiC颗粒

应用自行设计的新型化学涂层工艺（置换法）,对粉末表面进行预处理后,采用自配亲水性溶液对被涂颗粒（SiC)进行表面预处理,改善了涂层金属与颗粒基体的结合状况,与未经亲水性处理的普通置换法相比,新型化学涂工艺得到了较光滑、致密的Ni涂SiC粉末,实验进一步分析了涂层反应温度、表面活性剂、涂层助剂（乙酸）等因素对涂层效果的影响,结果表明：随着涂层反应温度的升高,涂层沉积速率明显加快,但涂层致密度降低;适量的表面活性剂与涂层助剂对涂层效果有积极的作用。试验选定涂层反应温度90℃、适量聚乙二醇和乙酸的工艺条件进行涂层研究,对涂层质量、涂层厚度进行了控制与计算,得到了粉末厚度、涂层粒度、粉末表面形状因子之间的定量关系。对涂层反应的热动力学原理进行了分析研究。     

FB/PP混杂纤维对混凝土性能的影响

为提高混凝土的韧性,添加水镁石纤维(FB)与聚丙烯纤维(PP)的混杂纤维制成纤维混凝土材料.进行了混凝土的工作性和力学性能试验,研究了纤维对塌落度、抗压强度、弯拉强度及劈裂抗拉强度的影响.实验结果表明:FB/PP混杂纤维可以明显提高混凝土的弯拉强度及劈裂抗拉强度,且优于单一纤维增强的效果.在总纤维用量为0.5%的情况下,随PP纤维比例的增加,混凝土的塌落度及抗压强度减少,但劈裂抗拉强度上升.混凝土的弯拉强度先上升,后下降.弯拉强度最大值出现在PP∶FB=0.2%∶0.3%左右.随水灰比的降低,单一FB纤维对混凝土强度的增强效果一般呈加强趋势,而FB/PP混杂纤维对混凝土弯拉强度增强效果降低,对混凝土的劈裂抗拉强度的增强效果加强.     

高温吸波涂层的制备及其力学性能研究

以BaO-La2O3-B2O3系玻璃为粘结剂,S iCN纳米吸收剂作为添加剂,采用热压粘涂法在钛合金板表面制备了一系列涂层。文中分析了BaO-La2O3-B2O3系玻璃的性能,探索了粘涂工艺和S iCN纳米粉含量对涂层抗拉强度的影响机理。结果表明含有吸收剂的涂层粘接强度低于不含吸收剂的涂层,由于涂层内存在S iCN纳米粉团聚现象,拉伸时趋于内聚破坏,而界面的结合则比较致密。随着吸收剂含量的增加,涂层的抗拉强度明显降低。     

高温处理后C/SiC点阵结构复合材料压缩性能

C/SiC点阵结构复合材料具有轻质、高强、防热、抗烧蚀等功能,有望应用于未来高超声速飞行器的热防护系统中.采用纤维束缝合工艺和先驱体浸渍裂解法(PIP)制备了C/SiC四棱锥点阵结构复合材料.将C/SiC点阵结构复合材料试件分别在1 200℃和1 600℃下进行热处理30 min,对高温热处理后的C/SiC四棱锥点阵结构复合材料压缩性能进行了实验研究,并与未进行热处理材料的压缩性能进行了比较.实验结果表明:高温热处理会引起C/SiC四棱锥点阵结构复合材料压缩性能的下降,但1 600℃热处理后材料的强度明显高于1 200℃热处理后材料的强度.     

不同质量分数的SiCp-Al复合材料制备及性能测定

为了分析SiC颗粒增强Al基复合材料中SiC质量分数对材料性能的影响,用粉末冶金法制备了SiC颗粒质量分数分别为10％,15％,20％,25％的铝基复合材料,测定了复合材料的抗拉强度、压缩强度、显微维氏硬度以及线膨胀系数．结果表明,随着SiC质量分数的增加,SiCp-Al复合材料的压缩强度、抗拉强度和显微维氏硬度都得到大幅度提高,而线膨胀系数随着SiC质量分数的增加而降低．说明复合材料的力学性能不符合简单的混合定律．     

石墨纤维连续化冷等离子体表面处理

本文利用冷等离子体技术对石墨纤维表面进行了连续空气冷等离子表面处理。结果表明:经等离子体处理后,石墨纤维与基体树脂间的粘结性得到大大改善,其复合材科的层间剪切强度比未处理的提高138％,抗拉强度和杨氏模量也分别增加了11.3％和7％。复合材料层间剪切强度的增加可能是由三种因素促成的:其一纤维表面—COOH,OH,=O等含氧基团的增加,提高了纤维与基体的反应能力;其二纤维表面无定形碳含量的增加,增加了纤维表面活性;其三纤维表面沟槽加深,扩大了粘结界面和机械联结强度;其中—COOH的贡献可能更大一些。另外,此种处理方法工艺简单,且经济、安全、无公害,可与石墨纤维生产线配套使用。     

800MPa级冷轧双相钢的组织与性能

在实验室试制了800 MPa级C-Si-Mn系冷轧双相钢,研究了双相钢的处理工艺,并对所研究钢板进行了力学性能测试和显微组织分析.研究结果表明,随着退火温度的增加,屈服强度和抗拉强度呈逐渐增加的趋势,当退火温度在740~760℃时,增加不太明显;温度高于760℃以后,屈服强度和抗拉强度均有较大幅度的增加;当退火温度达800℃时,屈服强度为490 MPa,抗拉强度达到955 MPa,延伸率为18.0%.     

硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响

用硅烷偶联剂KH-550对不同品种的玄武岩纤维进行表面改性处理,采用单丝拉伸试验,结合扫描电镜和SPSS统计分析的方法,研究了硅烷偶联剂处理对玄武岩单丝拉伸性能的影响.结果表明:表面处理前后,玄武岩纤维品种2和3的拉伸强度和断裂伸长率均没有显著变化;玄武岩纤维品种1的拉伸强度和断裂伸长率明显增大,其拉伸强度提高32.8%,断裂伸长率增大31.79%.这证明用硅烷偶联剂KH-550对玄武岩纤维进行表面改性处理,可以达到表面处理的目的且不损伤玄武岩单丝的拉伸性能,一定程度上可以弥补玄武岩纤维生产工艺的不足.     

纺丝工艺对多功能复合抗菌锦纶纤维拉伸性能的影响

采用竹碳／银纳米粒子超细微粉,并利用复合纺丝技术开发出多功能复合抗茵锦纶纤维,结合工厂的实际生产条件对该纤维拉伸性能进行了测试．结果表明,与单组分多功能抗茵聚酰胺长丝纤维相比,在同样的抗茵母粒添加量的条件下,复合纺丝生产的多功能抗茵聚酰胺长丝纤维具有良好的力学性能;在实际生产牵伸工艺范围内,抗茵锦纶纤维的拉伸强度随牵伸倍数增加而增大,并呈现线性规律;拉伸伸长率随牵伸倍数增加而减小,表现出负指数规律特征．     

Si对碳化硅纤维烧结性能的影响

本文以Si元素为烧结助剂 ,成功地实现了SiC陶瓷纤维的液相烧结 ,并对纤维烧结体的力学性能及显微结构进行了分析。实验结果表明 ,由于Si元素的存在 ,在烧结过程中Si转变为液相 ,使碳化硅纤维的烧结温度降为 180 0℃ ,纤维的抗拉强度达到 6 0 0MPa;Si的加入量最佳值是 10 % ,而大于或小于该值时 ,纤维的抗拉强度均低于 6 0 0MPa。     

基于临界长度的长丝纱强力相关因素理论分析

根据长丝纱断裂的不同时性引出长丝纱临界长度的概念,并建立数学模型对长丝纱临界长度进行计算;根据临界长度的定义和计算公式,从理论上说明了纱线各参数如纤维细度、捻度及摩擦系数等与纱线强度相关因素的影响。结果表明,纤维越细、捻度越大（临界捻系数内）、摩擦系数越大,临界长度越短,从而长丝纱强力越大,这与传统纺织理论相符。     

Monotonic tensile behavior analysis of three-dimensional needle-punched woven C/SiC composites by acoustic emission

High toughness and reliable three-dimensional needled C/SiC composites were fabricated by chemical vapor infiltration （CVI）. An approach to analyze the tensile behaviors at room temperature and the damage accumulation of the composites by means of acoustic emission was researched. Also the fracture morphology was examined by S-4700 SEM after tensile tests to prove the damage mechanism. The results indicate that the cumulative energy of acoustic emission （AE） signals can be used to monitor and evaluate the damage evolution in ceramic-matrix composites. The initiation of room-temperature tensile damage in C/SiC composites occurred with the growth of micro-cracks in the matrix at the stress level about 40% of the ultimate fracture stress. The level 70% of the fracture stress could be defined as the critical damage strength.     

HFCVD法制备SiC材料及结构分析

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,以甲烷(CH4)和硅烷(SiH4)作为源反应气体在Si(111)衬底上生长了晶态SiC薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FTIR)等分析手段对样品结构、组分进行了分析.实验结果表明所制备的样品为SiC晶体.     

Preparation and properties of multi-wall carbon nanotube/SiC composites by aqueous tape casting

MWCNTS/SiC composites were fabricated by aqueous tape casting. High solid content (50 vol%) SiC slurries with sintering additives and multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) as reinforcements were prepared using Tetramethylammonium hydroxide as the dispersant. The stability of MWCNTs/SiC slur-ries was studied and characterized in terms of zeta potential and rheology measurements. The relative density of the composite was about 98% after hot-pressing at 1850℃ (at 25 MPa in Ar for 30 min). The hardness of the composites decreased with the increase in MWCNTs content. The flexural strength and the fracture toughness were 742.17 MPa and 4.63 MPa·m1/2, respectively when the MWCNTs content was 0.25 wt%. Further increase in MWCNTs content to 0.50 wt% did not lead to the increase in mechanical properties. Most of MWCNTs were found to be located at SiC grain boundaries and the pull out of the MWCNTs was observed.     

基于普通纸张的蜂窝陶瓷载体材料的设计与性能研究

以普通纸张为原料,采用凝胶-溶胶技术对纸张进行处理,并通过折叠、粘贴等仿生设计,经低温炭化、高温碳热还原反应及气相渗硅等方式制备出SiC/Si蜂窝陶瓷载体复合材料.采用XRD、SEM、TEM和三点弯曲等分析测试手段对其相组成、微观结构和力学性能进行分析.结果表明,陶瓷纸炭化以后为非晶态的碳;经真空炉烧结后的相组成为β-SiC相、Si相和残留的C相.三点弯曲实验表明,SiC/Si陶瓷复合材料的强度超过200MPa.多孔碳化硅的气孔率随着排硅时间的增加而增加,其强度和韧性随着排硅时间的增加而减小.     

基于非均匀特性的长丝纱拉伸断裂模型及强度预测

针对纤维的随机性特征,本文基于长丝纱组分强力的离散性,建立了长丝纱断裂过程的纵向应力分布的几何模型;同时,根据长丝纱的结构特点,建立了长丝纱的断裂过程模型和强度预测模型,并对模型进行模拟和强力预测分析,分析结果表明,平均应力分配法则中,单丝的断裂顺序比较随机,没有产生明显的应力集中现象,所以得到的强力值较大;局部应力分配法则预测得到的长丝纱强力值偏小,而平均应力分配法则得到的强力与测量值较为接近,但用这2个方法得到的预测强力都随着捻度的增加而增加,且速率由快至缓,在高捻区域,随着捻度的增加长丝纱的局部应力分配法则有望接近实测值,这2种应力分布法则所预测的结果都符合二参数Weibull分布。该研究为将来短纤维纱的性能预测奠定了理论基础。     

Microstructure and properties of SiC gradiently coated Cf/C composites prepared by a RCLD method

The SiC gradiently coated carbon fiber/carbon (Cf/C) composites were prepared by a two-step rapid chemical liquid depo-sition (RCLD) method. The microstructure and properties of the composites were investigated using X-ray diffraction, scanning elec-tron microscopy together with energy dispersive X-ray analysis, bending tests, and oxidation tests. The experimental results show that the surface layer of the composites is composed of SiC, pyrocarbon, and carbon fibers. Their inner area consists of pyrocarbon and carbon fibers. The SiC content gradiently decreases with increasing distance from the outer surface to the center of the compos-ites. Furthermore, the thickness of the SiC layer increases with increasing tetraethylorthosilicate content and deposition time. SiC coatings have no significant influence on the bending strength of the composites. However, the oxidation resistance of the compos-ites increases with increasing thickness of the SiC layer.