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相似文献
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1.
热处理温度对炭/炭复合材料性能的影响   总被引:4,自引:0,他引:4  
对同一种炭/炭复合材料,经过不同温度的最终热处理后的微观结构、石墨化度和抗弯强度进行了对比研究.研究结果表明:随着最终热处理温度的升高,在偏振光下,易石墨化的热解炭光学活性增强,而难石墨化的热解炭微观结构几乎没有变化;炭/炭复合材料的晶粒逐渐长大,层面间距逐渐缩小,石墨化度有较大幅度的提高;同时,由于基体炭与炭纤堆的热膨胀系数存在差别,随着热处理温度的升高,基体与增强纤维的的结合强度降低,使炭/炭复合材料的抗弯强度降低,但材料的应变性增强,材料的断裂形式由脆断转为假塑性断裂.  相似文献   

2.
热解碳结构对炭/炭复合材料摩擦磨损性能的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过控制化学气相沉积工艺条件,得到粗糙层,光滑层,过渡结构,各向同性等几种具有不同微观结构的热解炭,通过金相观察,石墨化度,摩擦磨损性能的测试,得出:热解碳的微观结构对炭/炭复合材料的摩擦损性能有较大影响;制动过程中形成的薄膜使摩擦因数降低,粗糙层结构的炭/炭复合材料石墨化程度高,摩擦因数高,线型平稳,且随着压力的增加,其力矩上升明显,是一种优良的摩擦材料,光滑层结构的炭/炭复合材料石墨化度低,摩擦因数低,磨损小。  相似文献   

3.
基体含量对炭/炭复合材料的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了最终密度为1.85-1.86g/cm^3的二维(2D)炭/炭复合材料的不同基体成分-CVD炭和树脂炭的含量对2D C/C复合材料力学性能的影响,并在扫描电镜下进行断口分析,探索了C/C复合材料的损伤机理,此外,通过观察炭纤维与CVD炭以及CVD炭树脂炭的结合状态,纤维拔出,韧断等断口微观形貌,从微观上分析了不同基体炭以及它们的微以结合对2D C/C复合材料强度性能的影响,结果表明:CVD炭含量越高,剪切强度越低;而抗弯强度,弯曲弹性模量和抗压强度则先增加后降低,有一个明显的起伏,说明CVD炭与树脂炭的含量有一个最佳配比,即CVD炭含量约为44%时,可以使2D C/C复合材料力学性能得到最佳值,炭纤维与CVD炭成树脂炭粘结并不是特别牢固,其界面具有缓冲裂纹传播速度或改变裂纹传播方向的作用,或界面剥离吸收掉集中的应力,从而使炭纤维的强度得到很好的利用,C/C复合材料的强度得以提高。  相似文献   

4.
液相法制备炭/炭复合材料的显微结构   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用光学显微镜和扫描电子显微镜对用液相法制备的3种单向纤维增强炭/炭复合材料的显微结构进行了观察和分析,这3种炭/炭复合材料分别采用纯沥青作基体和沥青加焦炭粉、树脂加焦炭粉作预浸初基体制得,在热压成形初坯体内,收缩的微裂纹沿纤维轴向与外界相通,可被再浸渍填充,而孔洞则大多与外界隔绝,不能被再浸渍填充,实验结果表明:集炭填充料的添加改变了复合材料的显微结构,可调整炭/炭复合材料的纤料的纤维体积分数,减少气孔的形成,有利于再浸渍致密化;它还扰乱基体状结构组织,导致其焦炭粉颗粒呈紊乱状态。  相似文献   

5.
炭/炭复合材料的摩擦磨损性能   总被引:10,自引:0,他引:10  
选取由CVD预增密至一定密度,再进行树脂浸渍/炭化补充增密至1.85g/cm^3的炭/炭复合材料作摩擦环试样。测试了该试样在一系列刹车速度时的摩擦磨损性能,并对其摩擦面及磨屑进行了SEM,观察对摩擦面进行显微喇曼光谱分析。研究结果表明:炭/炭复合材料的摩擦磨损性能随刹车速度的变化而发生显著变化,在10m/s时出现最高峰,在25m/s出现亚高峰;磨损量随刹车速度的增加而增加,而氧化磨损在刹车速度为25m/s时开始大量产生,在28m/s时达最大值,其摩擦表面形貌,结构及磨屑亦有较大差别。刹车速度从5m/s升至20m/s,摩擦面石墨化度降低,石墨结构向无定型碳结构转变,但在高速时石墨化度反而升高,无定型碳结构又向石墨结构转变。  相似文献   

6.
指尖密封用炭-炭复合材料摩擦磨损性能   总被引:2,自引:0,他引:2  
为确定指尖密封用炭-炭(炭纤维增强炭基体)复合材料的摩擦学性能,针对指尖密封的轻载使用条件,应用UMT-2摩擦磨损测试仪进行炭-炭复合材料摩擦磨损性能试验,测量摩擦系数与磨损率,并采用扫描电子显微镜(SEM)分析材料的摩擦磨损机理.结果表明,无纬布层垂直于摩擦平面时,材料的摩擦系数和磨损率较低.载荷增加,较高密度材料的磨损率增加缓慢,摩擦系数减小.与载荷相比,材料磨损率受频率的影响较小,且随频率升高摩擦磨损性能越好.磨损表面的SEM分析表明:低频、低载条件下材料发生磨粒磨损;频率的提高加快磨屑膜的成形,自润滑能力增强;载荷的增加虽使磨屑快速被挤压形成磨屑膜,但磨屑膜被不断挤出剥落,纤维裸露断裂产生严重磨损,这一点在材料密度较低时表现更为显著.选用较高密度的材料以及布置无纬布层垂直于摩擦平面可以有效缓解密封材料的磨损.  相似文献   

7.
炭化温度对木质素导电炭石墨化结构的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了分析和探索导电炭在不同炭化温度下石墨化的特性,以Ni(C4H6O4Ni·4H2O)为催化剂,木质素为原料,催化炭化制备生物质导电炭.通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和拉曼光谱分析手段对导电炭石墨化结构进行表征.结果表明,当木质素炭化温度为500 ℃时,可能开始出现石墨化现象,温度升高,D峰的半峰宽逐渐减小,两峰积分面积比值R值逐渐减小,石墨化程度更高,结晶更完整.炭化温度在1 100 ℃时,电阻率能达到0078 Ω·cm,石墨化度达到837%.炭化温度越高,导电炭的电阻率越小,层间距越小,石墨状微晶结晶度越高,d002晶面间的层间距越接近石墨d002层间距.  相似文献   

8.
利用以星型交流电弧加热器为核心的地面模拟系统对三维5D编织炭/炭复合材料的烧蚀行为进行了考核,通过对材料烧蚀表面温度、形貌的在线实时监测及烧蚀后微观结构的观察,研究了该类材料的烧蚀行为.研究发现:三维5D编织炭/炭复合材料的烧蚀是热化学烧蚀和机械剥蚀的综合作用,构件边缘区域以机械剥蚀为主,中心区域表现为热化学烧蚀和机械剥蚀相互耦合,没有明确的分界;基体炭与炭纤维的抗烧蚀性能相差较大,炭纤维的抗热化学烧蚀性能、抗机械剥蚀性能明显高于基体炭,烧蚀后试件烧蚀表面仅剩下凸起的纤维束骨架结构;三维5D编织炭/炭复合材料的烧蚀性能表现出较强的各向异性,在轴向体现为单根纤维失去周围基体支持而发生剥离,抗烧蚀性能相比较好;在径向体现为烧蚀表面脱层,抗烧蚀性能相比较差.  相似文献   

9.
采用化学气相沉积法制备人工心瓣含硅低温热解炭涂层,并进行热处理。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、纳米压痕仪、热膨胀仪研究了热处理对涂层微观结构和性能的影响。结果表明,涂层包含热解炭(乱层石墨结构)与β-SiC两种物相,热处理后热解炭微晶层间距减小,表明石墨化程度提高,同时β-SiC微晶与热解炭微晶尺寸增大。电镜下材料主要由类球形颗粒组成,颗粒之间存在微米级孔隙,热处理后材料孔隙结构发生变化,大孔隙减少,孔隙分布更加均匀。热处理后材料纳米硬度明显减小,热膨胀系数略增大,微观结构的变化是导致材料性能改变的主要原因。  相似文献   

10.
以炭毡为预制体,N2为稀释气体,在沉积温度为1 100℃和1 150℃时,研究不同气体前驱体(甲烷和丙烯)对微波热解CVI工艺(MCVI)制备炭/炭复合材料致密化速率和密度均匀性的影响,并观察材料的表面形貌和微观结构,分析MCVI工艺的可行性.结果表明,非极性甲烷更适用于MCVI工艺,预制体可实现从内到外逐步致密,避免了表面结壳现象,提高了致密化速率.采用该工艺,可在30 h内制备密度达1.70 g/cm3以上的炭/炭复合材料.  相似文献   

11.
XRD测定炭素材料的石墨化度   总被引:4,自引:0,他引:4  
研究了用X射线衍射(XRD)测定炭素材料石墨化度的原理和方法,指出其本质是精确测定炭石墨六方晶格的C轴点阵常数值,为此,用高纯硅粉作内标以校准测量误差。为提高测量精度,选用高角度的C(004)-Si(311)衍射线对;当试样的石墨化度较低时,因C(004)衍射线强度太小,选用C(002)-Si(331)线对。将它们分别进行Kal,Ka2双线分离处理后,以Ka1峰的半高宽之中心点定峰位并据此计算石墨化度。实验结果表明:在碳/碳复合材料中,由于采用了多种原材料,经高温热处理后形成石墨化的程度不尽相同,即试样中含有不同石墨化度的组分,致使炭石墨的衍射线呈现明显的不对称性,此时必须进行多重峰分离处理,分离出的子峰通学无需再进行双线分离,即可直接用来计算各组分的石墨化度;由各子峰的积分强度可计算不同石墨化度组分的相对含量,以此进行权重计算所得的平均石墨化度更合理地反映了试样内部石墨化度的实际情况。  相似文献   

12.
炭/炭复合材料浸渍用沥青的性能分析   总被引:10,自引:0,他引:10  
采用高温粘度计、核磁共振(^13C-NMR)、差热/热重(DTG/TG)、光学金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等观察检测手段,对炭/炭(C/C)复合材料浸渍用太钢沥青和武钢沥青的软化点、元素组成、族组成、炭组成、流变性、残炭率、炭化所形成焦炭的形貌及可石墨化性等进行了分析。结果表明:作为C/C复合材料浸渍法生产的原料,在相同处理条件下,太钢沥青的软化点、粘度、残炭率比武钢沥青的高,但其所形成焦炭的石墨化性能比武钢沥青的销差,结构更复杂。  相似文献   

13.
通过炭-炭复合材料飞机刹车盘氧化保护问题的研究,指出在炭-炭复合材料的氧化保护涂层研制时所应考虑的各种因素。试验结果和实际应用表明,据此研制出的硼玻璃防氧化涂层技术是成功珠。运用这项技术可使炭-炭复合材料基植体在各种条件下的氧化速率降低150~200倍,并且涂层与基体在各种条件下都具有良好的相容性。  相似文献   

14.
航天动力技术研究院西安超码科技有限公司利用炭/炭复合材料的技术、设备和人才优势,自主开发的B757—200型飞机炭刹车盘,于2004年获得中国民用航空总局颁发的零部件制造人批准书(编号:PMA0044)。由于攻克了整体预制体成型、复合炭基体致密化处理、高温处理、防氧化涂层等技术难题,B757—200型飞机炭刹车盘性能与国外炭刹车盘性能等效,为验证炭刹车盘具有良好的可靠性,公司进行了115%能量的中止起飞动力试验和高速变压等多项试验。  相似文献   

15.
人工机械心瓣热解炭涂层表面存在着微小缺陷,大多以半椭圆裂纹的形式存在,在载荷作用下易发生扩展甚至断裂。应力强度因子是判断裂纹是否进入失稳状态的一个重要指标。该文利用三维断裂分析软件,结合有限元分析软件计算了人工心瓣热解炭中心半椭圆裂纹拉伸试样不同位置处的K I,并与基于实验基础的理论值进行对比,同时讨论了初始裂纹大小、位置和形状对K I的影响,结果表明:计算值与理论值最大相对误差不超过3%,验证了该软件计算热解炭K I的有效性,K I随初始裂纹尺寸增大而增大;初始裂纹位于试样中心或边缘对K I几乎没有影响;裂纹长半轴与短半轴比值越接近1,计算结果越稳定。  相似文献   

16.
为提高水泥基复合材料的韧性,通过在高强聚乙烯醇纤维表面上浆的方式,调控高强聚乙烯醇纤维与水泥之间的界面粘结状态,考察了上浆前后和上浆量对水泥基复合材料抗压和抗弯性能的影响。结果表明:高强聚乙烯醇纤维表面上浆后,2%体积掺量聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料的抗压强度稍有增加,抗弯强度有一定程度下降,但抗弯断裂应变和抗弯断裂能大幅度提高,抗弯时受拉侧呈现多裂纹开裂模式;上浆率过高或过低,水泥基复合材料抗弯韧性均有下降。  相似文献   

17.
用模拟刹车制动的磨擦试验机,研究了1种针刺毡结构炭/炭复合材料在不同制动速度下的磨擦磨损性能,并在光学显微镜下直接对磨擦表面进行了观察和分析。研究结果表明:在制动速度为5m/s或静态条件下,针刺毡炭/炭复合材料的磨擦因数很低,但在制动速度为10m/s、能量较小时磨擦因数出现了峰值;在制动速度升高到20m/s后,磨擦因数较高且随刹车速度变化趋于稳定,显示出优良的高能高温制动性能;只要制动速度不是极高(如28m/s),这种材料均具有很好的抗磨损性能,其中磨损量在制动速度为15m/s时达到最大值,该制动速度对应于飞机进出场滑行制动速度;磨擦表面微观结构及氧化状况取决于制动条件的影响,炭磨屑和基体炭在制动过程中会优先氧化。  相似文献   

18.
中周科学院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部与澳大利亚昆士兰大学合作,在国家自然科学基金委的支持下,研制成功一种局域石墨化三维层次多孔结构的新型多孔炭材料。该材料在高倍率条件下具有很高的能量密度和功率密度,可用作超级电容器的电极材料。  相似文献   

19.
用热压法制备了纳米TiC增韧补强的Si3N4基复合陶瓷材料,研究了不同TiC含量对复合陶瓷材料力学性能与微观结构的影响.结果表明:纳米TiC颗粒的添加对复合材料的力争陛能的提高是有利的,当纳米TiC的质量分数为15%时,复合材料具备较优的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性、HV硬度分别达到895MPa,8.03MPa.m^1/2,15.06GPa;不同尺寸的Si3N4晶粒形成双峰结构,有利于复合材料性能的提高;其断裂机制为沿晶断裂和穿晶断裂的混合类型.  相似文献   

20.
硅酸铝短纤维/铝合金复合材料的断口分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用SEM观察了硅酸铝短纤维/铝合金复合材料的拉伸断口,发现陶瓷增强相主要有三种破坏形式;当纤维沿拉伸方向的有较长径比超过临界值时纤维以断裂破坏为主;(近似)垂直于拉抻载荷的纤维因承受横向拉伸导致界面或纤维开裂而发生脱附;机械损伤及不均匀热收缩在陶瓷颗粒内产生的应力导致大颗粒发生开裂。纤维断裂能效提高复合材料的强度;纤维脱附及颗粒开裂对材料的强度没有贡献。  相似文献   

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