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快速化学气相渗积制备碳/碳复合材料的工艺研究 总被引:3,自引:0,他引:3
研究了一种快速制备碳/碳复合材料的新工艺-自加热化学气相渗积法(SHCVI)。该工艺沉积时间10h,复合材料密度可达到1.63g/cm^3。通过测定材料的体积密度及力学性能,分析了温度制度、反应气体流量、气体压力对复合材料致密度以及复合材料力学性能的影响。采用扫描电镜观察复合材料断口形貌,分析其增韧机制。 相似文献
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根据C/SiC复合材料的结构以及等温化学气相浸渗法的工艺特点, 建立了ICVI过程中C纤维预制体结构变化的多尺度孔隙模型和C/SiC复合材料ICVI致密化过程的数学模型. 利用该模型对ICVI法制备C/SiC复合材料进行了数值计算和分析. 模拟结果与实验结果呈现出相同的规律并且两者之间误差较小, 表明本文所建立的模型可以很好地描述C/SiC复合材料的ICVI致密化过程. 利用该模型计算出C/SiC复合材料孔隙率的分布情况以及总体孔隙率在浸渗过程中的演化规律, 对ICVI工艺的优化具有一定的指导意义. 相似文献
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包埋浸渗/气相沉积二步法在C/C复合材料表面制备SiC涂层 总被引:5,自引:0,他引:5
采用包埋浸渗法和化学气相沉积(CVD)法相结合在炭/炭(C/C)复合材料表面制备了SiC涂层, 借助扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射等检测手段对涂层的微观组织形貌、元素分布和物相组成进行了观察与分析. 结果表明:包埋法制备的SiC涂层与C/C复合材料基体的界面处形成了梯度过渡层, CVD法制备的涂层十分致密, 有效填充了包埋SiC涂层中的孔隙, 因此, 二步法制备的SiC涂层具有良好的防氧化性能, 涂层试样在1500℃静态空气中氧化60h失重率仅为2.01%. 试样失重的主要原因是其在高低温热循环过程中氧气从涂层中的微裂纹扩散至基体表面, 从而引起基体氧化所致. 相似文献
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化学气相沉积碳/碳复合材料性能研究 总被引:1,自引:0,他引:1
分析了化学气相沉积碳/碳(C/C)复合材料的刹车力矩和刹车速度的关系曲线及影响因素,结果表明,刹车力矩一刹车速度曲线上的初始力矩峰值随着摩擦界面温度的升高而增大,提高材料的石墨化度、改变刹车盘的结构、降低刹车比压的施加速度都可以降低初始力矩峰值,改善C/C材料的摩擦性能.C/C复合材料具有良好的自润滑性能,其磨损率仅为1.2×10-3mm/次.它们具有较高的机械性能和热物理性能,完全可以满足飞机刹车的要求. 相似文献
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C/C复合材料TCⅥ工艺温度控制系统研究 总被引:1,自引:1,他引:1
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。 相似文献
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化学气相渗(CVI)碳化硅工艺研究 总被引:4,自引:0,他引:4
对均热法、热梯度法和压差-温度梯度法三种化学相渗SiC工艺进行了研究,结果表明:三种方法制备周期依次缩短。均热法适合制备形状复杂的样品,提高沉积效率靠增大沉积炉和多放样品来实现,整个过程受气体自由扩散所控制,热梯度法适合制备形状简单、规则的薄壁试样,每炉只能做一个,过程主要受样品内外温度梯度所控制,用该法可以制备出成分连续变化的的功能梯度材料;压差-温度梯度法适合制备板状、圆筒状厚壁样品,过程受样 相似文献
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工艺因素对C/C复合材料ICVI致密化的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
以2D针刺碳毡为预制体、丙烯为前驱气体、氮气为稀释气体,在常压条件下研究了沉积温度、滞留时间和丙烯分压等工艺因素对致密化速度的影响。结果表明,三个工艺参数协同作用,对致密化具有相似的影响:参数取值较高时初期致密化速度也较快,结果导致预制体表层气孔的过早填充,不利于进一步的沉积,反之,则致密化速度较慢,但有利于预制体内部的沉积。 相似文献
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新技术制备 C/C复合材料及特性研究 总被引:3,自引:0,他引:3
为了提高传统等温化学气相渗透(ICVI)工艺的致密化效率,降低C/C复合材料生产成本,本文通过减小预制体周围气体流动空间,将传统负压ICVI工艺加以改进.采用改进后的新型ICVI工艺,在沉积温度1100℃、沉积压力为常压和滞留时间为0.1s的实验条件下,以甲烷为前驱体,氮气为稀释气体,对纤维体积分数为28.7%的2D针刺炭毡预制体进行致密化研究,采用偏光显微镜观察所制试样的组织结构,测定了其三点弯曲强度,并利用SEM观察断面形貌.结果表明:125h制备出密度为1.73g/cm^3且密度分布均匀的C/C复合材料.试样的组织结构为粗糙层,弯曲强度为250.87MPa,模量为29.29GPa,断裂行为呈现明显假塑性. 相似文献
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在沉积温度为1080--1200℃、沉积总压力为10 kPa和气体滞留时间为0.01 s的条件下, 以天然气为碳源, 以氮气为载气, 使用新型ICVI工艺对预制体初始密度为0.43 g/cm$^{3}$(纤维体积分数25%)的2D针刺整体炭毡进行致密化,
在150 h内制备出表观密度为1.75 g/cm3的C/C复合材料. 用偏光显微镜和高分辨扫描电镜观察了热解碳基体的微观组织结构, 分析了三点弯曲试样的断口形貌. 结果表明: 制备的C/C复合材料具有粗糙层(RL)组织结构, 试样的弯曲强度为164.77 MPa、模量为21.34 GPa, 表现为阶梯式失效, 断裂行为呈现出明显的假塑性. 相似文献
在150 h内制备出表观密度为1.75 g/cm3的C/C复合材料. 用偏光显微镜和高分辨扫描电镜观察了热解碳基体的微观组织结构, 分析了三点弯曲试样的断口形貌. 结果表明: 制备的C/C复合材料具有粗糙层(RL)组织结构, 试样的弯曲强度为164.77 MPa、模量为21.34 GPa, 表现为阶梯式失效, 断裂行为呈现出明显的假塑性. 相似文献
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粗糙层组织结构2D-C/C复合材料的制备及特性 总被引:2,自引:0,他引:2
在沉积温度为1080-1200℃、沉积总压力为10 kPa和气体滞留时间为0.01 s的条件下,以天然气为碳源,以氮气为载气,使用新型ICVI工艺对预制体初始密度为0.43 g/cm3(纤维体积分数25%)的2D针刺整体炭毡进行致密化,在150 h内制备出表观密度为1.75 g/cm3的C/C复合材料.用偏光显微镜和高分辨扫描电镜观察了热解碳基体的微观组织结构,分析了三点弯曲试样的断口形貌.结果表明:制备的C/C复合材料具有粗糙层(RL)组织结构,试样的弯曲强度为164.77 Mpa、模量为21.34 Gpa,表现为阶梯式失效,断裂行为呈现出明显的假塑性. 相似文献
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以SICl4-NH3-H2为反应体系,采用化学气相渗透法CVI)制备C/Si3N4复合材料.渗透产物的能谱和X射线衍射表明渗透产物为非晶态Si3N4,经1350℃真空热处理后,产物仍然为非晶态Si3N4;经1450℃真空热处理后,产物已经发生晶型转变,由非晶态转变为晶态的α-Si3N4和β-Si3N4.渗透温度、渗透时间、气体流量对试样致密化、增重及微观结构的影响研究表明渗透温度为900℃、SiCl4流量为30mL/min、H2流量为100mL/min、NH3流量为80mL/min、渗透时间120h、系统压力1000Pa时,气体渗透进入碳布预制体后,在预制体内反应均匀,制备的复合材料较均匀. 相似文献
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热结构复合材料的低成本制备(高效、低成本、快速制备C/C、C-SiC系列热结构复合材料) 总被引:5,自引:0,他引:5
介绍了化学气相渗C/C材料在国内外的发展状况,指出落后的工艺技术阻碍了我国C/C产业的发展。金属所发明的化学气相渗新技术-HCVI能低成本快速制备C/C、C-SiC系列热结构复合材料。该方法是在热梯度法基础上,利用电磁耦合原理使反应气体中间产物在变电磁场作用下更加活泼、碰撞几率增多,从而增加了沉积速率。试验证明采用这种新工艺制备了这种新工艺制备C/C材料沉积速率提高了30~50倍,该方法特别适合制 相似文献
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用液化石油气作碳源、炭毡作增强体,在坯体中埋置导电层产生温度场和电磁场梯度,在自行设计的多元耦合物理场CVI炉中制备炭/炭(C/C)复合材料,并就沉积温度、压力、碳源气体浓度等工艺条件对增密速度和材料结构的影响作了探讨性研究.采用偏光显微镜研究了沉积炭的显微结构.研究表明,多元耦合物理场CVI工艺增密速度快,初始密度为0.2g/cm3,尺寸为260mm×60mm×20mm的坯体,在920℃、3kPa、碳源浓度45%的条件下沉积20h,试样的密度达到1.71 g/cm3;在960℃、0.1kPa、碳源浓度45%的条件下,可获得结构一致的粗糙层结构(RL)热解炭. 相似文献