C/C预制体孔隙率与气相硅浸渗制备C/SiC复合材料性能关系的模型研究

建立了C/C预制体孔隙率与C/SiC复合材料组成的关系模型,并通过表征不同孔隙率的C/C预制体气相硅浸渗制备的C/SiC复合材料的组成和力学性能对模型进行了验证。研究发现,实验结果与模型预测结果基本一致。随着C/C预制体孔隙率的增大,C/SiC复合材料的密度出现先上升后下降的规律,力学性能也遵从同样的规律。XRD分析和相含量测试结果均表明复合材料的相含量与模型预测结果基本一致。实验结果与模型预测结果产生偏差的主要原因是裂解碳反应不完全。     

纤维类型对C/SiC复合材料性能的影响

利用化学气相浸渗法制备了Cf-C/SiC复合材料,借助SEM、TEM等研究了纤维类型对Cf-C/SiC复合材料力学性能的影响.实验证明T300碳纤维增韧补强效果优于M40碳纤维,利用T300碳纤维制备出弯曲强度为459M,断裂韧性为20.0MPa*m1/2,断裂功为25170J/m2的Cf-C/SiC复合材料.2种碳纤维增韧效果的差异是由纤维的原始强度、热膨胀系数和弹性常数的不同决定的.     

Ti3SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性研究

采用反应热压烧结法制备Ti3 SiC2/SiC复合材料,针对不同SiC含量的Ti3 SiC2/SiC复合材料在1100 ～ 1500℃下恒温氧化20h的氧化行为进行了研究.结果表明:(1)适量SiC的引入能有效的提高Ti3 SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性能;(2)复合材料的氧化膜分内外两层,外层成分为TiO2,逐渐向内层过渡为TiO2和SiO2的混合物.     

C/C复合材料抗氧化耐高温SiC陶瓷涂层的研究

采用高温反应法和PVD法在SiC工业合成炉内制备了C/C复合材料耐高温抗氧化SiC陶瓷涂层.用XRD、SEM对其物相组成和显微结构进行了表征与分析,讨论了涂层的形成机理,并研究了其高温氧化性能.研究结果表明,所制备的陶瓷涂层主要由α-SiCβ-SiC组成,晶粒发育完整,涂层表面致密、无裂纹,且与碳基体结合紧密,涂层厚度约600μm,涂层抗氧化性良好,在1500℃空气中氧化10h失重约为0.3%.     

采用在SiC毡上CVD—SiC涂层提高C／C复合材料抗氧化性能

最近发展起来的SiC纤维复合涂层，也就是SiC/SiC层与化学气相沉积（CVD）SiC结合形成复合涂层，已能够在高温下提高C／C复合材料的抗氧化性。形成的SiC纤维复合涂层约300μm厚，生产时先将SiC毡覆盖在3D－C／C基体材料上，然后浸渍一种碳粉与硅粉均匀分散的料浆进行化学气要沉积。通过化学气相沉积（CVD）过程，在复合材料上形成致密的涂层。在CO2－H2O－N2组成的混合气体（CO2 9％、N273％、H2O18％），1700℃下进行5h氧化实验，结果发现有SiC毡增强复合涂层比没有SiC毡增强复合材料失重率低。SiC纤维毡复合涂层由双层结构组成，里层是多气孔的SiC/SiC纤维层，外层为致密的SiC涂层。由于SiC/SiC纤维层热膨胀系数介于C／C复合基体材料与CVD－SiC涂层之间，因此，SiC/SiC中间层在复合材料中起了重要作用，从而由于热膨胀系数不同产生的热应力致使涂层开裂降低到最低程度。涂层试样氧化后，采用缓冲冲床（MSP）测试其残余强度。MSP测试结果表明氧化后C／C复合材料强度值呈发散性，从纤维折断面看有z轴方向分布纤维存在。然而，这种方法仅适用于测试小尺寸试样。从这篇论文中，可看出涂层后的C／C复合材料有高的抗氧化性，其氧化后仍能保持高的残余强度。     

化学气相渗（CVI）C／SiC复合材料性能控制

本研究用化学气相渗技术制备了四种Ｃ／ＳｉＣ复合材料：在ＣＨ３ＳｉＣｌ３＋Ｈ２（普通）＋Ａｒ（高纯）系统中制各了两种材料：材料Ａ为１Ｋ炭布层叠无热解炭界面层，材料Ｂ为１Ｋ炭布层叠有热解炭界面层；在ＣＨ３ＳｉＣｌ３＋Ｈ２（高纯）＋Ａｒ（高纯）系统中制备了另两种材料：材料Ｃ和材料Ｄ分别为１Ｋ、Ｔ３００炭布层叠有热解炭界面层．分别对其中每两种材料进行了相互比较，研究了骨架纤维、界面层及基体对整个复合材料性能的影响；通过控制上述三方面因素可以对Ｃ／ＳｉＣ复合材料的总体结构进行设计从而控制其材料最终性能。     

电泳沉积-烧结两步法制备C/SiC复合材料

采用电泳沉积法在石墨基体上制备厚度可控的Si涂层,考察了电泳沉积参数(电压、沉积时间、固含量及添加剂量)对涂层沉积量的影响。所制备的Si涂层通过烧结与石墨基体发生在位反应形成SiC涂层。涂层成分的XRD分析表明烧结后生成β-SiC。用SEM观察涂层烧结前后的形貌,烧结后Si渗入基体内部。孔径分布数据表明所形成的SiC涂层导致石墨孔径变小。1200℃的抗氧化实验表明涂层起到了良好的防护作用。实验提供了一种制备C/SiC复合材料的新方法。     

C/C多孔体的制备及其对C/C-SiC-Si复合材料的影响

C／C—SiC—Si材料是一种新型的复合材料。本文通过反应熔渗法将液态硅渗入C／C多孔体中得到致密的C／C—SiC—Si复合材料。重点研究了制备C／C多孔体的树脂浸渍裂解法，并测定了在不同浸渍次数下得到的不同的C／C多孔体的体积密度和气孔率，用扫描电镜观察了其形貌，讨论了不同的C／C多孔体对C／C—SiC—Si复合材料最终形貌的影响。     

B4C--SiC/C复合材料氧化过程的TG/DTA分析

制备了Ｂ_４Ｃ－ＳｉＣ／Ｃ复合材料,对不同组成的复合材料在２０１５００℃升温氧化过程进行了ＴＧ／ＤＴＡ（热重和差热联用）分析。结果表明,复合材料具有不同的高温抗氧化性能,此差异可归因于以下几方面：复合材料的组成不同（包括陶瓷粒子的种类、含量）,不同种类的陶瓷粒子氧化转变成陶瓷氧化物的温度、速率不同,生成的陶瓷氧化物在高温下的物性（对基体材料的润湿性、粘度及流动性、挥发性和对氧的扩散系数等）不同。通过在炭基体中弥散Ｂ４Ｃ粒子可明显提高炭基体在８５０℃以下的抗氧化性。当复合材料中Ｂ４Ｃ含量较高而ＳｉＣ含量低时,样品表面将趋于形成Ｂ２Ｏ３较为富集的硼硅酸玻璃相,在１５００℃以下具有良好的氧化防护效果;当样品中ＳｉＣ含量较高时,在高温下（＞１２００℃）,随着部分Ｂ２Ｏ３的挥发和大量ＳｉＯ２的生成,样品表面将趋于形成ＳｉＯ２较为富集的硼硅酸盐玻璃相,在高达１４００℃以上仍具有良好的氧化防护效果     

Cf/SiC复合材料生产工艺研究

Cf／SiC复合材料克服了单一SiC材料韧性低、烧结过程中晶粒长大造成强度下降等缺点，本文就Cf／SiC复合材料的生产工艺进行了综述。     

先驱体转化法制备C/C-SiC复合材料研究

以多孔C/C复合材料为预制型,聚碳硅烷(PCS)为先驱体,制备了C/C-SiC复合材料。研究了浸渍液浓度和不同C/C复合材料预制体密度等级对C/C-SiC复合材料的密度和力学性能的影响。结果表明:当浸渍液浓度为50%时,复合材料的密度均达到最佳值;不同的预制体密度对制得的复合材料性能有很大的影响,其中初始密度为1.2g/cm3试样制得的复合材料性能达到最优,其密度达到1.786g/cm3,弯曲强度达204.1MPa,剪切强度为16.1MPa,断裂韧性为6.83MPa·m1/2。     

C/C复合材料抗氧化涂层研究进展

结合国内外近几年的研究报道，介绍了C/C复合材料抗氧化涂层的基本要求及类别、各涂层体系及制备方法，并简要阐述了抗氧化涂层的研究方向。     

烧结工艺对无粘结剂C/C复合材料性能的影响

烧结是制备无粘结剂C/C复合材料工艺过程中最为关键的一个环节，烧结方式和烧结制度是否合理直接影响着制品的最终性能，对此，进行了常压和加压烧结两种工艺制度的比较研究。分析了影响制品性能的主要原因；水分及其他吸附杂质的排出；挥发分逸出；氧化烧损，试验表明，在300-700℃之间保持0.7-1.7℃/min的慢升温速率加压烧结，可以获得性能优良的无粘结剂C/C复合材料。     

致密工艺对C/C复合材料摩擦性能的影响

采用针刺全炭纤维网胎无纬布整体结构预制体为骨架，经化学气相沉积（CVD）、树脂浸溃（RD固化致密及炭化、石墨化制得C／C复合材料。研究了粗糙层（RL）和树脂炭（RC）对摩擦性能的影响。结果表明，RL结构的C／C复合材料的摩擦性能较好，稳定性较高，是用作飞机刹车材料的前提；采用CVD＋RI制备且石墨化后的C／C复合材料具有优良的摩擦磨损特性；CVD试样的密度较低时，摩擦系数较高，但磨损较大，较难形成完整的摩擦膜。     

基体改性剂含量对C/C复合材料抗氧化性能的影响

采用氧化烧蚀试验研究了改性剂硼玻璃含量对Ｃ／Ｃ复合材料抗氧化性能的影响,通过扫描电镜（ＳＥＭ）观察分析了其抗氧化机理。结果表明：随着改性剂硼玻璃含量的增加,基体改性Ｃ／Ｃ复合材料的显气孔率逐渐降低,抗氧化能力逐渐增强,当硼玻璃的含量超高９．０ｗｔ％后,Ｃ／Ｃ复合材料抗氧化能力的提高趋于平缓;在基体改性Ｃ／Ｃ复合材料的氧化过程中,改性剂硼玻璃起到了内外涂层的作用,使其抗氧化能力大大提高。     

C/C复合刹车材料及防氧化技术研究进展

介绍了Ｃ／Ｃ复合刹车材料的发展进程,国际上主要的飞机刹车机轮公司Ｃ／Ｃ复合材料及防氧化涂料的生产技术和工艺特点,Ｃ／Ｃ复合刹车材料的特性以及国内Ｃ／Ｃ复合刹车材料制备和防氧化技术的部分情况。     

C／C SiC复合材料制备方法及应用现状

介绍了C／C-SiC复合材料的制备方法,分析了各种制备方法的优缺点,尤其对常用的PIP法和新发展起来的“CVI＋PIP”混合工艺进行了重点介绍。描述了当前C／C-SiC复合材料作为高温热结构材料和摩擦材料的应用发展状况。对当前C／C-SiC复合材料的制备及应用存在的问题及以后的研究重点进行了分析。     

热解炭结构对C/C复合材料热物理性能影响

炭布叠层为预制体，采用等温CVI工艺制备出炭/炭（C/C）复合材料。通过调节丙烯与氢气的比例得到热解炭结构分别为粗糙层（RL），光滑层（SL），各向同性（ISO）的三种C/C复合材料，研究了热解炭组织结构对C/C复合材料热导率的影响，讨论了C/C复合材料的导热机理。结果表明：RL织构C/C复合材料的热导率无论是在平行方向还是在垂直方向上都明显高于SL和ISO织构C/C复合材料，在两个方向上，RL织构C/C复合材料的最大热导率比SL织构C/C复合材料分别大41.0%和31.7%，是ISO织构C/C复合材料的2倍多，且3种C/C复合材料的热导率随温度的升高呈现不同的变化趋势。     

酚醛炭基C／C复合滑板材料的催化石墨化及其性能研究

通过溶剂分散法在酚醛树脂浸渍剂中引入催化剂,采用多次液相浸渍-炭化增密和催化石墨化处理的方法,制备出密度为1．60g·cm^-3左右、石墨化度大于77％的酚醛炭基C／C复合材料。对比考察了催化剂的引入和催化剂种类对酚醛炭基C／C复合材料石墨化度、电阻率、抗折强度和摩擦磨损性能的影响,探讨了酚醛炭基C／C复合材料用作受电弓滑板材料的可能性。结果表明：硼酸或二茂铁等催化剂的引入可显著提高酚醛炭基C／C复合材料的石墨化度,降低其电阻率和摩擦系数,改善其弯曲断裂韧性;添加硼酸催化剂的酚醛炭基C／C复合材料的导电性、抗折强度和摩擦磨损性能明显优于德国纯炭整体滑板材料,可望用作高速电力机车的受电弓滑板材料。     

基体炭对无粘结剂C/C复合材料性能的影响

研究了在相同的工作制度下，基体炭（生石油焦）的热物理性质，机械 化学处理后的主要特征（粒径、比表面、含氧官能团），结果表明，在所选用的基体炭源中，荆门生焦更适合作为无粘结剂C／C复合材料的基体炭。