异型截面碳化硅纤维的制备及其雷达吸波特性

以聚碳硅烷为原料,通过熔融纺丝、不熔化处理、烧成,制备出了具有异型截面的碳化硅纤维。研究了纺丝温度、压力、牵伸速度对纤维异形度和当量直径的影响,确立了异型截面碳化硅纤维的制备工艺。这种纤维与环氧树脂复合制备的结构吸波材料具有良好的雷达吸波性能。     

含异质元素碳化硅纤维及其吸波性能研究进展

含异质元素碳化硅纤维由于其满足结构吸波材料对承载、吸波的要求，已经成为当今SiC系列纤维的重要发展方向之一。综述了近年来国内外含异质元素SiC纤维的研究进展，重点介绍了含异质元素SiC纤维的种类、制备及其吸波性能，并展望了今后的发展方向。     

具备吸收雷达波功能的三叶型碳化硅纤维研制

以聚碳硅烷(PCS)为原料,采用熔融纺丝制备三叶型PCS纤维后,经不熔化和烧成制得三叶型碳化硅纤维。研究了纺丝温度、收丝速度等对纤维异形度的影响,并对预氧化和烧成工艺以及吸波性能等进行了研究。研究表明,较低的纺丝温度、适当高的纺丝压力和较低的转速有利于提高纤维的异形度。与相同当量直径的圆形纤维相比,三叶型碳化硅纤维的抗拉强度平均提高约30%,三叶型碳化硅纤维在8~18 GHz范围内具有较好的吸收雷达波性能。      

含镍碳化硅纤维的制备及其电磁性能Ⅰ.含镍碳化硅纤维的制备

将纳米金属镍均匀分散到聚碳硅烷中,通过熔融纺丝、不熔化处理、烧成,制备出含镍碳化硅纤维。发现掺杂纳米镍使聚碳硅熔融纺丝温度提高,所纺纤维直径增加。不熔化处理过程中控制纤维增重率为9％－11％时所制备的碳化硅纤维具有最佳力学性能。含镍碳化硅纤维的最佳烧成温度为1250℃。镍在陶瓷纤维中的主要存在形态是镍硅金属间化合物。纳米镍的引入促进了烧成过程中β-BiC晶粒的生长。     

以异型碳化硅纤维为吸收剂的结构吸波材料设计

通过阻抗匹配设计,将异型截面碳化硅纤维与环氧树脂复合,制备成结构吸波材料。这种材料对Ｘ－波段的雷达波具有大于１０ｄＢ的反射衰减。     

具有微波吸收功能的掺混型碳化硅纤维的研制

本文运用超声将平均粒径３０ｎｍ的超细金属钴粉均匀分散到聚碳硅烷中，通过熔融纺丝、不熔化处理、烧结，制备出具有良好力学性能、电阻率连续可调的掺混型磁性碳化硅陶瓷纤维。这种纤维与环氧树脂复合制备的三层结构吸波材料具有良好的微波吸收特性。运用ＷＡＸＤ研究了纳米钴粉在陶瓷纤维内的存在状态。     

快速烧结法制备连续碳化硅纤维

通过熔融纺丝，不熔化处理制得连续聚碳硅烷（ＰＣＳ）不熔化纤维，采用快速烧结方法制备出性能较好的连续ＳｉＣ纤维。探讨了气封条件的选择，以及烧结速度对ＳｉＣ纤维的组成，结构及性能的影响。结果表明，快速烧结条件下，可以实现向纤维上施加张力以及纤维的无机化转变，烧结速度加快会降低纤维的Ｃ／Ｓｉ（原子比），同时有利于提高纤维的抗拉强度和热稳定性。     

连续含铁碳化硅纤维2～18GHz频段雷达波吸收性能探索

采用聚二甲基硅烷(PDMS)与二茂铁合成了聚铁碳硅烷(PFCS)。PFCS经多孔熔融纺丝、空气不熔化和N2中1320℃连续烧成,可制得连续含铁碳化硅(SiC(Fe))吸波纤维,此纤维与环氧树脂制备的结构材料对2～18GHz的雷达波具有较好的吸收。运用元素分析、红外光谱、核磁共振和XPS表征了PFCS的组成结构,结果表明,铁被引入到PFCS中;PFCS的主体结构为—Si—CH2—主链,其中Si上连接有—CH3、—CH2Si—和—H等;二茂铁的存在形式主要是茂环与部分主链Si的结合,因此二茂铁起到了使部分主链交联的作用。HRTRM分析表明连续SiC(Fe)纤维主要由无定型SiCxO4-x、晶态β-SiC和游离碳组成。     

含镍碳化硅纤维的制备及其电磁性能Ⅱ.含镍碳化硅纤维的电磁性能

研究了含镍碳化硅纤维的电阻率和复电磁参烽。随着烧成温度和纤维内镍含量的提高,陶瓷纤维的电阻率下降,复电磁参数均增加。陶瓷纤维内的游离碳是影响纤维电阻率的主要因素。这种纤维与环氧树脂复合制成的结构吸波材料对雷达波具有良好的吸收。     

单向碳化硅纤维/环氧树脂复合材料吸波性能的研究

采用真空袋工艺制备了纤维体积分数为10%~40%的单向碳化硅纤维/环氧树脂复合材料,研究其力学性能和介电性能,计算其吸波性能和反射率。结果表明,在10%~25%范围内,随着碳化硅纤维体积分数的提高,复合材料的介电损耗实部、虚部及损耗角正切值均增大,反射率减少,即吸波能力增大;而在高于25%之后,就吸波能力而言,存在着最优纤维体积分数值;在纤维体积分数固定之后,就吸波能力而言,也存在着最佳的材料厚度;当复合材料的SiC纤维体积分数为25%、厚度为3 mm时,其在X波段内的反射率均低于-5dB,最低为-9.9dB,平均值为-7.8dB。     

含钛碳化硅纤维的制备及其微波吸收特性

用超声将平衡粒径４０ｎｍ的钛粉均匀分散到聚碳硅烷中，通过熔融纺丝、不熔化处理、烧结、制备出和学性能良好、电阻率连续可调的含钛碳经硅纤维。这种纤维与环氧树脂复合成结构吸波材料，具有良好的雷达波吸收特征。     

在碳化硅基复合材料中碳纤维的就位强度

在对用断裂镜面法(fracture mirror method)评估纤维就位强度(in-situ strength)的方法进行了评述之后,对此方法进行了修正,即采用纤维束试验确定镜面常数, 将标距长度定义为两倍纤维拔出长度与两倍失效长度之和,采用分级平均统计分析方法确定纤维就位强度的Weibull参数和平均强度。采用修正的断裂镜面法,对聚合物先驱体转化法制备的M40JB纤维增强的碳化硅基复合材料中M40JB纤维的就位强度进行了分析,得到了M40JB纤维的Weibull参数和平均强度,并与未修正的断裂镜面法得到的结果进行了比较。      

SiC陶瓷纤维先驱体设计原则及合成研究进展

总结阐述了SiC陶瓷纤维先驱体的设计原则,对国内外SiC陶瓷纤维先驱体的主要合成方法进行了总结.在设计原则的指导下,比较了各种合成方法的优缺点,包括先驱体的产率、杂元素含量、分子形态、分子量及其分布等结构参数,先驱体可纺性以及制备的SiC纤维的性能;并根据设计原则和研究进展提出,降低先驱体中杂元素含量,提高陶瓷产率并兼顾可纺性、稳定性要求是SiC陶瓷纤维先驱体分子设计的方向;指出国内SiC陶瓷纤维的发展要立足于创新,通过不同途径制备出符合要求的陶瓷先驱体。     

国产BP碳化硅晶须及特性

本文从晶须的形貌、内部结构、表面化学组成,以及晶须内部杂质含量等诸多方面详细地研究了国产BP晶须,并将BP晶须和美国、日本进口的晶须进行了比较。结果表明,国产晶须的各项指标距进口晶须的距离并不大,在某些指标上甚至达到和超过了进口晶须。      

富碳含钛碳化硅纤维的研制

以聚硅烷（ＰＳ）,聚氯乙烯（ＰＶＣ）和钛酸四丁酯（Ｔｉ（ＯＢｕ）４）合成含碳量不同的聚钛碳硅烷（ＰＴＣ）先驱体,经熔融纺丝、不熔化处理、高温烧成制备出具有较好工艺性能和电阻率为１０＾３Ω．ｃｍ～１０＾０Ω．ｃｍ的富碳含钛碳化硅纤维（Ｓｉ－Ｔｉ－Ｃ－Ｏ纤维）。运用ＩＲ、ＧＰＣ、ＶＰＯ待分析手段系统地研究了富碳ＰＴＣ先驱体的合成,讨论了含碳量对纤维的制备工艺及纤维性能的影响。     

碳化硅与氧化铝界面化学稳定性研究

借助最新最权威基本的热力学数据,按化学平衡理论,分析SiC和Al₂O₃之间可能发生的化学反应,定量计算SiC中不同C活度、不同固相产物活度,不同温度下SiC和Al₂O₃间诸反应各气相产物分压和分压总和,精确分析SiC和Al₂O₃界面的热力学稳定性,提供一个大气压惰性气体环境SiC和Al₂O₃界面的热力学失稳判据,为SiC材料研究者提供可靠的参考资料。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/2024Al)的扩散焊研究

采用加纯铝箔中间层的方法，研究了１５％ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的固态扩散焊。结果表明：在温度为５７０℃、压力为１６ＭＰａ、焊接时间为６０ｍｉｎ的条件下，获得了较高质量的复合材料扩散焊接头。对接头进行的剪切强度试验和金相分析发现，焊接界面平行性特征不明显，中国间明显变薄的接头具有较高的剪切强度，扫描电镜观察分析显示，接头断口呈现明显的韧性断裂特征．