纤维补强陶瓷机械性能的实验研究

文章通过对纤维补强陶瓷的主要机械性能的实验研究,以及利用一套实验室已有的设备对材料的热膨胀系数的测定,认为工业陶瓷通过纤维补强等工艺手段,可有效地提高陶瓷的抗压强度和降低陶瓷的热膨胀系数,并从机理上找出这一现象产生的原因。     

纤维补强陶瓷基复合材料的进展

一、前言纤维补强作为改善陶瓷材料的脆性,已为人们证明它是一条有效的途径,现在已经发展为复合材料家族中的一员——纤维补强陶瓷基复合材料。我国从1972年起即开展此项研究,经较广泛地搜探各种可能的纤维或晶须与陶瓷基体在化学上的相容性之后,首先选择了碳纤维补强石英作为研究对象,研制成功相应的复合材料。之后该材料被成功地应用于我国的空间技术上。在碳纤维/Si_3N_4系统的研究中,发现了可以降低烧成温度来解决碳与Si_3N_4的化学反应问题,利用ZrO_2相变的作用来缓和因纤维与基体之间的热膨胀的不匹配而     

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料研究进展

连续纤维补强增韧碳化硅基陶瓷复合材料具有密度低、强度和韧性高、抗氧化、耐高温等综合性能,已在国外宇航领域得到了广泛的应用.综述了国内外连续纤维补强增韧C/SiC陶瓷复合材料的研究进展,主要包括国内外在增韧机理、基体复合技术、界面技术以及应用等方面的研究进展情况.     

碳化硅基复合材料

碳化硅材料具有优良的高温力学性能和高比强度，通过粒子、晶须、纤维以及自增强等各种补强技术构成的碳化硅基复合材料已经成为当前陶瓷及其复合材料研究的一大热点，可望在航空航天、复合装甲、热引擎、汽车、机械、化工、能源等领域中得到广泛应用。本文就近十年来这方面的研究和发展加以综述。     

高温结构陶瓷材料的现状及其发展——在航空部科技委3.29会议上发言提要

高温结构陶瓷是一类重要的无机非金属材料,它包括氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、增韧氧化物陶瓷和纤维补强无机复合材料。 采用陶瓷材料提高燃气轮机效率的设想是自四十年代开始的,早期的探索工作由于陶瓷材料热冲击性能较低和对脆性材料设计与工艺的不当而未取得成功。直到六十年代中,新型高温结构陶瓷材料,主要是碳化硅(SiC)和     

Kevlar纤维补强V形带

Optibelt 公司生产一种高强度、高性能V 形带,用 Kevlar 芳酰胺纤维作补强材料。以往的传统作法是使用人造丝 Rayon 和聚酯纤维作补强材料。这些纤维坚固且柔软。然而,随着新的大型自推力农业机械(要求能带动各种附体)的迅速发展,就需     

砼梁受弯补强材料强度取值问题研究

砼梁受弯补强材料主要是指钢板、纤维类复合材料,这些材料用在梁受弯补强工程中具有自重轻、截面尺寸增加值小、材料强度高、施工可操作性好、施工周期短等特点。本文通过工程实例的理论值和实测值的比较,阐明了梁补强材料强度的取值方法以及应考虑的措施。     

一类高聚物电子封装材料中的空穴问题

研究了补强后具有幂率强化特征的广义neo-Hookean的高聚物电子封装材料,利用超弹性材料空穴分叉的理论推导出了此类封装材料在回流焊过程中空穴的生成及增长与热应力之间的解析关系。同时考虑了高聚物电子封装材料添加补强纤维后对空穴增长模型产生的影响。讨论了补强系数γ和补强后的硬化指数n对空穴增长的影响。分析结果表明:对于补强后的电子封装材料,如果储能函数中的硬化指数为偶数形式,则空穴失稳的极限载荷将伴随着补强系数的增大而增大;反之,如果为奇数形式,则极限载荷将伴随着补强系数的增大而降低,具有这种储能形式的高聚物材料更易发生"爆米花"式的失效。     

纤维多孔陶瓷的研究进展EI北大核心CSCD

纤维多孔陶瓷是利用黏结剂将随机分布的陶瓷纤维进行黏接,形成具有鸟巢形态的多孔材料,内部具有大量三维联通孔,其具有轻质、高气孔率、高比表面积、高效隔热的特性。纤维多孔陶瓷为飞行器提供良好热防护效果的同时,可明显减轻其质量,降低发射成本,是航天器大面积热防护系统极具潜力的候选材料。本文主要对近年来纤维多孔陶瓷材料有关纤维骨架、黏结剂、制备方法,以及其在性能优化等方面的研究工作进行了梳理、总结,展望纤维多孔陶瓷在多重热防护方式、集成化及工程化等方面的发展。     

日本金属新材料的标准化

所谓新材料,是指"通过物理性能、材料设计及加工、试验评价等阶段研究之后,确认其弥补了现有材料的缺陷,具有更优的特性、更强的功能、更好的结构、更高的附加值的材料"。新材料大体可分成金属、高分子和陶瓷等三个类别。随着高科技的发展,新材料不断涌现,如金属类的超耐热合金、形状记忆合金;高分子类的性能塑料、碳纤维补强塑料(CFRP);以及陶瓷类的精细陶瓷、光     

碳化硼陶瓷增韧补强和致密化研究现状及其展望

碳化硼陶瓷具有极高的硬度,然而其低韧性、低抗弯强度、难以致密化限制了它的广泛应用.已有一些研究集中于碳化硼陶瓷增韧补强和致密化,对这一方面国内外研究进展进行了归纳与评述,阐明各种增韧补强和致密化方法的优缺点,提出碳化硼陶瓷增韧补强和致密化研究值得发展的一些方向.     

SiC纤维成键陶瓷材料研究进展EI

SiC纤维成键陶瓷(SiC fiber-bonded ceramics,FBCs)作为一种由SiC纤维热压烧结而得到的新型高温结构材料,具有低气孔率、高纤维体积分数的结构特点,以及耐高温、抗氧化、高强度等性能优势,是航空发动机涡轮叶片、转子等高温部件的极佳候选材料。本文系统论述了SiC纤维成键陶瓷的研究进展情况,介绍了两类成键陶瓷(Tyrannohex与SA-Tyrannohex)的结构特点与制备方法,讨论了成键陶瓷组成、结构与性能之间的相互关系,指出界面碳层对于成键陶瓷性能的发挥具有关键作用,着重介绍了SA-Tyrannohex型成键陶瓷的室温与高温力学性能,分析其具有优异高温性能的原因,总结SA-Tyrannohex考核验证与应用发展情况,指出目前成键陶瓷还存在复杂构件成型困难等问题,并展望了成键陶瓷未来需要进一步强韧化、加强动态服役考核等发展趋势与研究方向,最后提出开展SiC纤维成键陶瓷的研究对于我国耐高温部件新材料的研制具有重要意义。     

莫来石纤维含量对陶瓷基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用氮气保护热压烧结法制备含0%～24%(质量分数)莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料,采用XD-MSM型定速摩擦试验机研究莫来石纤维含量对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察实验后试样的磨损表面形貌,并探讨其磨损机理。结果表明:莫来石纤维的加入能够显著提高陶瓷基摩擦材料的摩擦因数,且随莫来石纤维含量增加而增大。在高温下,陶瓷基摩擦材料的磨损率随莫来石纤维含量增加而增大。未添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式主要是脆性脱落和疲劳磨损,伴有磨粒磨损;而添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式转化为黏着磨损和磨粒磨损。     

SiC纤维成键陶瓷材料研究进展

SiC纤维成键陶瓷(SiC fiber-bonded ceramics, FBCs)作为一种由SiC纤维热压烧结而得到的新型高温结构材料，具有低气孔率、高纤维体积分数的结构特点，以及耐高温、抗氧化、高强度等性能优势，是航空发动机涡轮叶片、转子等高温部件的极佳候选材料。本文系统论述了SiC纤维成键陶瓷的研究进展情况，介绍了两类成键陶瓷(Tyrannohex与SA-Tyrannohex)的结构特点与制备方法，讨论了成键陶瓷组成、结构与性能之间的相互关系，指出界面碳层对于成键陶瓷性能的发挥具有关键作用，着重介绍了SA-Tyrannohex型成键陶瓷的室温与高温力学性能，分析其具有优异高温性能的原因，总结SA-Tyrannohex考核验证与应用发展情况，指出目前成键陶瓷还存在复杂构件成型困难等问题，并展望了成键陶瓷未来需要进一步强韧化、加强动态服役考核等发展趋势与研究方向，最后提出开展SiC纤维成键陶瓷的研究对于我国耐高温部件新材料的研制具有重要意义。     

氧化铝纤维含量对陶瓷基摩擦材料性能的影响

以工业废渣粉煤灰作为主要陶瓷组分,氧化铝纤维为增强相,采用冷压成型-热压固化两步法制备了氧化铝纤维增强陶瓷基摩擦材料,通过定速式摩擦磨损试验机研究了氧化铝纤维含量对陶瓷基摩擦材料性能的影响规律,并借助SEM观察磨损后样品的表面形貌,揭示了其摩擦磨损机理。结果表明:随着氧化铝纤维含量的增加,陶瓷基摩擦材料的孔隙率与密度不断增加,而硬度则先降低后上升然后再略降低;摩擦系数随氧化铝纤维含量的增加呈现出先降低后上升的趋势,当氧化铝纤维含量为25%时,样品的摩擦系数稳定在0.60左右;添加氧化铝纤维促进了陶瓷基摩擦材料的磨损,且随其含量增加,磨损率总体上呈增大趋势;未添加氧化铝纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式主要为磨粒磨损和接触疲劳磨损,而添加25%氧化铝纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式以磨粒磨损、粘着磨损和纤维的脆性断裂为主。     

陶瓷基纤维复合材料研究综述

<正>陶瓷基纤维复合材料现已被应用到液体火箭发动机喷管、导弹天线罩等方面,是高技术新材料中一个十分重要的分支。本文陶瓷基纤维复合材料的定义采用的是《中国土木建筑百科辞典:工程材料(下)》中对陶瓷基复合材料的第1种描述,即纤维增强陶瓷基复合材料,主要指用碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化锆纤维等增强氧化镁、氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化锆等制成的复合材料,具有高温抗压强度大、弹性模量     

新型复相陶瓷刀具材料的研制及切削可靠性研究

研制成功了国内外尚属空白的新型陶瓷刀具材料——碳化硅晶须(SiCw)增韧和碳化硅颗粒(SiCp)弥散补强Al_2O_3陶瓷刀具材料JX-2系列,其硬度为93.5～94.8HAA,抗弯强度为650～750MPa,断裂韧性为7.5～8.5MPa·m~(1/2),并且具有导热性好和成本低等优点。 对原料组分和热压烧结工艺进行了优化设计;证实了晶须和颗粒具有增韧补强的协同作用,根据能量耗散理论,建立了晶须桥联、拔出、裂纹偏转和微裂纹增韧的理论模型;详细研究了该陶瓷刀具材料的界面力学行为及其与材料力学性能的关系,研究了材料的界面作用机理;建立了Al_2O_3/SiCw/SiCp系陶瓷刀具材料界面结合强度L_f和断裂韧性K_(IC)的关系模型,据此可以实现复合陶瓷刀具材料的组分优化设计,缩短复合材料的研制时间。 深入研究了新型复相陶瓷刀具材料的切削性能及其磨损破损机理,并对刀具热磨损和热破损的机理进行了强激光热模拟;研究了该刀具材料力学性能、界面结合强度和刀具破损寿命的随机性,它们的分布规律均较好地服从威布尔分布,首次提出了用界面结合强度评价JX-2陶瓷刀具破损可靠性的新方法。     

轻质增强材料—芳纶浆粕纤维

芳纶浆粕纤维是一种超短纤维状的芳香族聚酰胺材料,外观类似木材浆粕纤维,表面高度原纤化,毛羽丰富。和芳纶Ⅱ型长丝一样,它具有高强高模耐高温的优异性质,且表面积大、体积密度小,因此是轻质增强工程材料,在FRP、FRTP材料领域中,在橡胶补强和替代石棉纤维方面得到广泛应用。     

陶瓷基复合材料进展

陶瓷基复合材料是性能优异的高温结构材料,可在很大程度上解决陶瓷的脆性问题。本文就陶瓷的增韧机理、基体材料和增强增韧纤维的选择,复合材料的制造工艺,以及陶瓷基复合材料的发展过程、现状和发展趋势作了较全面的介绍,并指出了要它应用于实践所需解决的问题。     

碳纤维/石英复合材料中石英玻璃的析晶

碳纤维补强石英复合材料具有很高的强度和断裂韧性,是纤维补强陶瓷(玻璃)基复合材料中比较成功的一个系统。在碳纤维/石英复合材料中,石英玻璃的析晶将明显地影响复合材料的烧结及其性能。本文通过热分析、X 射线衍射和分析电镜等手段,对不向温度下热压烧结的碳纤维补强石英复合材料的析晶性状进行研究。对所析出的方石英、鳞石英和硫方石英的显微结构进行了讨论,同时亦讨论了石英玻璃的析晶对复合材料烧结的影响。这一研究与讨论将为复合材料制备工艺提供依据。