SiC长纤维表面(Al+Al_2O_3)复合涂层的制备

利用反应磁控溅射法在SiC长纤维表面沉积了(Al+Al_2O_3)扩散阻挡涂层,研究了沉积工艺参数对涂层的成分、沉积速率的影响,以及涂层对SiC纤维的表面残余应力及力学性能的影响.结果表明,随着溅射功率的增加,Al_2O_3涂层的沉积速率先迅速增加后缓慢增加;随着工作气压的增加,Al_2O_3涂层的沉积速率先缓慢降低,在工作气压到达一定值时,沉积速率快速下降随后缓慢下降.沉积的(Al+Al_2O_3)复合涂层保护了SiC纤维的富C层,起到了保证纤维与Al_2O_3涂层之间结合力的作用;激光Raman谱显示改性后纤维的表面残余应力有降低趋势.室温和高温处理后复合丝的拉伸强度分别是计算值的97.69%和98.77%,涂层对纤维的力学性能影响很小.     

γ-TiAl合金表面Al_2O_3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能（英文）

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al_2O_3/Al复合涂层。在850℃下、100%(质量分数)Na_2SO_4熔盐中观测Al_2O_3/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al_2O_3/Al复合涂层具备由Al_2O_3表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al_2O_3、TiO_2和TiAl_3。致密的Al_2O_3/Al复合涂层有效地抑制了O~(2-)、S~(2-)和Na~+对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al_2O_3/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

新型细晶Ni_3Al涂层的高温氧化行为

采用Ni和AI颗粒复合电沉积与后续真空退火的方法,分别于600℃和800℃退火温度下制备了两种新型细晶Ni_3Al涂层。与粗晶合金相比,经1000℃氧化20 h后,合金的氧化层发生大面积剥落,而两种涂层的氧化膜粘附性佳,其主要原因为细晶涂层内的大量晶界促进Al向氧化前沿的扩散,从而抑制了氧化膜/基体界面处Kirkendall孔洞的形成与长大。同时发现,800℃退火涂层氧化膜结构由外至内分别为NiO/NiAl_2O_4/Al_2O_3,而600℃退火涂层仅生成NiAl_2O_4与Al_2O_3,对该原因进行了探讨。     

AZ91合金的喷涂防护与性能研究

在AZ91合金基体上制备了纯Al_2O_3涂层和Al_2O_3-13wt.%TiO_2(简称AT13)复合涂层,研究了两种涂层的显微形貌、涂层厚度、物相组成、显微硬度和结合强度,并分析了等离子喷涂的作用机理。结果表明,Al_2O_3涂层和AT13涂层中的陶瓷涂层、中间Ni/Al粘结层和AZ91合金基材之间实现了机械冶金结合;Al_2O_3涂层主要由亚稳态的γ-Al_2O_3和少量的稳态α-Al_2O_3组成;AT13涂层的主要物相为Al_2O_3、TiO_2和Al_2TiO_5;无论是Al_2O_3+Ni/Al喷涂涂层还是AT13+Ni/Al喷涂涂层,其工作涂层和粘结层的显微硬度都要明显高于汽车发动机用AZ91合金基材;Al_2O_3+Ni/Al涂层的结合强度为15.49 MPa,而AT13+Ni/Al涂层的结合强度为20.46 MPa,且前者的断口特征为粘结层破断,而后者的断口特征为涂层层间破断。     

SiC纤维表面扩散障碍涂层对SiCf/Ni复合材料界面反应的影响

分别采用高温氧化和真空电弧离子镀法在SiC纤维表面制备出C-Al2O3和SiO2-Al2O3复合涂层,通过真空热压法制备出SiCf/Ni复合材料.经过850-950℃,150 h真空热处理后,复合涂层很好地保护了纤维的完整性,涂层中的Al2O3层与基体Ni界面结合良好,有效地阻挡了SiCf/Ni界面处元素互扩散.C-Al2O3涂层的C层出现了扩散现象,但涂层基本保持完整;SiO2-Al2O3涂层中SiO2层与纤维结合界面处萌生裂纹.C-Al2O3与SiO2-Al2O3复合涂层相比具有更好的阻挡界面处元素互扩散的作用.     

NaCl盐对Ti_2AlNb合金表面渗镀Al层热腐蚀行为影响

为提高Ti_2AlNb合金的实际使用温度,采用加弧辉光等离子渗镀技术在合金表面制备渗镀Al层,研究渗镀Al层在750℃下涂盐Na_2SO_4和Na_2SO_4+25%NaCl的热腐蚀行为。同时利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对腐蚀产物的形貌进行观察,并结合X射线衍射对相组成进行分析。结果表明:渗镀Al层组织均匀致密,与基体结合良好。涂层可分为明显的3个区域:最外层Al_2O_3薄膜、次表层纯Al沉积层和内层Al-Ti-Nb扩散层。扩散层主要包括Al_3Ti﹑Al_3Nb和AlNb_2等相。渗镀Al层试样在750℃的Na_2SO_4盐热腐蚀100 h后,仅增重约2 mg/cm~2,表现出良好的抗热腐蚀性能;而在Na_2SO_4+25%NaCl混合盐中,试样则先增重后逐渐减重,整个涂层出现明显开裂和剥落,其原因是Cl–的渗入使表面形成的Al_2O_3膜被破坏,进而加速消耗涂层中的Al。     

新型化学反应法制备SiC/Al2O3复相陶瓷涂层

陶瓷涂层材料以其高硬度、耐腐蚀、耐高温、抗氧化等一系列优点,在航空航天、武器装备、核工业、石油化工等领域具有广阔的应用前景.SiC/Al_2O_3复相陶瓷在常温和高温下都具有较好耐磨性和化学稳定性,是一种极具工程应用前景的复合陶瓷材料.本研究采用优质陶瓷先驱体聚合物PCS,添加惰性填料SiC纳米颗粒和活性填料金属Al粉共同作用,克服了先驱体法制备陶瓷材料中存在较大体积收缩的缺点,在金属基体上制备了单层厚度可达50 μm的致密SiC/Al_2O_3复相陶瓷涂层,复相陶瓷涂层中的SiC来自于先驱体PCS热解转化的SiC和添加的纳米SiC颗粒;其中的Al_2O_3来自于金属Al粉的氧化.该化学反应方法在金属基体上成功地制备出连续、致密的SiC/Al_2O_3复相陶瓷涂层,既简单又方便,表现出极大的应用潜力.     

SiC界面涂层对碳纤维针刺毡增强Al_2O_3复合材料力学性能的影响（英文）

分别采用3D碳纤维针刺毡为增强体以及聚碳硅烷(PCS)衍生SiC涂层为界面相,通过溶胶-浸渍-干燥-热处理(SIDH)技术制备C/Al_2O_3复合材料,研究SiC界面涂层对C/Al_2O_3复合材料力学性能、抗氧化性能和抗热震性能的影响。结果表明,C/Al_2O_3复合材料的断裂韧性显著优于Al_2O_3单体陶瓷,引入SiC界面涂层后,尽管断裂功有一定程度下降,但C/Al_2O_3复合材料的强度得到明显提高;得益于SiC涂层和C纤维之间的强结合,C/SiC/Al_2O_3复合材料在静态空气中表现出明显优于C/Al_2O_3复合材料的抗氧化和抗热震性能。     

磁控溅射沉积CrAlN涂层抗高温氧化性能研究

采用非平衡磁控溅射技术在M2工具钢表面沉积Cr Al N涂层,利用SEM、EDS、XRD、纳米压痕仪研究了Cr Al N涂层不同温度氧化后的表面和截面形貌、成分、相结构、硬度和弹性模量。结果表明,Cr Al N涂层在高温环境下氧化生成的Al_2O_3和Cr_2O_3致密氧化层可以有效阻止氧进一步向内扩散,涂层在900℃氧化2 h后的氧化层深度仅0.2μm。Cr Al N涂层900℃氧化后仍基本保持氧化前的力学性能。     

镁合金体育器械的表面喷涂与性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂法在体育器械用AZ91合金表面制备了Al-(Al_2O_3+Al B_(12))复合涂层,研究了Al_2O_3+Al B_(12)复合粉体含量对涂层显微形貌、物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性的影响。结果表明,不同含量Al_2O_3+Al B_(12)复合涂层的主要物相都为Al、Al_2O_3、Al B_(12)和Mg_(17)Al_(12)相;该涂层的显微硬度高于AZ91合金基材,且随着Al_2O_3+Al B_(12)含量的增加,该涂层的显微硬度逐渐提高;该涂层的耐磨性能都优于AZ91合金基材。Al+12%(Al_2O_3+Al B_(12))复合涂层具有最佳的耐磨性;基材和涂层的耐腐蚀性从低至高的顺序为:基材Al+4%(Al_2O_3+Al B_(12))Al+8%(Al_2O_3+Al B_(12))Al+12%(Al_2O_3+AlB_(12))。     

Fiber composite structures

A review of some of the unique properties of fiber composites, a summary of some of their more important applications and a look at their future.     

陶瓷基复合材料纤维拔出有限元研究

采用粘结带模型描述复合材料界面的分离特性，利用有限元数值方法模拟了陶瓷基复合材料的纤维拔出的细观损伤和破坏过程，计算了其拔出过程的载荷一位移响应曲线，研究了界面结合强度、纤维的埋深长度以及热膨胀不匹配对纤维拔出过程的影响。结果表明该模型能很好的解释纤维拔出的破坏过程，纤维的最大拔出力和材料的承载能力都随面结合强度、纤维的埋入长度和基体的热膨胀系数增大而增大；纤维与基体热膨胀系数的不匹配对摩擦拔出力有直接影响。     

陶瓷基复合材料纤维拔出有限元研究

采用粘结带模型描述复合材料界面的分离特性,利用有限元数值方法模拟了陶瓷基复合材料的纤维拔出的细观损伤和破坏过程,计算了其拔出过程的载荷-位移响应曲线,研究了界面结合强度、纤维的埋深长度以及热膨胀不匹配对纤维拔出过程的影响.结果表明该模型能很好的解释纤维拔出的破坏过程,纤维的最大拔出力和材料的承载能力都随面结合强度、纤维的埋入长度和基体的热膨胀系数增大而增大;纤维与基体热膨胀系数的不匹配对摩擦拔出力有直接影响.     

碳纤维的化学镀铜

本文提出一种碳纤维的化学镀铜技术,研究了各种工艺参数对镀层特性的影响。结果表明,使用化学镀技术在碳纤维表面镀铜是成功的,镀层均匀、连续;镀铜速率主要受镀液中HCHO的浓度控制。应用此镀铜碳纤维成功地制造出碳纤维增强铝基复合材料。     

纤维吸波剂研究进展

以雷达隐身技术为切入点,重点介绍了碳纤维、碳化硅纤维、多晶铁纤维的吸波机理、改性及制备研究,并对该类吸波剂的电磁参数和相关吸波材料的吸波性能进行了分析.对于纤维类轻质吸波剂的进一步研究和应用,具有一定的指导意义和参考价值.     

光纤激光毛化机器人系统

光纤激光作为第三代激光技术的代表,具有其他激光器无可比拟的技术优越性和广阔的应用发展空间,将会逐步取代全球大部分高功率CO2激光器和绝大部分YAG激光器。利用光纤激光器的优点,集成开发了第五代全新的光纤激光机器人毛化系统,系统以光纤激光器为载体,协同机器人及其他设备来完成轧辊毛化作业。光纤激光毛化柔性工作站与传统的CO2激光毛化设备相比取得了多项重大突破,如系统采用普通机床代替昂贵的磨床实现毛化功能,不仅节约大量的设备投资费用,并大幅度提高生产效率;系统对轧辊旋转时的轴向跳动容忍度大,毛化速度大幅度提高;光纤激光毛化技术可实现毛化点形貌的任意设计以及毛化点的有序、无序排列;毛化成本大幅度降低,没有三废,是一种绿色制造技术。     

碳纤维含量对碳纤维增强PE复合材料力学性能的影响

以短切碳纤维为增强体,以聚乙烯树脂为基体,运用螺杆注射成型的方法制备碳纤维增强热塑性复合材料.研究了碳纤维含量对复合材料硬度、拉伸、疲劳等性能的影响.结果表明,随着碳纤维含量的增加,复合材料的维氏硬度呈S形增加,拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值都有提高;当碳纤维含量为4.021％时,相对纯聚乙烯,硬度、拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值分别增加了35.489％、18.421％、208.024％、213.240％     

玻纤含量对玻纤增强聚丙烯拉伸性能的影响

采用不同玻纤含量的标准拉伸试样,应用试验方法,通过玻纤含量对玻纤增强PP复合材料的拉仲性能进行比较,找出了实现最佳抗拉强度的玻纤含量。