烧结工艺对C_F/SiC层状复合材料断裂行为的影响

采用碳纤维二维针织布片与SiC轧膜素坯片交替叠层,通过排胶和热压烧结工艺,成功地制备出CF/SiC层状复合材料,研究了烧结助剂体系、烧结温度及保温时间等烧结工艺对CF/SiC层状复合材料断口形貌及断裂行为的影响。结果表明:选择Al2O3、Y2O3及Si粉作为烧结助剂,烧结制度为1900℃/1.5h工艺条件下,材料易致密、不分层,CF/SiC层状复合材料的综合力学性能最佳;CF/SiC层状复合材料的主要增韧机制为裂纹在纤维布层内的多次横向偏转及纤维束与单根纤维的脱粘、断裂与拔出。     

SiC/BN层状陶瓷的阻力曲线行为

利用压痕一强度法测定了SiC／BN层状陶瓷的阻力曲线行为，并与SiC单相陶瓷做对比。结果表明：2种材料均呈现出上升阻力曲线行为，其中，SiC／BN层状陶瓷显示出更为优越的抗裂纹扩展能力，其阻力曲线上升较陡，上升幅度较大；SiC单相陶瓷的阻力曲线上升较缓且上升幅度较小。分析认为，这与其不同的增韧机制有关。原位增韧是SiC单相材料韧性提高的主要原因，而裂纹遇到弱界面时发生偏转、分叉、脱层等是层状陶瓷材料抗裂纹扩展能力提高的主要原因。     

SiC晶须补强莫来石基陶瓷复合材料的研究

本文主要研究了不同ＳｉＣ晶须加入量对莫来石基复合材料性能的影响，并对ＳｉＣ晶须、ＺｒＯ２颗粒在材料中的强韧性机理进行了探讨，结果表明：在０￣２５ｖｏｌ％ＳｉＣ晶须加入量范围内，材料的力学性能随ＳｉＣ晶须加入量的增加而提高，在２５ｖｏｌ％ＳｉＣ晶须加入量时，材料的致密化程度受到明显的影响；ＳｉＣ晶须、ＺｒＯ２对材料性能的贡献有叠加作用；材料中存在载荷转移、晶须拔出／解离、裂纹偏转、相变增韧等韧化机理     

TiCp／W复合材料的断裂行为

利用扫描电镜观察了含３０％ＴｉＣ颗粒（体积分数）的钨基复合材料在室温和高温的微观断裂过程，讨论了裂纹萌生、扩展条件及其影响因素。室温下的断裂过程受控酝裂纹萌生阶段，相应的应力－挠度曲线表现为线性，ＴｉＣ颗粒和Ｗ基体在微观上都呈现脆性断裂。高温下的断裂则存在一个亚稳态的初始裂纹长大和合并过程，使应力－挠度曲线呈现出非线性，在微观上ＴｉＣ颗粒呈现脆性断裂，Ｗ基体呈现韧撕裂。同时也指出了复全在室温和高温     

SiC/Si层状陶瓷的高温自愈合行为

以纸张为主要原料,经树脂浸泡,成型、碳化后制得层状碳模板,再经液相Si的原位反应制得SiC/Si层状陶瓷.研究了不同热处理工艺对SiC/Si层状陶瓷复合材料表面裂纹和强度的影响.结果表明:SiC/Si层状陶瓷材料在900～1400℃温度下,材料表面压痕裂纹出现不同程度的自愈合现象,材料的抗弯强度大幅度提高.确立了材料表面裂纹的最佳热处理工艺,并对SiC/Si层状陶瓷材料表面裂纹的愈合机理进行了探讨.     

Si3N4／SiC复合陶瓷粉末的研制

研究了添加晶种的碳热还原ＳｉＯ２法制取Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复合粉末的工艺。发现反应温度的升高、反应时间的延长、原料ＳｉＯ２粉比表面的增大、添加Ｓｉ３Ｎ４晶种以及提高Ｎ２流速，均有利于Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ相含量的增加。当ＳｉＯ２：Ｃ为１：２，加入１０Ｗｔ％Ｓｉ３Ｎ４品种时，在１３５０℃下于Ｎ２流速为０．４ｍ３·ｈ－１气氛下反应４ｈ，可得到平均粒度为０．４６ｍ，含Ｎ２３．９ｗｔ％、Ｃ６．２５Ｗｔ％、Ｏ２．９０ｗｔ％的Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ超细复合粉末。     

AlN和AlN/BN层状复合陶瓷的高温氧化行为

采用循环氧化法对单相AlN和层状AlN/h-BN复合陶瓷在1000及1300℃空气中的氧化动力学曲线进行研究.结果指出,在1000℃时,层状AlN/h-BN复合陶瓷的氧化增量低于单相AlN陶瓷;在1300℃时,其氧化动力学曲线分为缓慢增重、快速氧化增重和抛物线增重3个阶段,由xRD分析及扫描电镜观察发现,在1300℃氧化30 h后,试样已不存在BN相,并且由于界面层BN的氧化挥发而残留有微孔.     

Si3N4／BN层状复合陶瓷的防弹结构设计

提出混杂结构设计的构思，并成功地制备了具有混杂结构的Si3N4／BN层状复合陶瓷，同时研究了材料的抗穿甲燃烧弹冲击的能力。研究发现，具有混杂结构的Si3N4／BN层状复合陶瓷的防护系数为10．50，略低于Si3N4块体陶瓷，但明显高于多层Si3N4／BN层状复合陶瓷，而且具有较高的抵抗整体破坏的能力。研究表明通过适当的防弹结构设计，可以获得抗穿甲燃烧弹冲击能力较高的Si3N4／BN层状复合陶瓷。     

Ni—Fe／SiC复合镀工艺研究

实验室研究表明:在硫酸亚铁铵为铁原料的Ni-Fe合金基上,可获得稳定性良好的镀层。以SiC颗粒为第二相粒子可镀出Ni-Fe/SiC复合镀层。镀层的质量受温度和电流密度等因素的影响。     

单向碳化硅短纤维增强玻璃陶瓷材料弯曲断裂行为的研究

制备了单向短碳化硅纤维增强玻璃陶瓷的复合材料。研究了复合材料的弯曲断裂行为，以及相关的增强机制。结果表明．短碳化硅纤维可以有效提高玻璃陶瓷的断裂强度，纤维体积分数为30％时，沿纤维方向的平均弯曲断裂强度是基体材料的3倍：短碳化硅纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的弯曲应力-挠度曲线、以及断裂行为具有与长纤维复合材料类似的特征．其断裂方式为非灾难性断裂。单向短碳化硅纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的主要增强机制为纤维脱粘、纤维滑移、纤维桥接、纤维断裂与纤维拔出。     

微-纳米SiC/聚丙烯复合材料的制备与力学性能

SiC具有优异的力学与功能性能,作为增强相,在复合材料领域具有广阔的应用前景.采用双螺杆挤出、注塑成型方法制备了微-纳米SiC/聚丙烯(PP)复合材料.分别采用硅烷(KH-550)和钛酸酯(NDZ-201)两种偶联剂对微米(10 ìm)和纳米(50 nm) SiC复合粉体进行表面处理,研究了偶联剂、SiC粉体粒度及添加量对SiC/PP复合材料的弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度的影响.结果表明,经KH-550/NDZ-201混合偶联剂改性的微-纳米SiC粉体共同增强PP材料的综合力学性能最好,其弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度比纯PP材料分别提高了40%,8.7%,141%,142%和33%.经钛酸酯改性的SiC/PP复合材料的力学性能优于硅烷和混合偶联剂(KH-550/NDZ-201)改性的SiC/PP复合材料.     

纳米SiC增强AZ91D复合材料高温拉伸及断裂行为

采用复合分散铸造法制备了纳米SiC颗粒(n-SiCp)增强AZ91D复合材料,研究了复合材料在高温下的拉伸及断裂行为。结果表明:n-SiCp的加入可以提高复合材料的高温拉伸强度,高温下n-SiCp对复合材料的增强效果比室温更加明显;n-SiCp的加入还显著提高了复合材料在高温下的断后伸长率,复合材料具有较好的高温塑性。断口分析表明,n-SiCp的加入使复合材料在高温下的断裂行为由室温的脆性断裂为主转化为典型的韧性断裂。     

纳米SiC颗粒增强镁基复合材料的动态断裂行为研究

采用机械搅拌与高能超声处理相结合的分散法制备了纳米SiC颗粒增强AZ91D镁基复合材料(n-SiCp/AZ91D),利用动态SEM原位拉伸方法研究了纳米复合材料的断裂行为.结果表明:微裂纹主要在晶界上的β-Mg17Al12处萌生,并沿着晶界上的脆性相不断开裂和连接向前扩展,由于颗粒和界面的阻碍,裂纹扩展路径较长.AZ91D合金的裂纹也主要沿着晶界上的脆性相不断向前扩展,但裂纹扩展路径比较平坦,AZ91D合金在加载初期就萌生出大量的裂纹.     

ZrC颗粒增强钨基复合材料的高温断裂行为

运用扫描电镜（ＳＥＭ）研究了ＺｒＣ颗粒增强钨基复合材料（ＺｒＣｐ／Ｗ,ＺｒＣ颗粒体积分数为３０％）在１０００℃高温的断裂行为。结果表明：高温下,复合材料断裂过程是“微裂纹萌生－裂纹连接长大一裂纹快速扩展－材料断裂：;复合材料中的ＺｒＣｐ为脆性断裂,Ｗ基体有韧性断裂迹象;随温度升高,Ｗ基体发生了脆塑转变,Ｗ基体的塑性在一定程序上延缓了裂纹的扩展速率,降低了材料对裂纹的敏感性,基体在断裂前发生一定塑性     

非连续增强铝硅合金复合材料的凝固组织与断口形貌

用扫描电子显微镜(SEM)观察和研究了氧化铝短纤维增强铝硅合金复合材料的凝固组织和断口形貌。结果表明，在复合材料中纤维分布均匀，氧化铝纤维可作为硅相非自发形核的衬底；氧化铝纤维与铝合金基体之间的界面对材料性能影响很大。改善制备工艺应从控制界面反应和细化组织入手。     

钢基SiC颗粒增强复合材料耐磨锤头的研制

叙述了钢基SiC颗粒增强复合材料耐磨锤头的制备工艺；分析了复合材料的显微组织及力学性能；工业实验结果比原普通白口铸铁锤头的使用寿命提高5倍。     

Al2O3／SiC纳米陶瓷复合材料的强化机理

采用一次粒径分别为１０ｎｍ和１５ｎｍ的α－Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＣ超细粉体,制备了Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ纳米陶瓷复合材料,并研究了其强化机理,提出了内晶颗粒残余应力强化模型。该模型很好地解释了Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ纳米复合材料的强度和断裂方式随ＳｉＣ颗粒含量的变化规律。     

高固含量碳化硅/炭黑料浆制备工艺研究

研究了碳化硅粉料种类以及颗粒级配和炭黑种类对碳化硅/炭黑料浆流变性能的影响,通过优化工艺参数,当F240同F1200比例为6/4、碳黑为N990时,制备出的碳化硅/炭黑料浆固相体积分数达到70vol%,在50 s~(-1)剪切速率下,料浆的粘度值为1.6 Pa·s.     

Thermal Fatigue Behavior of SiC/MBAS Glass Coated Carbon/Carbon Composites

The thermal fatigue behavior of C/C composites coated with the SiC/MBAS glass (MoSi2 particle-containing boron aluminosilicate glass) coating, prepared by the two-step process of the pack cementation and procoating-sintering, was investigated in present paper. The experimental results indicated that the SiC/MBAS glass coating had an excellent thermal shock resistance in air at temperature up to 1873 K. During quick thermal cycle between 1873K and room temperature in air, the decrease of mass and mechanical ...