碳纤维增强陶瓷基复合材料界面的研究进展

界面相作为复合材料基本组元之一,其结构组成与性能对材料的性能有着极其重要的影响.综述了碳纤维增强陶瓷基复合材料界面相的功能要求、界面结合类型.阐述了界面相厚度对复合材料性能的影响,适当的界面厚度有利于复合材料获得最佳性能.重点介绍了目前碳纤维表面涂层工艺的研究现状,并分析了各种制备工艺的优缺点.最后指出了今后碳纤维增强陶瓷基复合材料界面的研究方向.     

3D-C_f/SiC陶瓷基复合材料研究进展

三维碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(3D-Cf/SiC)因其各种优异性能已在各领域广泛应用。针对国内外研究现状,总结了三维编织复合材料特性、3D-Cf/SiC的最新制备工艺与界面问题以及Cf/SiC作为高温热结构材料和支撑结构材料的应用现状。最后展望了3D-Cf/SiC的发展趋势并指出对3D-Cf/SiC的研究将一直是碳化硅陶瓷基复合材料界研究的重点和难点。     

晶须增韧补强陶瓷基复合材料的若干关键技术研究（Ⅲ）：纤维独石结构和…

为了进一步提高晶须增韧陶瓷基复合材料的断裂韧性，提出了纤维独石结构和层状结构的复合材料的设计思路，这两类特殊结构的复合材料都具有非常高的断裂韧性和断裂功。在这两类材料的设计中，都基于一种多级增韧机制的思想，即在材料中引进相对较弱的界面将一个个结构单元（纤维或薄层）结合起来，结构单元之间的弱界面层作为一级增韧机制，这两类复合材料具有很高断裂韧性的主要增韧机制，在结构单元内部，晶须增韧体作为二级增韧机     

连续纤维增强陶瓷基复合材料概述

八十年代以来，连续纤维增强陶瓷基得合材料以其优异的性能特别是高韧性，得到世界各国的极大关注和高度重视，并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法、界面特性和界面改性以及应用等方面综述了国内外有关连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究现状。     

晶须增韧补强陶瓷基复合材料的若干关键技术研究(Ⅲ):纤维独石结构和层状结构的设计

为了进一步提高晶须增韧陶瓷基复合材料的断裂韧性，提出了纤维独石结构和层状结构的复合材料的设计思路，这两类特殊结构的复合材料都具有非常高的断裂韧性和断裂功。在这两类材料的设计中，都基于一种多级增韧机制的思想，即在材料中引进相对较弱的界面将一个个结构单元（纤维或薄层）结合起来，结构单元之间的弱界面层作为一级增韧机制，是这两类复合材料具有很高断裂韧性的主要增韧机制；在结构单元内部，晶须增韧体作为二级增韧机制；长柱状的基体晶粒作为三级增韧机制。这三级增韧机制的协同作用，使得这类复合材料具有非常高的断裂韧性和断裂功。     

碳纳米管增强陶瓷材料机理研究现状

碳纳米管作为一维纳米材料,不仅重量轻,还具有强度高、韧性高等优异的力学性能,与工程结构陶瓷材料复合能够强韧化陶瓷材料的力学性能,被认为是现代结构陶瓷复合材料的理想增强体。在综合了近年碳纳米管增强陶瓷基复合材料的理论及实验方面研究结果的基础上,侧重介绍了碳纳米管增强陶瓷基复合材料的强韧化机理,如细化晶粒增韧、短纤维增韧、碳纳米管独特的坍塌增韧、多壁碳纳米管抽出增韧机制,并讨论了采用剪切滞后理论模型对碳纳米管与陶瓷基体的微观界面结合力学性能模拟的研究结果。分析了国内外碳纳米管在陶瓷基体中强韧化机理的实验及模拟研究结果,总结了当前碳纳米管增强陶瓷复合材料的研究困境与存在的问题,并指出了今后理论和实验研究的方向。     

陶瓷基复合材料的研究进展

本文对陶瓷基复合材料的发展和研究情况进行综述分析。主要内容有:陶瓷基复合材料的发展和应用前景;纤维材料,多种陶瓷基体材料的韧化研究;陶瓷基复合材料的制备加工技术;陶瓷增韧的力学机理和材料结构性能的研究情况。最后还就陶瓷基复合材料的进一步发展提出一些粗浅的看法。      

碳纤维增强聚酰胺（PA/CF）复合材料的研究进展

通过对各种碳纤维增强尼龙复合材料的进展和存在问题的分析,综述了国内外碳纤维及碳纤维增强尼龙复合材料的发展概况、结构、性能及先进的工艺方法。针对近年来该材料的研究热点,对其界面性能、增强及增韧进行重点阐述,同时介绍了碳纤维增强尼龙复合材料未来的研究及发展趋势。     

连续纤维增强陶瓷基复合材料概述

八十年代以来 ,连续纤维增强陶瓷基复合材料以其优异的性能特别是高韧性 ,得到世界各国的极大关注和高度重视 ,并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法、界面特性和界面改性以及应用等方面综述了国内外有关连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究现状     

羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料特性研究

利用FT-IR、SEM、拉伸试验等测试方法分析了羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料机理，并对羟基硅油改性酚醛树脂基碳纤维复合材料特性进行了研究。实验结果表明：羟基硅油能有效改善界面结合状态，提高酚醛树脂基碳纤维复合材料的拉伸强度，为合理调整原料配比，控制生产工艺参数，获得综合性能优异的复合材料奠定了基础。     

Z-pin增强CMC层间Ⅰ+Ⅱ混合型断裂韧性

提出手工预缝纫方法将3K丝束的T300碳纤维引入预成型体,采用CVI工艺在预成型体和缝线处同时渗透SiC基体,制备了Z-pin增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料。通过三点弯曲试验测定了Ⅰ+Ⅱ混合型应变能释放率,分析了材料的裂纹扩展行为和Z-pin增强机理。结果表明:随着裂纹扩展长度的增大,Ⅰ+Ⅱ型裂纹扩展阻力不断增大,相同裂纹扩展长度,增加Z-pin植入密度可以提高粘结强度,增大止裂作用。Z-pin增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料裂纹扩展的耗能途径主要是层间界面剥离、Z-pin弹性剪切和拉伸变形。     

碳纤维增强树脂基复合材料的界面

从碳纤维、树脂基体、界面3个层次对碳纤维增强树脂基复合材料的界面研究进行了综述,重点介绍了碳纤维表面特性表征及改性方法、树脂基体特性及改性方法和界面分析表征手段,由此提出了纤维/树脂界面的研究路线,简要分析了复合材料界面研究的前景与趋势。为了实现纤维/树脂界面的良好匹配,充分发挥碳纤维复合材料的性能优势,需完善界面表征手段、明确界面微观性能与复合材料宏观性能的关系、深化研究界面对复合材料湿热性能及失效模式的影响等。     

碳纤维增强树脂复合材料细观蠕变性能

碳纤维增强树脂复合材料以其优异的性能,在各领域得到广泛应用。由于树脂基体具有黏弹性,使其合成的复合材料也表现出黏弹性行为。蠕变是材料黏弹性行为中最典型的一类现象,因此对碳纤维增强树脂复合材料细观蠕变性能的研究具有重要意义。室温下利用纳米压痕技术对碳纤维增强树脂复合材料中的基体、界面及纤维相在不同峰值载荷下的细观蠕变行为进行分析。结果表明:在相同的蠕变时间下,最大载荷为2 mN和10 mN的纤维蠕变位移约为基体蠕变位移的1/3和1/2,界面的蠕变位移介于两者之间;稳态蠕变阶段的蠕变速率小于0.1%;基体、界面、纤维的蠕变应力指数分别为3.6、2.9和2.1。同时根据Kelvin-Voigt模型得到了基体、界面及纤维的第一、第二复数模量、黏度系数及蠕变柔量。      

连续碳纤维增强陶瓷基复合材料的氧化行为和氧化防护研究

通过叙述C/C和C/SiC两种复合材料的氧化特点分析了碳纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)的氧化行为,分别从纤维、基体、界面层及外表面4个方面综述了碳纤维改性、基体抗氧化技术、界面层抗氧化技术和表面涂层技术4种CFRCMCs的抗氧化技术,分析了4类抗氧化技术的原理和特点。     

先驱体浸渍-裂解法制备SiBN纤维增强SiBN陶瓷基复合材料

连续纤维增强氮化物陶瓷基复合材料是耐高温透波材料的主要发展方向,纤维是目前制约耐高温透波复合材料发展的关键,而SiBN陶瓷纤维是一种兼具耐高温、透波、承载的新型陶瓷纤维。以聚硅氮烷为陶瓷先驱体,以SiBN连续陶瓷纤维为增强体,采用先驱体浸渍-裂解法制备了SiBN陶瓷纤维增强SiBN陶瓷基复合材料,研究了复合材料的热膨胀特性、力学性能、断裂模式以及微观结构。结果表明:SiBN陶瓷纤维增强SiBN陶瓷基复合材料呈现明显的脆性断裂特征,复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别为88.52 MPa和6.6 MPa,纤维的力学性能仍有待于提高。     

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.     

碳纤维及树脂基复合材料产业发展面临的机遇与挑战

本文介绍了国内外高性能碳纤维、碳纤维增强树脂基复合材料、复合材料制造技术等发展现状及未来发展趋势,总结了国内碳纤维增强树脂基复合材料产业发展存在的问题,分析了国内碳纤维增强树脂基复合材料产业发展的需求,提出了碳纤维增强树脂基复合材料重点发展方向。      

不同界面SiC纤维束复合材料的拉伸力学行为

利用国产三代SiC纤维通过化学气相渗透工艺(CVI)制备不同界面厚度和基体体积分数的SiC纤维束复合材料,并对其拉伸力学行为进行研究;同时,通过有限元方法研究界面厚度和基体体积分数对SiC纤维束复合材料热残余应力的影响。有限元分析结果表明:该纤维束复合材料的界面存在较为明显的径向和环向热残余应力,而且这两种应力均随着界面厚度增加而减小,随着基体体积分数的增加而增加。拉伸实验结果表明:随着界面厚度增加SiC纤维束复合材料的拉伸强度有增大趋势,且纤维拔出长度也相应增加;但在界面厚度相同的情况下,过高的基体体积分数将导致复合材料拉伸强度和韧性下降。     

Oxide Fiber Reinforced Glass: a Challenge to New Composites

The brittle nature and low fracture resistance of glass and ceramic materials limit their use in engineering applications. To achieve a tougher glass material, oxide fiber reinforced glass composites were synthesized by slurry infiltration and hot‐pressing. Significant increases in bending strength and work‐of‐fracture have been noticed for fiber reinforced glass matrix composites with carbon coated fibers. These effects are related to the low bonding between fiber and matrix, caused by the fiber coating.