纤维增韧反应烧结碳化硅基复合材料的研究现状

综述了纤维增强反应烧结碳化硅(Reaction Bonded Silicon Carbide,RBSC)基复合材料,包括连续长纤维与短纤维增韧RBSC的研究进展.分析比较不同种类的纤维增韧RBSC的工艺特点、增韧机理和陶瓷性能,并对纤维增韧RBSC复合材料的发展前景作了展望.     

陶瓷基复合材料的研究进展

综述了陶瓷基复合材料（ＣＭＣ）在近年来的研究进展，就陶瓷的增强增韧机理、复合材料的制备工艺作了较全面的介绍，并对ＣＭＣ的未来发展进行了展望。     

常压化学气相渗透制备Nextel 480/SiO_2复合材料

连续氧化物纤维增韧的氧化物陶瓷基复合材料与 Si C等非氧化物复合材料相比易加工 ,能满足航空部件的精度要求 ,而且高温抗氧化[1] ,已成为陶瓷基复合材料的研究热点。Si O2 陶瓷具有良好的耐烧蚀性能和稳定的高温介电性能 ,是导弹弹头和天线窗理想的介电 -防热材料。目前 ,以三向石英纤维及高硅氧布增韧的氧化硅陶瓷基复合材料均采用硅溶胶多次循环浸渍烧结制成 ,以 C纤维增韧的氧化硅陶瓷基复合材料采用氧化硅浆料涂刷热压制成 ,并已经得到了应用[2 ] 。但是 ,尚未见有采用化学气相渗透的方法制备氧化硅基复合材料的报道 ,而化学气相渗…     

金属间化合物/Al2O3,TiC陶瓷基复合材料的研究进展

概述了国内外有关金属间化合物／Al2O3,TiC陶瓷基复合材料的研究现状,特别是工艺、结构和性能间的关系以及增韧补强的机理,指出了存在的问题及今后的发展趋势．目前金属间化合物陶瓷基复合材料(I／CMC)大多是以高纯单质或化合物粉为原料,采用粉末冶金或原位合成等工艺来制备．而以天然钛铁矿为原料,原位合成制备金属间化合物／Al2O3-TiC陶瓷基复合材料是I／CMC发展的趋势之一．     

大飞机8大关键航空材料技术落户西安基地

据悉．一批航空材料技术已落户西安阎良国家航空技术产业基地。落户航空产业基地的航空材料技术是陶瓷基复合材料应用技术、高性能碳纤维技术、无机高分子聚合物材料技术等8种关键技术。其中．通过陶瓷基复合材料应用技术研制的连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料,比铝轻、比钢硬．     

纤维增强陶瓷基复合材料的强化、韧化机制

在陶瓷材料中加入纤维，来改善陶瓷材料的脆性，增强陶瓷材料的韧性和强度。通过对陶瓷基复合材料应力、临界纤维长度的讨论可知，复合材料的强度应考虑纤维取向和纤维长度。阐述了几种纤维增韧的机理，用断裂功来评价断裂韧性已得到广泛应用。     

陶瓷相变增韧分析的新型屈服准则

针对陶瓷基复合材料由于含有大量孔洞等缺陷而导致拉伸强度和压缩强度不相等的问题,引入新的参数,构建了抛物线型屈服准则,并类比塑性材料相关联流动法则,给出了陶瓷相变材料的本构方程.在平面应变条件下,采用权函数方法推导出相变对I型裂纹在静止和定常扩展条件下的增韧理论表达式.讨论了泊松比等各个参数对裂纹增韧的影响.算例结果表明...     

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料研究成功

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料是一种新型战略性热结构材料，比铝轻、比钢强。比碳化硅陶瓷更耐高温、更抗氧化烧蚀，而且克服了陶瓷的脆性，可替代金属材料解决目前航空航天器燃料20％-30％浪费的问题，满足其向高速度、高精度、高搭载和长寿命发展的需求。     

氧化铝基陶瓷材料增韧研究现状及其发展方向

陶瓷的韧性是陶瓷材料研究领域的核心问题 ,氧化铝陶瓷材料的脆性极大地限制了该项材料的推广应用 .为了减小Al2 O3 基陶瓷材料的脆性 ,除了采用先进的制备工艺外 ,人们研究了许多增韧的手段 :氧化锆相变增韧 ;纳米技术增韧 ;晶须和纤维增韧 ;颗粒弥散增韧 ;复合增韧 ;表面改性增韧等 ,详细探讨了近年来氧化铝陶瓷材料的增韧研究现状和今后的发展方向 .     

氧化铝基陶瓷材料增韧研究现状及其发展方向

陶瓷的韧性是陶瓷材料研究领域的核心问题，氧化铝陶瓷材料的脆性极大地限制了该项材料的推广应用．为了减小Al2O3基陶瓷材料的脆性，除了采用先进的制备工艺外，人们研究了许多增韧的手段：氧化锆相变增韧；纳米技术增韧；晶须和纤维增韧；颗粒弥散增韧；复合增韧；表面改性增韧等，详细探讨了近年来氧化铝陶瓷材料的增韧研究现状和今后的发展方向。     

陶瓷基复合材料研制获突破

由西北工业大学获国家技术发明一等奖项目研制的“连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料”是一种新型战略性热结构材料。这种复合材料比铝轻、比钢强，比碳化硅陶瓷更耐高温、更抗氧化烧蚀，且克服了陶瓷的脆性。该材料替代金属材料可解决目前航空航天器燃料20％～30％浪费的问题，满足其向高速度、高精度、高搭载和长寿命发展的需求。法国和美国20世纪90年代才进入该材料应用研究阶段，     

黏结剂对Cr_2AlC陶瓷基复合材料组织和性能的影响

以熔盐法自制Cr2AlC粉末为原料,加入质量分数为5%的Al和质量分数10%的Cu作为黏接剂,采用真空-热压烧结技术制备Cr2AlC陶瓷基复合材料,通过SEM、OLYMPUS和HVS-100等方法研究热压工艺、黏接剂、退火工艺对Cr2AlC基陶瓷复合材料组织和性能的影响。结果表明:在Cr2AlC里加入质量分数为5%的Al,在800℃保温2min制备的Cr2AlC基陶瓷复合材料密度4.458g/cm3,硬度718.3HV,电阻率0.042Ω·m;在Cr2AlC里加入质量分数为10%的Cu,在900℃保温2min制备的Cr2AlC基陶瓷复合材料的密度5.188g/cm3,硬度1131HV,电阻率0.019Ω·m。随着烧结温度的升高,复合材料的综合性能更好。     

莫来石基复合材料的显微结构与增韧特性(Ⅰ)——SiCw/莫来石体系

采用溶胶-凝胶工艺合成的高纯莫来石粉及Tokai碳化硅晶须,以热压方法制备了SiCw/莫来石系复合材料。高纯莫来石陶瓷呈现较高的强度和相当高的断裂韧性,添加SiC晶须后其强度和韧性进一步提高。根据显微结构分析认为,桥联和造成裂纹偏转是晶须的主要增韧机制。清除SiC晶须表层的SiO_2,利于其增韧效应的发挥。     

陶瓷基质——SiC晶须复合材料

陶瓷基质－－晶须复合材料供助负荷传递、基质的预应力化以及裂纹弯曲、晶须拔出和导部架桥效应等机理实现材料的补强与增韧，是改善高温结构陶瓷脆性的有效途径。本文评述了陶瓷基质与晶须材料的选择准则以及复合材料研究、加工中的困难所在，介绍了几种典型的复合材料研究、加工中的困难所在，介绍了几种典型的复合材料现状现状，提出了一些研究课题。     

碳纳米管增韧氮化硅陶瓷复合材料的研究

以Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3-MgO为原料,碳纳米管为增韧材料,采用热压真空烧结工艺制备了氮化硅陶瓷复合材料。结果表明,不同的碳纳米管含量对氮化硅陶瓷复合材料的显微组织影响显著。当碳纳米管含量为1 wt%时,可制备出致密度高,颗粒均匀的氮化硅复合陶瓷材料。复合材料的力学性能又和显微组织密切相关。当碳纳米管含量为1 wt%时,其硬度为14 GPa,抗弯强度为850 MPa,显示出较好的力学性能。     

Z-pins参数对复合材料层间韧性的影响

Z-pins植入平纹编织C/Si C陶瓷基复合材料层压板能提高层间I型断裂韧性.作为一种一体化设计的新型材料,Z-pin增强陶瓷基复合材料具有重要的应用前景.研究Z-pins增强陶瓷基复合材料的层间断裂韧性对于指导材料的设计与应用具有十分重要的理论意义和实用价值.基于离散弹簧-悬臂梁模型研究了Z-pins直径、Z-pins间距、单位厘米宽度上Z-pins个数对平纹编织陶瓷基复合材料I层间断裂韧性的影响.结果表明:增加Z-pins直径、减小Z-pins间距和增加单位厘米宽度上Z-pins个数可以提高Z-pins增强平纹编织C/Si C陶瓷基复合材料I型层间断裂韧性.     

可加工陶瓷Ti3SiC2的合成和性能

以熔盐法自制Cr₂AlC粉末为原料,加入质量分数为5%的Al和质量分数10%的Cu作为黏接剂,采用真空-热压烧结技术制备Cr₂AlC陶瓷基复合材料,通过SEM、OLYMPUS和HVS-100等方法研究热压工艺、黏接剂、退火工艺对Cr₂AlC基陶瓷复合材料组织和性能的影响。结果表明：在Cr₂AlC里加入质量分数为5%的Al,在800 ℃保温2 min制备的Cr₂AlC基陶瓷复合材料密度4.458 g/cm³,硬度718.3 HV, 电阻率0.042 Ω·m;在Cr₂AlC里加入质量分数为10%的Cu,在900 ℃保温2 min制备的Cr₂AlC基陶瓷复合材料的密度5.188 g/cm³,硬度1 131 HV,电阻率0.019 Ω·m。随着烧结温度的升高,复合材料的综合性能更好。     

高温热处理对国产二代SiC纤维性能影响

SiC纤维具有良好的耐高温抗氧化特性,是陶瓷基复合材料的关键原材料之一.在高温陶瓷基复合材料制备过程及实际服役过程中,均需对SiC纤维进行高温热处理.为了获得SiC纤维在高温工艺过程及高温服役过程中的性能变化规律,通过对SiC纤维进行高温氩气和空气环境热处理,研究了热处理对SiC纤维拉伸性能及微观形貌等的影响,并对支撑...     

PMN/ CB/ IIR复合材料的阻尼性能研究

采用混炼-模压-极化工艺制备了压电陶瓷/碳黑/丁基橡胶聚合物基压电阻尼复合材料,研究了压电陶瓷和碳黑用量、外力及作用频率等因素对复合材料阻尼性能的影响.结果表明,当压电陶瓷体积分数为50%、碳黑质量分数为5%时复合材料的阻尼因子tanδ峰值达到最高,有效阻尼温域最宽;复合材料的阻尼性能随着外力的增加而增强;当外力作用频率f接近或等于橡胶分子运动单元松弛时间的倒数1/τ时,复合材料的损耗模量E″和阻尼因子tanδ均出现最大值.     

PMN／CB／IIR复合材料的阻尼性能研究

采用混炼-模压-极化工艺制备了压电陶瓷／碳黑／丁基橡胶聚合物基压电阻尼复合材料,研究了压电陶瓷和碳黑用量、外力及作用频率等因素对复合材料阻尼性能的影响．结果表明,当压电陶瓷体积分数为50％、碳黑质量分数为5％时复合材料的阻尼因子tanδ峰值达到最高,有效阻尼温域最宽;复合材料的阻尼性能随着外力的增加而增强;当外力作用频率f接近或等于橡胶分子运动单元松弛时间的倒数1／τ时,复合材料的损耗模量E＂和阻尼因子tanδ均出现最大值．