碳/碳复合材料SiC-HfSi_2抗烧蚀复合涂层(英文)

为改善碳/碳(C/C)复合材料的抗烧蚀性能,采用包埋技术在C/C复合材料表面制备了碳化硅-硅化铪(SiC-HfSi2)抗烧蚀复合涂层。采用氧乙炔火焰烧蚀试验评价了C/C复合材料样品的抗烧蚀性能。通过扫描电镜观察、能谱分析及X射线衍射分析研究了烧蚀前后C/C复合材料抗烧蚀涂层的表面和断面形貌、元素分布和相组成。结果表明:涂层C/C复合材料在烧蚀后其表面出现了丛生的氧化硅纳米线。同时,与未涂层C/C复合材料相比,SiC-HfSi2涂层使C/C复合材料的质量烧蚀率下降了85.6%。     

C/C-ZrC复合材料的微观结构和力学性能研究

采用ZrOCl₂溶液浸渍法把锆化合物引入碳纤维预制体, 经热处理、热梯度化学气相渗透致密化和高温石墨化工艺制备了C/C-ZrC复合材料。性能测试结果表明, C/C复合材料的弯曲强度和模量随ZrC含量的增加而增大, ZrC含量为12.08wt%时, 其强度和模量分别为42.5 MPa 和9.6 GPa, 比未改性试样分别提高了70.0%和43.3%。基体中结合较弱的微米级ZrC颗粒的存在不利于碳基体强度的提高, 但其对材料最终性能的影响是次要的, 碳基体中亚微米/纳米级ZrC颗粒的存在和良好的ZrC-C界面结合, 提高了碳基体的强度和模量, 进而提高了复合材料的最终性能。     

密度和纤维取向对炭/炭复合材料烧蚀性能的影响(英文)

采用不同的预制体和致密化方法制备了密度不同的5种炭/炭复合材料(密度范围1.77g/cm3～1.85g/cm3)。用氧-乙炔焰对试样进行了烧蚀试验,并用SEM表征了烧蚀后材料的形貌。结果表明:烧蚀后,与乙炔焰成30o角的纤维变成楔形,而与火焰平行的纤维变成直径为3.5μm～4.5μm的针状,针状纤维更易被火焰烧蚀而钝化。部分宏观孔(直径为1.0mm～1.26mm)、针状微孔及界面裂纹等缺陷处更易被烧蚀而变成烧蚀坑。包裹纤维的沥青炭层由于热解炭基体的不连续而出现了严重的剥蚀。高密度材料(1.85g/cm3)具有良好的抗烧蚀性能。     

炭/炭复合材料高温防氧化陶瓷涂层的研究新进展

陶瓷涂层技术是解决炭/炭(C/C)复合材料高温易氧化难题的有效手段。本文阐述了C/C复合材料的氧化过程与抗氧化途径,综述了近年来国内外C/C复合材料高温防氧化单相、多相镶嵌,梯度复合,晶须增韧以及多层复合等陶瓷涂层体系的最新研究进展,并就陶瓷涂层目前存在的问题以及下一步研究的重点提出了一些见解。     

碳纤维增强碳复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的研究进展(英文)

碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)复合材料抗氧化问题一直是国际材料界研究的热点。硅基陶瓷作为C/C复合材料抗氧化涂层,是目前研究最深入的涂层体系。综述了国内外近几年C/C复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的研究进展,总结了C/C复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的制备工艺和对已有工艺的改进方法,分析了硅基陶瓷涂层在高温空气中、燃烧环境中的氧化失效机理。结合硅基非氧化物陶瓷(SiC,Si3N4等)环境障碍涂层的发展,展望了C/C复合材料在复杂环境中抗氧化涂层的研究方向。     

热梯度化学气相沉积工艺制备炭/炭复合材料

阐明了热梯度化学气相沉积工艺(CVI)的优越性和用于制备炭／炭复合材料的热梯度化学气相沉积工艺原理；壁冷式热梯度CVI工艺克服了等温化学气相沉积易形成闭孔的缺陷，实现了快速均匀致密化；热梯度CVI工艺设备简单且安全系数高，所制备的炭／炭复合材料密度均匀性好，通过控制工艺参数，利用热梯度CVI工艺可以制备不同微观组织结构的热解炭。     

催化FBCVI制备碳纳米纤维增强碳/碳复合材料的组织与力学性能研究

采用薄膜沸腾气相沉积(film-boiling chemical vapor infiltration,FBCVI)工艺,制备原位碳纳米纤维增强碳/碳复合材料(carbon nanofibers-reinforced carbon/carbon composites,CNFs-C/C))。研究了致密化过程中CNFs的生长情况和催化剂的引入对材料组织结构和力学性能的影响。研究表明,致密化前期,原位生长CNFs困难;随着沉积时间延长,CNFs大量增多并被碳基体包覆,CNFs主要为碳纳米线(carbon nanowires,CNWs)。CNFs-C/C的碳基体结构为粗糙层(RL),且存在大量的生长锥。相比于未加催化剂的试样,CNFs-C/C的弯曲强度和模量分别提高了30.9%和39.1%,断裂模式为假塑性断裂。     

炭/炭复合材料航空电刷的制备

分别用厚度为2cm的炭毡和1k炭布(2D)叠层加纵向穿刺作预制体,用软化点为140℃的中温沥青作浸渍剂,经过160℃、0.3MPa浸渍、900℃碳化、2100℃石墨化和460℃、20MPa超高压致密化等工艺的循环处理,制备了纤维体积分数为45%,体积密度为1.85～1.73g·cm-3的炭/炭复合材料航空电刷。其电学性能与优质石墨电刷相当;力学性能和摩擦性能远优于优质石墨电刷,且炭毡作预制体更优于炭布作预制体。     

快速液相气化法制备碳/碳复合材料研究进展

快速液相气化沉积是目前高温复合材料制备工艺中致密化效率最快的一种方法，比传统等温CVI技术要快2个数量级以上，可大幅度降低制备成本。文中介绍了这一快速致密化技术的基本原理，方法特点，分析了该技术快速致密化的根本原因；概述及探讨了国内外对该技术在工艺及模拟方面的研究现状及存在的问题；最后展望了液相气化致密技术的应用前景。     

人工髋关节假体材料的研究进展

阐述了人工髋关节假体材料的性能要求和金属、高分子、陶瓷以及碳质假体材料的研究新进展,分析了各种材料在实际应用中的优势和存在的问题,并对其发展趋势进行了展望.研究认为髋关节假体材料的表面改性和人体髋关节生物摩擦行为是未来研究的热点,髋关节假体材料性能评价体系的完善是亟待解决的问题.