C/C与C/C-SiC复合材料连接件的高温热处理及微观结构

以硼改性酚醛树脂作为连接剂的主要成分,添加微米B_4C粉、纳米SiO_2粉和微米Mo粉作为填料,采用反应成形连接法连接C/C复合材料和C/C-Si C复合材料,并将连接件在300~1 400℃真空环境中热处理30 min。在室温环境下测量连接件的连接强度,计算不同温度下热处理后的强度保留率,并观察与分析连接层以及经连接强度测试后的断口形貌和元素分布。结果表明,连接件在1 200℃下热处理后,连接强度保留率取得极大值97.8%,连接层结构致密,孔洞、裂纹等缺陷较少;母材与胶层的界面处发生了C,O,Si,B和Mo元素的扩散;胶层中生成熔点及硬度都很高的Mo B和Si C,Mo B作为增强体与硼改性酚醛树脂裂解生成的玻璃碳形成复相陶瓷,从而提高连接件的强度保留率。     

Ni-Nb粉末与SiC陶瓷界面润湿特性研究

研究了Ni—Nb金属粉末与SiC陶瓷的界面润湿特性，结果表明，增加Nb含量、升高温度或延长保温时间，系统润湿性均得到改善。对润湿系统界面区域微观结构的SEM、EDS分析表明，由于活性元素Nb的加入，在一定的温度、时间和气氛等条件下，焊料与陶瓷发生相互问的溶解、扩散和反应，其接触界面发生改变，此时测得的润湿角已不是Ni—Nb液滴/SiC陶瓷村底的接触角，而是新生成的固液界面间的接触角。界面区域具有连续结构的Ni-Si化合物的生成对于Ni—Nb／SiC陶瓷体系的润湿起重要作用。     

粉体的新压制方程研究

本文研究了由Al2O3粉和Cu粉组成的混合粉末体系的室温压制性能。测定了压坯密度与外加压力和混合粉末中陶瓷含量的关系。然后将试验数据代入由本文作者推导的含有三个参数的粉体的新压制方程之中，采用MATLAB软件求解超限定方程组，计算出方程中所含的三个参数的值。定量研究了这三个参数与体系中陶瓷含量的关系，然后把这三个参数与材料的特性联系起来，以此展示了这三个参数的物理意义，并确定了占主导地位的成形机制，进一步验证了该方程的科学性和适用性。     

活性粉末Ni-Al与SiC陶瓷的界面润湿特性和润湿机理研究

采用座滴法研究了不同Al含量、不同温度和保温时间对Ni-Al/SiC体系界面润湿性的影响,通过SEM、XRD分析了Ni-Al/SiC体系的润湿机理.结果表明,Ni-Al系焊料与SiC陶瓷的润湿过程属化学润湿,在本研究的试验范围之内,随着Al含量增加、温度升高、保温时间延长,润湿角下降.由于界面反应产物Al4C3的生成导致的扩散层体积增大是Ni-Al/SiC体系润湿性得到改善的关键.     

用作结构陶瓷连接剂的有机硅树脂

有机硅树脂已经成为结构陶瓷的重要连接剂之一.本文总结用作结构陶瓷连接剂的有机硅树脂型号及使用效果,报导有机硅树脂YR3370连接SiC陶瓷的工作,并且讨论连接工艺的要素.     

基于无人机机器视觉的轨道异物入侵检测方法

针对传统轨道入侵异物检测方法效率和时效性的不足,文章提出一种基于无人机航拍视频的轨道异物入侵检测算法。首先,通过LSD算法定位铁轨位置并划定铁路安全边界;然后,以YOLOv5s网络为基础,针对其小目标识别率低的问题,改进网络原有的检测层尺度;最后,再引入双向特征金字塔网络,并结合CBAM注意力机制重构模型的Neck部分,进而提出改进后的模型。实验结果表明,改进后模型在VisDrone数据集和自制轨道异物数据集的平均精度值分别提高了9.7%和5.9%,模型体积缩小32%,检测速率达到50.5 frames·s^-1,可以为铁路异物入侵智能化检测的研究提供参考。     

硼改性酚醛树脂的固化及裂解

采用DSC、Ozawa法、固态13C核磁共振(13C NMR)、红外光谱(IR)、裂解-气相色谱(Py-GC)和XRD研究了硼改性酚醛树脂的固化动力学、固化机制和裂解行为。结果表明: 硼改性酚醛树脂的近似凝胶温度、固化温度和后处理温度分别为350.0 K、386.2 K和433.3 K, 固化反应峰顶的活化能为152.4 kJ/mol; 硼改性酚醛树脂的固化反应主要包括PhCH₂—OH之间的反应、PhCH₂—OH与B—OH之间的反应、PhCH₂—OH与酚环上活泼氢之间的反应, 以及醚键的歧化反应。硼改性酚醛树脂的剧烈分解温度为500~800 ℃, 失重为14.9%; 裂解生成的挥发物有CO、CO₂、H₂O、苯和甲苯等; 在1000 ℃时的残碳率为67.2%; 硼改性酚醛树脂在1000 ℃高温裂解30 min后生成了玻璃碳。      

仁恒滨海中心高层悬挂结构施工技术

悬挂结构的施工方法有2种,分别是顺序施工和逆序施工。以仁恒滨海中心高层建筑的实际工程为例,分析顺序施工过程中吊柱经过受压的施工状态向吊柱受拉的设计状态转化对结构的影响,以及悬挂结构的变形控制,通过采用临时支撑,保证整个悬挂结构竖向变形符合设计要求。     

SiC/Co-Cr体系的润湿性研究

采用座滴法研究了反应烧结SiC/ Co-Cr 体系的润湿性。与反应烧结SiC/ 纯Co 体系进行对比, 研究了Cr 含量、实验温度和保温时间对润湿角的影响及活性元素的作用。结果表明, 加入适量的活性元素Cr 能够显著提高体系的润湿性。当体系的Cr 含量分别为5 % , 7 %和42 %时, 体系的润湿角较小, 润湿性比较好。SiC/ Co-Cr体系和SiC/ 纯Co 体系的润湿过程均属于反应性润湿, 实验温度和保温时间对体系的润湿角影响较大。微观结构研究和XRD 分析表明, 对于SiC/ 纯Co 体系, 界面区域发生了化学反应, 生成了CoSi , 减小了润湿角。加入活性元素Cr 以后, 由于Cr 元素与基体发生反应, 生成Cr₂₃C₆ , 进一步降低了体系的界面能, 提高了润湿性。      

采用SiC/Si_3N_4陶瓷先驱体连接反应烧结SiC

采用SiC/Si3N4陶瓷先驱体聚硅氮烷连接反应烧结碳化硅陶瓷,研究了连接温度、连接压力、浸渍/裂解增强处理对连接强度的影响。结果表明:在1100℃~1400℃温度范围内,连接强度先升高后降低;连接过程中施加适当的轴向压力可提高连接层致密度;浸渍/裂解增强处理可大幅度提高接头强度。当连接温度为1300℃,连接压力为15kPa,经3次增强处理的连接件抗弯强度达最大值169.1MPa。这种连接件的断口表面粘有大量SiC母材。由XRD研究表明,随着温度的逐步升高,聚硅氮烷的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变。微观结构及成分分析显示:连接层为厚度2μm~3μm的SiCN无定形陶瓷,其结构较为均匀致密;连接层与基体间界面接合良好。