放电等离子烧结技术制备MgAl2O4透明陶瓷的研究进展

MgAl2O4透明陶瓷由于其优良的力学性能及在可见光和红外波长范围内优异的光学性能,被认为是一种非常重要的光学材料.总结归纳了放电等离子烧结(SPS)技术制备MgAl2O4透明陶瓷的研究进展,重点介绍了温度和压力对材料最终光学性能的影响.分析表明,放电等离子烧结过程中升温速度、预压力对最终光学性能有较大影响.据此提出了相应的解决措施,并对今后的研究应用方向进行了展望,为进一步的深入研究奠定了基础.     

环境障碍涂层研究综述

环境障碍涂层(Environment barrier coating,EBC)能够解决构件在燃气环境中长时间腐蚀的问题,从而成为航空发动机材料研究的热点.从材料体系、制备工艺、性能考核和表征方法4个方面综述了目前EBC的研究成果.通过对目前国内外研究成果的总结和分析,提出了EBC当前研究存在的问题,并展望了EBC进一步研究的方向.     

三维针刺C/SiC刹车材料的摩擦磨损性能

通过化学气相渗透法(CVI)结合反应熔体浸渗法(RMI)制备了三维针刺,C/SiC刹车材料 , 利用 MM21000型摩擦磨损试验机系统研究了C/SiC刹车材料的摩擦磨损性能,采用光学显微镜和扫描电子显微镜分别对摩擦表面和磨屑形貌进行了观察。结果表明:干态刹车条件下,当初始刹车速度相同时,摩擦系数随着刹车压力的升高而逐渐降低;当刹车压力相同时,摩擦系数随着初始刹车速度的增加先升高后降低。湿态摩擦性能衰减小(衰减约8 %) 、恢复快;静态摩擦系数高(为0. 56～0. 61),摩擦系数随着初始刹车温度的升高而显著降低。当刹车压力相同时,磨损率随着初始刹车速度的增加而增大;当初始刹车速度大于20 m/s时,刹车压力的增大使磨损率显著增加。      

温度对BCl3-CH4-H2化学气相沉积掺硼碳沉积过程的影响

以三氯化硼、甲烷和氢气的混合气体为前驱体,利用磁悬浮天平热重系统研究了850～1200℃区间内化学气相沉积掺硼碳的原位动力学.探索了温度对沉积速率的影响,计算了该温度区间内沉积过程的表观活化能,同时借助SEM和EDS技术.测试了不同温度点(900℃、1000℃、1100℃和1200℃)沉积产物的微观结构和成分.结果表明,化学气相沉积掺硼碳属于典型的热激活反应过程;在所研究的温度区间内存在5种不同的反应控制机制;随着温度的升高,沉积产物的n(B)/n(C)和堆积密度都显著变小,说明高n(B)/n(C)和高致密度的掺硼碳涂层应在较低的温度下制备.     

液硅渗透法制备Ti3SiC2改性C/CSiC复合材料

采用浆料浸渗结合液硅渗透法原位生成高韧性Ti₃SiC₂基体, 制备Ti₃SiC₂改性C/C-SiC复合材料。研究了TiC颗粒的引入对熔融Si浸渗效果的影响, 分析了Ti₃SiC₂改性C/C-SiC复合材料的微结构和力学性能。实验结果表明: TiC与熔融Si反应生成Ti₃SiC₂是可行的, 而且C的存在更有利于生成Ti₃SiC₂; 在含TiC颗粒的C/C预制体孔隙(平均孔径22.3 μm)内, 熔融Si的渗透深度1 min内可达10.8 cm; Ti₃SiC₂取代残余Si后提高了 C/C-SiC复合材料的力学性能, C/C-SiC-Ti₃SiC₂复合材料的弯曲强度达203 MPa, 断裂韧性达到8.8 MPa·m1/2; 对于厚度为20 mm的试样, 不同渗透深度处材料均具有相近的相成分、 密度和力学性能, 无明显微结构梯度存在, 表明所采用的浆料浸渗结合液硅渗透工艺适用于制备厚壁Ti₃SiC₂改性C/C-SiC复合材料构件。      

一种碳－碳复合材料长寿命防氧化涂层的失效机制

用液相法联合ＣＶＤ法和硅化法制备了一种碳－碳复合材料复合梯度涂层，在此基础上对这种涂层在氧化过程中的失效机制进行了研究．结果表明：氧化层与液相层界面反应生成的气相产物是涂层失效的根本原因界面上气泡的不均匀形核、长大和破裂导致涂层表面出现孔洞．孔洞处气泡优先形核、长大和破裂并发展成为缺陷而使涂层失效     

液相法制备碳－碳Si－Mo防氧化涂层

用液相法制备出Ｓｉ－Ｍｏ涂层防氧化Ｃ／Ｃ，并对Ｓｉ－Ｍｏ涂层的防氧化性能进行了测试。结果表明，Ｓｔ－Ｍｏ是一种性能优良的Ｃ／Ｃ防氧化涂层，可以在１６５０℃下工作１０小时以上。同时对氧化前后涂层的裂纹形貌进行了分析。     

CNT纸/SiC对称梯度层状复合材料的高温电磁屏蔽性能和介电性能

将单层碳纳米管(CNT)纸浸渍酚醛树脂致密化,通过树脂碳层层焊接得到厚度约为2.6 mm的CNT纸/SiC层状梯度复合材料,由13个CNT纸/SiC复合材料结构层和12个膨胀石墨增韧树脂C界面层组成,SiC含量沿厚度方向由中心向两端呈递增的对称梯度分布。CNT纸/SiC层状梯度复合材料的体积密度为1.65 g/cm3,开气孔率为7.25%,在宏观尺度范围获得在SiC基体中均匀弥散分布的高含量的CNT。在X频段范围,CNT纸/SiC层状梯度复合材料600℃时的平均总屏蔽效率(37.19 dB)高于室温(35.00 dB)。较之室温时的屏蔽性能,CNT纸/SiC层状梯度复合材料600℃时的反射系数略有减小,但吸收系数明显增加,透射系数由0.0003减小至0.0002,展示了良好的在电磁屏蔽领域尤其是高温屏蔽领域的应用前景。在X频段范围,随温度由室温升高至600℃,CNT纸/SiC层状梯度复合材料的虚介电常数平均值由114.6增大至149.1;平均损耗正切值由1.62增大至1.79。      

Si-B-C陶瓷涂敷2D C/SiC复合材料的抗氧化性能

利用化学气相沉积(CVD)法制备了Si-B-C陶瓷涂敷改性的2D C/SiC复合材料, 研究了其在700～1200 ℃氧化10 h性能和结构的演变规律以及自愈合机制, 同时获得了Si-B-C涂层在不同温度氧化后的形貌、 组分和物相转变规律。结果表明: 涂敷在复合材料表面的Si-B-C陶瓷随温度的升高氧化加快, 但氧化程度较低, 不深于7 μm; 随温度的升高, 氧化形成的硅硼玻璃黏度降低, 挥发增强; 当温度达到1200 ℃时, 硅硼玻璃析出SiO₂晶体; Si-B-C陶瓷涂敷改性的C/SiC具有优良的抗氧化性能, 随氧化温度的升高, 复合材料失重率增加, 但在1200 ℃氧化10 h后失重率仅为0.47%; 此外材料在1000 ℃氧化后的强度保持率最高, 达到91.6%, Si-B-C陶瓷氧化形成的硅硼玻璃可以有效封填裂纹, 这是材料具有优良抗氧化性能的主要机制。     

碳化硅质焊料连接氮化硅/碳化硅陶瓷的性能研究

采用以碳化硅为主相的焊料,在无压的条件下,连接氮化硅结合碳化硅陶瓷.结果表明:焊料在室温到1323K的干燥和烧结过程中,体积稳定,稍有膨胀.在1173K保温3h的条件下,连接的样品拉伸强度达到1.76MPa,热震残余强度保持率为82%.接头致密,并且焊料层与母材显微结构非常相似,界面处有明显的元素扩散,这对于提高结合强度和热震性能有重要作用.