碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面

以ＡＬＮ和Ｙ２Ｏ３为烧结助剂,采用先驱体转化－热压烧结的方法制备了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料,研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响,结果表明：由于烧结时晶界液相和ＳｉＣ－ＡＩＮ固溶体的形成,当烧结温度为１７５０℃时,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能,当烧结温度升为１８００℃时,在复合材料密度增大的同时,其力学性能也大幅度提高,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达６９１．６ＭＰａ和２０．７ＭＰａ．ｍ＾１／２,复合材料呈现韧性断裂;进一步提高烧结温度至１８５０℃时,虽然复合材料的密度有所增加,但由于纤维／基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧,复合材料呈现典型的脆性断裂,其力学性能急剧降低;纤维／基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素,其中,纤维的脱粘与拔出是主     

Carbon-fiber-reinforced silicon carbide composites prepared by precursor pyrolysis-hot pressing

1INTRODUCTIONSiliconCarbide(SiC)is0neofthepromis-ingcandidate'sceramicsforhigh-temperaturestructuralcomp0nentsbecauseofitsmanyexcel-lentproperties,includingstrengthretenti0n,ox-idationresistanceathightemperature,lowden-sityandhighhardnessetc.However,likeallce-ramicmaterials,theyaregenerallynotch-sensi-tiveandlowintoughness,resultinginrelativelylowreliabilityasstructuralc0mponentsandlim-itedapplications.Therefore,anumberofinves-tigationshavebeenfocused0ntheimprovementinthereliability,andc…     

裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响

采用先驱体裂解－热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料,探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维／基体界面和力学性能影响,烧结温度为1800度时,由于其中由富碳界面相构成的纤维／基体界面相使纤维／基体界面结合适中,具有较好的力学性能。     

粉末注射成形坯体在烧结过程中的应力演化（英文）

研究金属粉末注射成形坯体在烧结过程中由于不均匀性导致的应力演化过程。基于连续介质模型和热弹粘塑性本构关系,建立描述孔体材料烧结致密化过程的模型。通过热膨胀试验得到模型中的材料参数,通过CT断层成像技术得到坯体的真实断面密度分布,并以此作为烧结模型的粉体含量初始分布。在有限元软件Abaqus中调用用户材料子程序(UMAT)子程序实现上述模型的数值计算。计算结果表明:烧结过程中低密度区域的烧结收缩速率大于高密度区域的收缩速率,从而导致产生内应力;高密度区域存在压应力,低密度区域存在拉应力;局部区域的致密化状态不仅与初始粉体含量相关,而且与烧结过程中的应力演化有关系。     

二氧化锰对石煤钒矿酸性浸出的影响

采用湘西地区的石煤钒矿为研究对象,石煤中+3,+4,+5价钒分布分别为75.67%,17.85%和6.48%,硅酸盐含量较高,属高硅石煤矿。在传统直接酸浸工艺的基础上,添加少量氧化剂二氧化锰,考察了二氧化锰的用量、液固比、浸出温度、浸出时间、硫酸体积浓度等因素对钒浸出率的影响。单因素实验和正交试验结果表明:加入少量二氧化锰能协同H+破坏石煤结构,大大提高石煤中钒的浸出率;在二氧化锰用量为2%、液固比为1∶1、浸出时间为13 h、硫酸体积浓度为25%和浸出温度为95℃的条件下,钒浸出率达到97.2%,其中硫酸体积浓度对石煤湿法提钒影响最大。和直接酸浸工艺相比,钒的浸出率提高40%以上;与传统的钠化焙烧工艺相比,钒的浸出率提高40%以上,完全消除了焙烧过程中所产生的烟气污染;本实验采用氧化酸浸提钒技术,不经焙烧过程,不产生烟气污染,节约能源,且能大幅度提高钒的浸出率,实现资源的充分利用,具有较好的应用前景。     

(SiC)TiN/Cu复合材料的热物理性能和焊接性能

以醇盐水解-氨气氮化法在SiC颗粒表面包覆TiN,然后采用放电等离子体烧结进行致密化,重点分析所制备的(SiC)TiN/Cu复合材料的热物理性能和焊接性能。结果表明:醇盐水解-氨气氮化法能够制备出TiN包覆SiC复合粉末,TiN包覆层均匀连续,能够提高材料的致密度并改善界面结合。(SiC)TiN/Cu复合材料的热膨胀系数介于8.1×10-6～11.9×10-6K-1之间,并且随着SiC体积分数的增加而降低。(SiC)TiC/Cu复合材料经过8次热循环以后的残余塑性应变为4.0×10-4。当SiC的体积分数为30%时,复合材料的热导率达到270W·m-1·K-1。Ag-Cu-Ti钎料在900℃时能在(SiC)TiN/Cu复合材料上完全铺展,具有良好的润湿性。(SiC)TiN/Cu复合材料与Ag-Cu-Ti钎料焊接接头的剪切强度高达56MPa。     

AIN-BN复合陶瓷的结构与性能

以碳热还原法合成的AIN粉末和市售BN粉末为原料,利用无压烧结工艺制备AlN-BN复合陶瓷,研究了AlN-BN复合陶瓷结构和性能的关系。结果表明:随着BN含量的增加,在复合陶瓷中逐渐形成卡片房式结构,阻碍材料的收缩和致密,复合材料的致密度下降,热导率和硬度也随之下降,综合考虑热导率和硬度因素,认为利用常压烧结工艺制备可加工AlN-BN复合陶瓷时,BN质量分数在10％～15％之间是合适的,可以制备出热导率在100～140W·m~(-1)·K~(-1),硬度H_(R_A)在55～75之间的AlN-BN复合陶瓷。     

多孔金刚石坯体熔渗铜工艺

金刚石/Cu具有优异的热物理性能,采用熔渗法可以实现金刚石/Cu的近净成形,本文对多孔金刚石坯体熔渗铜的相关工艺及影响因素进行了较深入的研究。研究结果表明,在多孔坯体上下方都放置铜块时对熔渗过程比较有利;熔渗温度达到1 200℃、压力为20 MPa、保温30 min时复合材料致密度达到99.8%,接近全致密,热导率可以达到587 W/(m.K),进一步提高熔渗温度和延长保温时间时,该复合材料的致密度没有显著变化,热导率下降,这主要与界面结构变化引起的界面热阻变化有关。熔渗过程存在孕育期,熔渗温度低于1 200℃或压力低于20 MPa时,复合材料的致密度较低,甚至不能完成熔渗。     

凝胶注模成形制备TiAl合金实验研究

将凝胶注模成形技术应用于制备钛铝合金中,分别以氢化钛粉和铝粉、钛粉和铝粉为原料,经过低温烧结制成TiAl合金粉,经凝胶注模成形后通过脱胶和高温无压烧结制备了TiAl合金制件。结果表明:钛、铝粉在500℃保温2 h,再在600℃保温3 h得到TiAl合金粉,氢化钛、铝粉在750℃保温3 h得到TiAl合金粉;烧结工艺分别为1450℃保温2 h和1400℃保温2 h,可以得到致密度不同的制件,它们的致密度分别为91%和96.75%。     

基于人工神经网络的粉末注射成形智能化控制仿真系统

基于数值模拟和人工神经网络模型以及对智能控制工艺过程的适当简化,为拉伸样模型的注射过程建立了一套智能化控制仿真系统.研究表明,该系统能够根据样品对性能的要求(如密度分布),自动进行注射工艺参数的优化.采用优化后的注射工艺参数重新进行注射过程模拟计算后,发现注射坯密度分布的均匀性较调整前有显著提高,基本符合预期的密度要求,证明智能化控制仿真系统可行.