CVD法制备B-C体系材料

以BCl₃-C₃H₆-H₂为反应体系, 采用化学气相沉积法(CVD)在炭纤维束上制备了B-C体系材料, 研究了沉积温度的影响。利用SEM和XPS对BC_<em>x层的微结构、 元素含量和化学结构进行表征, 并结合化学反应过程, 探讨了导致沉积产物形貌、 成分和键结合状态的差异原因。结果表明, 沉积温度对B-C层生长速率和断面形貌均有较大影响: 900℃沉积时, 沉积较慢, 断面平整; 1000℃时, 沉积速度加快, 断面呈显著片层状结构; B-C层内B元素原子含量随沉积温度升高而降低; 沉积产物内B元素键结合状态有: B₄C、 B替代C、 BC₂O、 BCO₂和B₂O₃。沉积温度不仅影响B元素键结合状态, 而且还影响各结合状态的含量。B₄C在900℃时含量为0, 在1000℃时达到最大值32.5at%; B替代C在900℃时含量最高, 然后随温度升高而下降, 在1050℃时其含量又有所升高。      

2D C/SiC复合材料的可靠性评价

采用概率论和数理统计方法, 以研究分析2D C/SiC复合材料的弯曲强度分布规律为切入点, 比较了失效概率预测值与实验值, 用可靠度、 风险函数和可靠强度评价了该材料可靠性。通过线性回归分析和拟合优度检验得到正态、 对数正态和三参数Weibull分布模型均可表征其弯曲强度分布规律; 确定了该材料弯曲强度失效概率、 可靠度函数、 风险函数和可靠强度的数学模型中的参数, 可以预测给定强度条件和许用可靠度条件下的多种可靠性指标; 材料弯曲强度均值的三种模型预测值与实测值最大相对误差仅0.07%, 计算得到的失效概率曲线与实验弯曲强度的失效分布均符合很好。      

三维针刺C/SiC复合材料的结构特征和力学性能

采用化学气相渗透法制备了在厚度方向上具有纤维增强的三维针刺碳纤维增强碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料,复合材料的密度和气孔率分别为2.15 h/cm3和16%.三维针刺C/SiC复合材料中的针刺纤维将各层紧密结合在一起,其层间抗剪切强度显著提高,为95MPa,比二维碳布叠层C/SiC复合材料的剪切强度(35MPa)高171.4%.三维针刺C/SiC复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为159MPa和350MPa,断裂模式为非脆性断裂,包括:裂纹扩展、偏转,碳纤维的拉伸断裂和逐步拔出.     

CVD Al2O3-SiO2系氧化物及其机理分析

研究了AlCl3-SiCl4-H2-CO2气相系统不同温度化学气相沉积Al2O3-SiO2系氧化物相组成及显微结构，分析了化学气相沉积过程机理。结果表明，CVD过程不能实现Al-Si化合物的均匀混合，不同温度沉积产物为不同变体Al2O3结合非晶SiO2或其固溶体复合氧化物，1050℃以下，随沉积温度提高，沉积物颗粒尺寸减小，1050℃可沉积出晶化较为完全的莫来石结合α—Al2O3，t—Al2O3和非晶SiO2致密涂层。     

水泥无碱速凝剂的研究

探讨了以石灰石、矾土和少量助熔剂为原料，用烧结法制造速凝剂的可能性。结果表明，这种速凝剂在水泥中添加８％，即可使初凝时间缩短至１ｍｉｎ以内，终凝５ｍｉｎ以内。且水泥砂浆的２８ｄ强度保留率显著提高，由现用的高碱速凝剂红星Ｉ型的６０．１％提高至８０．１％以上。ＸＲＤ分析表明，本速凝剂主要由Ｃ１２Ａ７和Ｃ１１Ａ７ＣａＦ２等矿物组成。     

二维石英纤维增强多孔Si3N4-SiO2 基复合材料的制备及其力学性能

采用浆料法结合真空浸渗工艺, 制备了二维(2D)石英纤维增强多孔Si₃N₄-SiO₂基复合材料。采用X射线衍射技术就粘结剂种类和氮化硅的加入对材料析晶性能的影响进行了分析, 采用扫描电镜对不同浸渗次数复合材料的截面和断口形貌进行了观察, 并采用裂纹偏转因子对复合材料断裂模式进行了分析。结果表明, 粘结剂中杂质Na+促进了石英析晶, 而Si₃N₄对石英析晶影响不大。增加浸渗次数虽不能有效提高复合材料强度, 但却使裂纹偏转因子变小, 断裂模式由韧性断裂向脆性断裂转变, 断口形貌由纤维成束拔出变为多级拔出。      

高温陶瓷基复合材料制备工艺的研究

连续纤维增强高温陶瓷基复合材料（ＨＴ－ＣＭＣｓ）的制备主要有以液相或气相为先驱体的两条工艺路线。回波分析了几种最有希望的工艺得出低温、低压、低成本、操作性能与近净尺寸设计,是今后ＨＴ－ＣＭＣｓ制备工艺的发展趋势。     

大型薄壁复杂氮化硅结合碳化硅陶瓷构件的制造与应用

研制成功成套大型薄壁复杂氮化硅结合碳化硅陶瓷构件,并在１７００℃高温燃气环境进行应用考核。选择低成本的反应烧结氮化硅结合碳化硅为基础,以提高构件抗热震寿命为核心,以获得高性能、近近尺寸构件为目标,重点研究了构件的工艺设计、材料显微结构控制,解决了大型薄壁复杂素坯在热塑成形中的裂纹和变形、反应烧结气氛下的脱塑裂纹变形和充分氮化途径等关键技术问题。     

Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金在5%NaCl溶液中的全浸腐蚀研究

对采用两种铸造工艺并经T6处理的Mg-Nd-Gd-Zn-Zr稀土镁合金,在5%NaCl(质量分数)溶液中的全浸腐蚀的腐蚀率进行测试,并用SEM对腐蚀后的表面形貌进行分析。结果表明:挤压铸造工艺制备的材料腐蚀性能优于砂型铸造工艺制备得到的材料。室温、5%NaCl溶液72 h全浸后,镁合金的基体腐蚀严重,出现开裂。     

层状梯度结构SiC颗粒增强铝基复合材料的损伤分析

通过对不同层深的 Si C颗粒增强复合材料的损伤过程分析发现其损伤过程分为三个阶段 :高速率线性阶段、低速率平缓阶段及损伤加速阶段。梯度结构材料的芯部高塑性层或颗粒增强铝基复合材料的基体对裂纹扩展有延迟作用