Gd含量对砂型铸造Mg-Gd-Y合金组织与性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试等手段,研究了Gd含量对砂型铸造Mg-Gd-Y合金组织与力学性能的影响,建立了Gd含量与合金中α-Mg平均晶粒尺寸、屈服强度与抗拉强度之间的数学关系,观察了合金断口形貌,分析了合金的断裂行为。随着Gd含量由0增大至12.7%,α-Mg平均晶粒尺寸由112μm减小至54μm,合金的屈服强度由64.9MPa提高至174.3 MPa,抗拉强度由157.5MPa提高至221.2MPa,伸长率由21.3%降低至0.9%。当Gd含量为10.2%时,合金具有最佳的强度与塑性(σ0.2=140.0 MPa,σb=196.1 MPa,δ=3.3%)。     

SO_x气氛下硫铝酸钙贝利特水泥相的组成变化

<正> 硫铝酸钙贝利特水泥(SAB)是一种低能耗水泥,具有广泛的应用前景。它的生成温度比普通波特兰水泥(OPC)低200～300℃。不仅可以利用天然原料生产,还可以利用工业副产品(废料)来生产,如飞灰、赤泥、高炉矿渣和净化废气得来的石膏等。中国在许多水泥厂实现了回转窑烧制富含C_4A_3S的SAB水泥工业产品。     

连续纤维增韧陶瓷基复合材料的环境性能模拟

连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(ceramic matrix composite-SiC,CMC-SiC)是近年来迅速发展的一种新型低密度热结构材料,在高推比航空发动机、高比冲火箭发动机、冲压发动机和防热结构一体化材料等方面具有广阔的应用前景。航空航天器超常服役环境对材料的环境性能提出十分苛刻的要求,通过试车和试飞考核材料耗时、耗资,难以满足材料研制需求,发展科学高效的材料环境性能实验模拟和计算机模拟技术是国际研究的热点,也是材料优化设计的基础。本文介绍了基于“相似理论“建立的与航空发动机环境具有等效性的环境实验模拟平台和风洞模拟平台。利用该实验模拟平台研究了热物理化学因素与复杂应力因素耦合条件下CMC-SiC环境性能演变失效规律。基于计算热力学、分子模拟和因素分析法等理论与方法,初步建立了CMC-SiC相应的环境性能计算机模拟系统,揭示了材料的环境性能演化规律及其微观机制。     

刹车速度对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响

对反应熔体渗透工艺制备的C/C-SiC复合材料,在MM-1000型摩擦磨损试验机上进行了模拟飞机制动刹车实验,重点研究了C/C-SiC复合材料在不同刹车速度下的摩擦磨损性能.研究表明:随着刹车速度的增加,C/C-SiC复合材料的摩擦系数先少许增加然后再减小,在10 m/s时达到最大值0.52.磨损率在低速时保持较低的数值,随着刹车速度的增加呈线性增加,但仍小于C/C复合材料的磨损率,表明C/C-SiC复合材料具有优良的耐磨损性能.当刹车速度超过20 m/s时,由于能载水平较高,摩擦表面出现犁沟现象并形成大量球状磨屑,摩擦系数急剧减小.     

化学气相渗透2.5维C/SiC复合材料的拉伸性能

采用等温减压化学气相浸渗(isothermal low-pressure chemical vapor infiltration,ILCVI)工艺制备了在厚度方向上具有纤维增强的2.5维(2.5 dimensional,2.5D)碳纤维增强碳化硅多层陶瓷基复合材料,从而使一端封口的防热结构部件的制备成为可能.ILCVI致密化后,复合材料的密度、孔隙率分别为1.95～2.1 g/cm3和16.5%～18%.沿经纱和纬纱两个方向对2.5D C/SiC复合材料进行室温拉伸实验.结果表明:复合材料在纵向和横向的拉伸应力-应变均表现为明显的非线性行为.复合材料具有较高的面内拉伸性能,纵横向的拉伸强度分别为326MPa和145MPa,断裂应变分别为0.697%和0.705%.复合材料的拉伸断裂为典型的韧性断裂,经纱和纬纱的断裂都表现为纤维的多级台阶式断裂以及纤维的大量拔出.     

氮化烧结制备Si3 N4 -SiC复相陶瓷

以酚醛树脂作为结合剂,以冷等静压方法成型制备氮化烧结Si3N4-SiC复相陶瓷,研究了结合剂对坯体强度和生成材料物相组成的影响。坯体强度随酚醛树脂含量增加而提高,最高强度达到23MPa,实现坯体可直接机械加工。经过氮化烧结,生成材料物相中含有SiC,含量达到7.1%～15.7%,并观察到细小的等轴颗粒αSi3N4、棒状晶粒βSi3N4以及少量针状和晶须状Si3N4。SiC颗粒与Si3N4结合在一起,被Si3N4包裹。Si3N4-SiC复相材料的生成机理:300～600℃,酚醛树脂发生裂解,形成单质C,残碳率为50%;1000～1100℃,C开始与Si发生固相反应,形成SiC;1100℃后,Si开始发生氮化反应,生成Si3N4。     

高含量颗粒增强铝基复合材料的搅拌铸造

通过改进复合材料搅拌器,优化机械复合搅拌工艺,制备出体积分数达31.5%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料.复合材料中增强颗粒分布均匀,材料致密,为高含量颗粒增强铝基复合材料的制造提供了一种简单、经济生产方法.     

钇含量对Mg-xY-1.5LPC-0.4Zr合金的时效硬化和力学性能的影响(英文)

研究钇含量对Mg-xY-1.5LPC-0.4Zr镁合金的时效硬化、显微组织和力学性能的影响(其中LPC代表富镧混合稀土金属)。当将Y加入Mg-1.5LPC-0.4Zr时,随着Y含量的增加,合金的时效硬化反应相应增强,晶粒尺寸变小,强度增加。当将Y添加到Mg-1.5LPC-0.4Zr合金中时,时效析出相发生改变,由Mg-LPC基合金的稳态Mg12RE相转变为Mg-Y基合金的亚稳态β′相,且随着Y含量的增加,β′相的数量也相应增多。在合金晶界上还发现了稳态立方形的β-Mg24Y5相。对于Mg-Y-LPC-Zr合金,拉伸性能的改善主要归功于均匀、弥散分布的β′相,在晶界上的β-Mg24Y5相对合金的晶界也有明显的强化作用。当Y含量达到6%时,合金的拉伸强度最大,合金在室温和250°C的抗拉强度分别是250 MPa和210 MPa。     

纤维编织结构对碳纤维增强碳化硅复合材料热膨胀和热扩散系数的影响

分别采用热膨胀仪和激光脉冲热导仪测量了2维、2.5维和3维纤维编织结构的碳纤维增强碳化硅(carbon fiber reinforced silicon carbide,C/SiC)复合材料从室温到1 400℃温度范围内纵向和横向热膨胀系数,以及厚度方向的热扩散系数.用扫描电镜、光学显微镜观察了样品的微结构.结果表明:低温段(700℃以下),3种C/SiC的纵向和横向热膨胀系数均随温度的升高而缓慢增大,并在700℃之后出现不同程度的波动;高温段(700℃以上),它们的纵向热膨胀系数和2维C/SiC的横向热膨胀系数随温度的升高而减小,而2.5维和3维C/SiC的横向热膨胀系数则随着温度的升高而迅速增大.三者厚度方向的热扩散系数均随温度的升高而减小,3维C/SiC的热扩散系数最大,分别是2.5维C/SiC和2维C/SiC的1～1.2和1.4～2倍.     

三维针刺碳/碳化硅刹车材料的摩擦磨损性能

采用单向加压浸渍、加压固化和碳化制备了密度为1.20g/cm3的多孔碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)复合材料,然后利用反应熔体浸渗法制备了密度为2.11g/cm3的低成本三维针刺碳纤维增强碳化硅(carbon fiber reinforced silicon carbide,C/SiC)刹车材料,研究了材料的微结构和摩擦磨损性能.结果表明:随刹车速度升高,刹车盘的平均磨损率逐渐升高,而平均摩擦系数先升高后降低,刹车速度为15m/s时,摩擦系数达到最大值0.57.低速刹车时摩擦系数曲线光滑、平稳上升;高速时曲线出现波动,存在"翘尾".低速刹车时磨屑为大颗粒,摩擦面上犁沟明显;高速时宏观犁沟消失,微米级磨屑弥散分布于摩擦面.