用涂层压入仪测定薄膜与基体结合强度的探讨

用新颖的能连续加载、卸载并配有声发射监测的涂层压入仪,对薄膜与基体的结合强度进行了探讨。实验结果表明,膜或膜／基破坏的声发射信号各有特点,可区分压入过程中（含卸载）开裂和剥落及其对应的载荷值。压入法的临界载荷ｐｃ为加载过程中使膜发生初始剥落的外载,用涂层压入仪可精确测量。ｐｃ值对基体硬度和表面粗糙度的变化敏感。故用涂层压入仪可以实现用压入法考察膜／基结合强度。     

球形钴粉的制备及其在超细晶粒硬质合金中的应用

以碳酸钻为原料,采用氢气还原法在带式无舟皿连续还原炉中制备超细球形钻粉。考察还原温度和还原时间对钻粉粒度的影响。结果表明,在420～460℃还原180min左右,可以制备费氏粒度为0．9μm左右的超细球形钻粉。采用二氧化碳气体钝化处理技术降低了钻粉的氧含量。采用制备的钻粉为超细晶粒硬质合金的粘结剂,用低压烧结工艺制备出钻相高度分散、晶粒均匀的超细晶粒YG10硬质合金。其晶粒度为0．4μm,矫顽磁力达38．0kA／m,硬度大于93．0HRA,抗弯强度高于3700MPa。     

不同纤维含量的炭/炭复合材料制动时的温度场

研究纤维含量(体积分数)分别为23%、26%、29%的炭/炭复合材料的摩擦磨损性能,采用有限元软件ANSYS计算3种试样在飞机正常刹车条件下的瞬态温度场分布.结果表明:纤维含量为23%和29%的试样摩擦因数较小,平均质最磨损较大;纤维含量为26%的摩擦因数较大,但线型较好,且质量磨损较小.随着纤维含量增加,摩擦表面的最高温度逐渐降低,分别为679℃、586℃、567℃,温度梯度逐渐减小.综合分析材料的摩擦磨损特性和温度场分布可知,纤维含量为26%的炭/炭复合材料摩擦磨损特性最佳,摩擦表面的温度低,最适宜作为飞机刹车材料.     

反应熔渗制备ZrC-SiC/(C/C)复合材料组织结构及耐烧蚀性能

采用反应熔渗法（RMI）制备出密度为3.288 g/cm3的ZrC-SiC/（C/C）复合材料,采用SEM-EDS、XRD和TEM等分析手段研究了ZrC-SiC/（C/C）复合材料的微观组织结构。结果表明:陶瓷相填充充分且均匀分布在C/C复合材料基体中,其内部组织主要由ZrC、SiC、热解炭（PyC）和碳纤维（CF）组成。熔渗剂反应充分,复合材料内部未检测到残余未反应金属Zr、Si。采用氧乙炔烧蚀设备检测ZrC-SiC/（C/C）复合材料在2 500℃下,烧蚀时间分别为30 s、60 s和90 s的烧蚀性能,其质量烧蚀率分别为5.667 mg/s、2.907 mg/s和3.030 mg/s,线烧蚀率分别为1.001 μm/s、4.662 μm/s和4.450 μm/s。试验结果表明,在高温烧蚀过程中,ZrC-SiC/（C/C）复合材料烧蚀中心区陶瓷相逐渐氧化生成ZrO₂和SiO₂;生成的ZrO₂和SiO₂混合物保护并填充复合材料烧蚀孔隙,阻止氧化反应向材料内部进行,有效提高了材料的烧蚀性能。      

炭/炭复合材料摩擦膜的显微结构研究

用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析CVD增密和2300℃热处理炭/炭复合材料刹车片在模拟飞机正常刹车状况下的摩擦表面形貌和显微结构,研究了摩擦膜结构对摩擦磨损性能的影响。结果表明:在模拟飞机正常着陆的试验中,在炭/炭复合材料的摩擦表面形成一层低织构热解炭的摩擦膜,片层厚度约为1μm。     

神经网络-遗传算法优化SiC/(Mo,W)Si_2纳米复合材料制备工艺

应用人工神经网络对SiC/(Mo,W)Si2纳米复合材料热压工艺与材料力学性能的关系进行拟合和预测,并结合遗传算法优化材料的制备工艺。结果表明,SiC/(Mo,W)Si2纳米复合材料的最佳工艺参数为:n(WSi2)/n(MoSi2)为0.48、SiC含量(体积分数)17.2%、热压温度1704℃、保温时间55min。在该工艺条件下制备的SiC/(Mo,W)Si2纳米复合材料抗弯强度为734MPa,预测值为745MPa,与实验值的相对误差仅为1.6%。人工神经网络建模与遗传算法寻优相结合,为解决多维非线性系统的优化问题提供了一个崭新而有效的途径。     

高岭石-C体系高温碳热反应过程

以高岭石和无机碳为原料合成SiCw/A12O3复相陶瓷粉末,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对该陶瓷粉体进行测试表征,研究合成温度和保温时间对合成产物的影响,并初步探明高岭石碳热还原反应过程和机理。结果表明:高岭石与碳在高温下反应过程由2段组成,第1段是高岭石的低温分解,第2段是高岭石分解产物SiO2和莫来石的碳化还原。其中第2段反应又由SiO2的碳化还原和莫来石的碳化还原组成,二者是先后发生而不是并列发生。在高岭石碳热还原过程中,气-固(V-S)反应机制和固-固(S-S)反应机制均有可能发生,SiC晶须的形成由占主导地位的反应机制决定。     

铸造铝合金化学转化膜的制备及抗蚀性

介绍了ZL104铸造铝合金化学转化膜的特点。实验研究了一步氧化法成膜工艺,机理及其转化膜抗蚀性能。通过试验获得了处理效果较好的溶液配方和工艺参数,经CASS试验和SL1287恒电位仪阳极极化曲线的测绘,其平均腐蚀失重为0．0167g,其平均腐蚀速率为0．4871g/h.m^2,一步氧化法生成的化学转化膜具有较好的抗蚀性能。     

载荷、时间、速度对C/C复合材料摩擦磨损行为的影响

在M2000型、MG1000型高温摩擦实验机上,将3种C/C复合材料分别与40Cr镀Cr钢、W18Cr4V钢配副进行滑动摩擦实验。结果表明:在环-块滑动摩擦实验中,随时间延长,试样摩擦系数均趋向平稳,质量磨损量均增长。其中,低密度试样的摩擦系数较高,在0.13~0.18之间波动;在销-盘滑动摩擦实验中,室温下,20 N时,具有粗糙层/光滑层/树脂炭试样摩擦系数为0.13、1 h质量磨损为1.1 mg,40 N时分别为0.10和0.9mg,60 N时分别0.15和3.9 mg为;200℃时,试样的摩擦系数和1 h质量磨损均大幅度增加,分别在0.16~0.27和4.1~5.8 mg之间;“跑合”期间,随时间延长,试样的摩擦系数和磨损量均逐渐增大;“跑合”结束后,摩擦系数变小,磨损量趋于稳定;随转速增加,试样的摩擦系数和质量磨损均增加。     

热压反应烧结制备短纤维增强C-SiC复合材料的组织和性能

将T700短切炭纤维(C_f)或Nicalon-SiC短纤维(SiC_f)、C粉、Si粉和少量SiC粉混合, 在1 900 ℃热压烧结制备短纤维增强C-SiC复合材料, 并对复合材料的物相、组织结构、抗弯强度和抗氧化性能进行了研究。结果表明: SiC_f/C-SiC的相对密度和室温抗弯强度分别为95.3%和343.8 MPa, 均高于C_f/C-SiC, 热压烧结过程中Cf损伤严重。复合材料在1 300 ℃氧化行为表现为在氧化初期氧化失重较大, 随氧化时间的增长,氧化失重率逐渐减小; 在氧化后期则为氧化增重。SiC_f/C-SiC复合材料在1 100～1 400 ℃间的氧化规律基本相似, 且温度越高, 氧化失重率越小, 抗氧化性能越好。SiC_f/C-SiC复合材料的抗氧化性能优于C_f/C-SiC复合材料。