结构类似的炭材料和C/C复合材料的滑动摩擦磨损行为

制备粗糙层热解炭(RL)和光滑层热解炭(SL)基体的C/C复合材料,测试该C/C复合材料与40Cr钢配副时的摩擦磨损行为,并对磨损表面进行SEM观察.对比研究高强石墨和光滑层结构的块状热解炭在相同条件下的滑动摩擦磨损行为.结果表明:PAN炭纤维改善C/C复合材料的摩擦磨损行为;在实验载荷范围内,与高强度石墨材料相比,含RL炭C/C复合材料的摩擦因数降低0.08～0.12;体积磨损量增幅降低;与热解炭试样相比,具有SL炭C/C复合材料的摩擦因数降低0.02～0.05,体积磨损量低0.2 mm~3左右;随着时间的延长,大部分C/C复合材料的摩擦因数基本相对稳定或呈小幅下降,而石墨、热解炭块的摩擦因数均呈不同幅度的上升;具有RL炭的C/C复合材料摩擦表面膜厚度随载荷增加而降低,具有SL炭的C/C复合材料摩擦表面较粗糙;高强石墨能形成较完整致密的摩擦膜,但磨粒磨损严重,磨屑易在摩擦膜边缘形成层状堆积;热解炭块摩擦表面磨屑堆积松散,有较多的孔洞以及热解炭层整体剥落的形貌.     

碳纤维增强碳基复合材料增密方法及其特点

综合论述了化学气相渗透(CVI)、液相浸渍、CVI+液相浸渍和化学液气相渗透等4种增密碳纤维增强碳基(C/C)复合材料方法的原理和它们的特点.其中CVI增密方法的沉积效率低、生产周期长、成本高和生产适应性强;液相浸渍法增密速度快,但最终材料密度不高,存在大量细小的孔隙;CVI+液相浸渍综合了CVI和液相浸渍两种工艺的优点;化学液气相沉积的沉积速率高,但产品适应性差.     

制动盘温度的有限元计算与实验研究

运用传热学中的有限元法，计算了钢制制动盘表面温度及温度分布，并在MM－1000摩擦磨损实验机上对钢与石棉和半金属摩擦材料组成的制动摩擦副进行了实验研究。计算结果表明，在实验研究条件下，当制动摩擦温度处于稳定状态后，制动盘表面温度可达1000℃以上，而且与对偶所用的摩擦材料有关。与散热能力强的半金属摩擦材料配副时，制前盘表面温度低。可测部位的测定值、制动后钢的热震开裂和组织变化均表明，实验结果与计算值基本一致。     

钢的内氧化动力学理论分析及应用

本文简要评述了现有内氧化动力学方程;并根据扩散理论推导出了钢的内氧化动力学方程的具体表达式。由钢内氧化动力学的实验规律一抛物线规律,应用动力学方程,可计算氧在钢的内氧化层和钢中的扩散系数。     

新型定向碳纳米管/炭复合材料的制备与表征

采用化学气相沉积（CVD）方法制备了厚度超过4mm的定向碳纳米管（ACNTs）阵列，并以此为骨架，利用化学气相渗（CVI）工艺制备了新型的定向碳纳米管／炭（ACNT／C）复合材料。利用SEM、PLM、XRD、TGA和Raman光谱对ACNT／C复合材料进行了表征。结果表明：ACNT／C复合材料中的热解炭主要为类粗糙层（RL）结构，而在相同工艺条件下制备的炭／炭（C／C）复合材料的热解炭为典型的光滑层（SL）结构。ACNT／C复合材料晶化程度明显优于相同工艺条件下的C／C复合材料。同时，ACNT／C复合材料在空气中的热失重转变温度比相同工艺条件下制备的C／C复合材料提高了约50℃左右。     

不同相对湿度下C/C复合材料的摩擦磨损性能

在MM-1000型摩擦试验机上,对C/C复合材料在不同相对湿度下进行摩擦磨损性能实验,用扫描电子显微镜对其磨损表面形貌和磨屑进行观察分析。结果表明:随着相对湿度的增加,C/C复合材料的摩擦因数降低,质量磨损下降,且在高相对湿度下,由于水分的润滑,摩擦因数要比在低相对湿度下的更稳定,两者刹车时间相近,可见在飞机着落实际环境下,短时间内相对湿度高低对刹车性能影响不大。但长时间在高相对湿度下放置后,材料的摩擦磨损性能受到很大影响,表现为刹车时间比较长,摩擦因数和质量磨损偏低。通过分析摩擦后的材料表面及磨屑形貌,发现随着相对湿度的增加,主要磨损机理发生转变,从低相对湿度下的氧化磨损转变为高相对湿度下的剥层磨损。     

制动过程中热应力对C/C复合材料磨损表面形貌的影响

以炭纤维针刺整体毡为预制体,经化学气相渗透和树脂浸渍增密方式得到C/C复合材料。采用有限元分析软件,模拟飞机在正常着陆条件下,刹车盘在制动过程中的热应力分布,并研究热应力对C/C复合材料磨损表面形貌的影响。结果表明:热应力是由于摩擦热的不均匀分布引起的。在摩擦表面外径处温度较高,产生的热应力较大,最大值约为3.15 MPa;而在靠近内径处温度较低,热应力较小,约为1.78 MPa。内、外径处热应力的差异导致磨损表面具有两种不同的组织形貌;靠近外径处的磨损表面比较粗糙,摩擦膜不完整,颜色暗淡,为暗带的组织形貌,摩擦性能较差;而靠近内径处的磨损表面光滑,摩擦膜连续稳定,颜色明亮,为亮带的组织形貌,摩擦性能较好。