高性能炭/炭刹车盘的纤维分布与基体炭特性

炭/炭刹车盘是炭/炭(C/C)复合材料制成品中制造难度最大的一种,除了对其基体炭的结构有特殊要求外,炭纤维预制体的结构也是影响其使用性能的一个关键性因素.该文作者采用先进检测设备对一些高性能炭/炭刹车盘进行了详细的检测、分析.结果显示:高性能炭/炭刹车盘的预制体是由叠层厚度约为0.5 mm、重复单元为…60°/90°/60°/90°…的连续长炭纤维层和厚度约为0.5 mm的短纤维层经针刺而成,其针刺密度约为2.2 hole/mm2.该刹车盘的CVD炭为RL结构炭,并且炭纤维间结合紧密,炭刹车盘的石墨化度高达89.2%.     

C/C复合材料航空刹车副表面防氧化涂料的研制

以磷酸,磷酸盐,ＳｉＣ,ＳｉＯ２,Ｂ４Ｃ和含硼化合物等为原料研制了以硅、硼化合物为主的多组分陶瓷混合物涂料。采用该涂料以刷涂的方式制备的Ｃ／Ｃ复合材料复合涂层具有显著的防氧化效果。研究表明,涂覆有涂层的Ｃ／Ｃ复合材料试样在９００℃氧化１０ｈ后,其氧化损失率为１０．３７％;试样在空气中９００℃,３ｍｉｎ＝室温,２ｍｉｎ急冷急热,如此在１０ｈ内循环１００次后,氧化损失率为８．４１％,涂层与基体结合牢固     

B、Si改性炭/炭复合材料及其摩擦磨损特性

以低密度的C/C复合坯体为预制体,分别采用反应熔渗(RMI)、化学气相沉积(CVD)、浸渍-原位反应技术对其进行陶瓷改性.结果表明:改性陶瓷分别以SiC和c-BN的形式渗入C/C复合坯体内.摩擦试验结果表明:采用RMI技术制备的C/C-SiC复合材料摩擦因数较高,高达0.3到0.9;采用CVD技术制备的C/C-SiC复合材料的摩擦因数在0.20～0.36之间;而采用浸渍-原位反应技术制备的c-BN改性C/C复合材料的摩擦因数较低,为0.10～0.20.SEM观察表明:采用RMI技术制备的C/C复合材料的摩擦表面粗糙、未形成完整的摩擦膜,而采用另两种技术制备的C/C复合材料均形成了较完整、致密的摩擦膜.     

滤筒式除尘机组净化炭/炭复合材料粉尘分析

炭／炭复合材料机加工粉尘有其独特的特性,粉尘量大、收集难度大。据此,针对该材料粉尘的产生和粉尘特性进行了详细分析．并对粉尘的收集方法进行了比较。选用旋风惯性除尘和滤筒式除尘串联的除尘机组．同时对滤筒除尘工作原理及滤简材料的过滤性能作了介绍和分析。采用该除尘机组除尘,通过对排出到室外空气和车间内空气的检测,除尘效果比较理想,各项指标完全符合国家环保标准。     

C/C/Cu及C/Cu复合材料摩擦磨损行为比较

采用无压熔渗工艺制备一种新型的具有优异耐磨性能的碳纤维整体织物/炭/铜(C/C/Cu)复合材料,在UMT23多功能摩擦磨损测试仪上考察复合材料的摩擦磨损行为,并与粉末冶金方法制备的滑板用炭/铜(C/Cu)复合材料进行了对比分析。结果表明：C/C/Cu复合材料形成了连通状的网络结构,其导电性能及力学性能明显优于传统C/Cu复合材料;2种复合材料摩擦系数相近;2种复合材料及其对偶的磨损率随载荷增大而增大;与C/Cu相比,C/C/Cu的耐磨性较优,且对对偶损伤较小,在70N载荷下更为明显。连通状的网络结构及磨损表面形成的磨屑保护层是C/C/Cu复合材料具有良好摩擦磨损特性的主要原因。     

航空刹车用C/C复合材料坯体结构研究

为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针刺毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通造多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700h CVD增密,小样密度可达1.81g/cm~3,大样密度达1.75g/cm~3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.     

炭/炭复合材料石墨化度的研究进展

从炭/炭复合材料石墨化度的测量和表征、石墨化度的影响因素以及石墨化度对复合材料性能的影响3个方面,对炭/炭复合材料石墨化度的研究现状进行了叙述和评价。指出炭/炭复合材料石墨化度的测量和表征迄今尚无公认、统一的标准;认为有必要系统地跟踪、分析、研究炭/炭复合材料中各组元及其界面在石墨化过程中的变化,以及由此带来的对材料宏观性能的影响。     

航空刹车副用C/C复合材料氧化行为研究

对波音757飞机用Dunlop和波音767飞机用BF Goodrich生产的C/C复合材料刹车盘试样的氧化行为进行了研究,研究结果表明:在氧化试验温度范围内,B757刹车盘材料氧化失重与温度具有三段式关系,而B767刹车盘材料具有二段式关系,它们各自对应的氧化敏感温度分别约为600℃,700℃;在氧化敏感温度以下氧化动力学曲线为直线型,在敏感温度以上曲线为指数型;通过较深程度的氧化可清晰地观察C/C复合材料纤维骨架的结构层次,E757刹车材料为二层薄炭毡中间夹一层纤维布组成的单元叠层构成,纤维布的纤维方向互成90°;B767刹车材料为无捻长纤维按一定角度旋转铺层,并在层面上铺加适量随机取向的短纤维束;材料氧化时首先在纤维与基体交界处氧化,基体炭氧化较深,纤维炭氧化成针尖状;但B757材料的炭毡纤维氧化程度较深而成管状。     

可磨耗封严涂层粉料,喷涂工艺及基本性能的研究

分析了几种中温可磨耗封严涂料层粉料的特性,并改变喷涂工艺制得不同硬度的涂层,分析了涂层的组织和相结构,探讨了粉料和喷涂工艺对组织结构和基本性能的影响。研究结果表明,国产３０７涂层粉料颗粒较粗,包覆不理想,涂层组织疏松,硬度偏低。国产３１０粉料细小,使硬度高出Ｍｅｔｃｏ所要求的硬度范围;从硬度方面考核,国产３１３、６０１涂层粉料尚可。对试验的几种封严涂层,火焰喷涂通过改变工艺参数容易调整涂层硬度,等     

熔融渗硅对二维编制炭/炭复合材料摩擦特性的影响

为了改善航空刹车副用炭／炭复合材料的摩擦磨损性能，对二维编制C／C复合材料的摩擦机理进行了深入的研究；对比了试样渗Si后及渗Si前的实验结果，着重研究了试样不同的渗Si量对摩擦磨损行为及特性的影内。结果发现渗Si的试样比没有渗Si试样摩擦曲线线型好，并且摩擦试验过程中的振动现象也得到了解决。但摩擦因数随着所生成SiC含量的增加，由0．35→0.32→0．28呈下降趋势；磨损量随着所生成SiC含量的增加而增大；当有大量的不均匀的SiC颗粒生成时，C／C复合材料的摩擦表面将会被剥落，并从材料的微观性能及摩擦机理方面给予了深入的分析。