关键词： SiC   f/SiC   陶瓷基复合材料   地面燃气轮机   热端部件   现场测试  

摘要： SiC f/SiC陶瓷基复合材料以连续SiC纤维为增强相,具有优异的高温强度、抗氧化性、抗冲击性和高温蠕变性能,是替代燃气轮机热部件用高温合金的理想材料。介绍了国内外SiC f/SiC复合材料的纤维生产情况,以GE和NASA的SiC f/SiC材料体系为例,介绍了复合材料的制备工艺路线,详细阐述了SiC f/SiC应用于燃气轮机热部件的台架测试和现场测试进展。最后,对国内SiC f/SiC复合材料发展还需要解决的问题进行了总结,提出了国内燃气轮机应用SiC f/SiC复合材料的方向。

关键词： 修复技术   陶瓷涂层   火炮身管   热障层   陶瓷基复合材料   防护   耐温   耐腐  

摘要： 这里所说的陶瓷涂层,显然是不同于前面的陶瓷基复合材料、多孔陶瓷等看得见的块体材料。它更多的是与其它基体或者结构件一同存在,依附在这些结构的表面起到保护或者修复的作用。最典型的例子就是热障涂层中的陶瓷层。

关键词： grinding   grinding mechanism   orthogonal experiment   surface quality   unidirection carbon fiber-reinforced ceramic matrix composites(Cf/SiC)   单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(Cf/SiC)   正交试验   磨削   磨削机理   表面质量   Language of Keywords: English   Chinese  

摘要： 为考察单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(Cf/SiC)的磨削表面质量，使用树脂结合剂金刚石砂轮完成正交试验研究.通过极差分析获得砂轮线速度vs、磨削深度ap和进给速度vw对表面质量影响的主次顺序.正交试验结果表明:磨削深度对磨削表面粗糙度影响最大;随着磨削深度ap的增大，表面粗糙度显著增大;随着砂轮线速度vs的增大，表面粗糙度不断减小;随着进给速度vw的增大，表面粗糙度增大.最终根据试验结果及表面微观形貌对单向碳纤维增强陶瓷基复合材料的磨削机理进行深入的分析，对单向Cf/SiC磨削加工理论的机理揭示具有指导意义. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

关键词： SiCW晶须   金属基复合材料   陶瓷基复合材料   树脂基复合材料  

摘要： SiCW晶须由于具有极好的抗拉强度、耐高温性、抗高温氧化性能、拉伸模量等综合性能使其在航空航天、国防军工和民用等众多工业领域拥有广泛的应用前景。介绍了碳化硅晶须显微结构、性能、生长机理和制备方法;碳化硅晶须增强金属基、陶瓷基、树脂基复合材料材料的研究现状,并对SiCW晶须在增强复合材料方面的研究进行展望。

关键词： 强噪声载荷   2D-C/SiC   陶瓷基复合材料   薄壁结构   失效机理  

摘要： 2D-C/SiC复合材料壁板结构是高超声速飞行器热防护系统的发展方向,高超声速飞行器面临着严酷的力、热、噪声等复杂环境对结构材料性能、结构动力学特性、自动控制等都产生了严重影响。基于自行研制的热噪声试验系统,选取C/SiC薄壁结构试验件,开展噪声为156~165dB的噪声试验,试验后通过红外热成像检测观察整体形貌,采用SEM对裂纹的起始位置和扩展位置的断面进行分析,揭示出强噪声激励下2D-C/SiC平板的失效机理。

关键词： SiCf/SiC复合材料   超声辅助磨削   材料去除机理   表面形貌  

摘要： 针对碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)存在加工质量差、刀具磨损严重等问题,开展金刚石砂轮端面超声辅助磨削SiCf/SiC复合材料试验,对比研究超声辅助磨削和普通磨削SiCf/SiC过程中的磨削力、表面形貌及表面粗糙度,并分析其材料去除机理.结果表明:超声辅助磨削可有效降低磨削力;超声作用能促使SiC纤维断裂,形成较短纤维而被去除,减少了纤维的折断和剥落,提高了其表面加工质量;在纵向振动端面磨削条件下,超声振幅在一定范围内有助于改善其表面加工质量,振幅过大则会导致表面冲击作用过强而使其表面质量降低.

关键词： 陶瓷基复合材料   多层界面相   裂纹   偏转   虚拟裂纹闭合技术(VCCT)  

摘要： 针对多层界面相陶瓷基复合材料(CMCs)裂纹偏转机制进行了有限元模拟。在圆柱单胞模型中,按照界面相各亚层的实际厚度建立多层界面相几何模型,然后赋予各亚层对应的组分材料参数,获取轴对称有限元模型。在此基础上,采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)分别计算基体裂纹在界面相处偏转与穿透两种情形的能量释放率Gd和Gp,根据断裂力学准则实现对裂纹在多层界面相内部偏转机制的分析。可以看出:各向异性界面相比各向同性界面相内部的Gd/Gp比值更大,更利于裂纹偏转的发生;总厚度相同的多层界面相与单层界面相相比,其内部的Gd/Gp比值更高,裂纹在其内部发生偏转的机会更多,且五层界面相(PyC/SiC/PyC/SiC/PyC)比三层界面相(PyC/SiC/PyC)更利于裂纹发生偏转。

关键词： 航空发动机   陶瓷基复合材料   疲劳   迟滞   失效机理  

摘要： 对陶瓷基复合材料疲劳迟滞机理与模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用情况,综述了单向、铺层和编织陶瓷基复合材料细观疲劳失效模式与疲劳迟滞机理。总结出纤维增强陶瓷基复合材料基本的细观失效模式是:基体裂纹、纤维/基体界面脱粘和纤维断裂、铺层陶瓷基复合材料中的铺层/铺层界面脱粘以及编织陶瓷基复合材料中的纱线/纱线界面和纱线/基体界面脱粘。脱粘后的各类界面在循环载荷下的界面滑移是导致疲劳迟滞行为的根本原因。然后,详细分析了陶瓷基复合材料疲劳迟滞行为力学建模研究历史与现状,指出了其中存在的问题。最后,对陶瓷基复合材料疲劳迟滞行为研究的发展趋势进行了展望。

关键词： 三维编织   陶瓷基复合材料   单调拉伸   三点弯曲   损伤机制  

摘要： 为了研究三维编织SiC/SiC复合材料损伤机制,开展了室温条件下的单调拉伸和三点弯曲试验。实验前,利用CT扫描手段,明确了三维编织SiC/SiC复合材料试样的编织组织形态。对拉伸和三点弯曲试样的微观分析表明:原生孔洞和微裂纹导致了材料在单调拉伸过程中形成局部应力集中,随着拉伸载荷的增大,基体的横向开裂和纤维束间纵向层间裂纹逐渐演化形成纤维内部裂纹,导致材料最终的脆性断裂失效;在三点弯载荷作用下,表现为剪切、拉压共生的多耦合破坏模式,拉应力一侧首先发生失效,随后在中性面处发生剪切破坏,紧接着失效迅速向上下两侧扩展,直至截面在整个厚度方向发生失效;断口与纤维束的走向相关性很大,裂纹基本上沿着纤维束之间的界面进行扩展,导致最终失效未发生在理论失效位置处。

关键词： 陶瓷基复合材料   单钉沉头   挤压试验   三维显微镜  

摘要： 为研究二维编织陶瓷基复合材料不同沉头深度和沉头角度的单钉沉头螺栓连接结构的挤压力学性能,在相同的拧紧力矩下,对单钉沉头螺栓连接结构进行了拉伸试验,获得了不同沉头深度和角度下连接结构的拉伸载荷-位移曲线。参考ASTM D5961标准中的数据处理方法,分析得到了挤压强度和最大载荷,以及挤压强度与沉头角度和沉头深度的关系。用DIC(3D Digital Image Correlation)系统观测了复合材料板连接孔附近的全场应变分布,分析了挤压试验件连续的应变累积过程和典型破坏模式的DIC应变云图,使用三维显微镜观测了试件的局部破坏模式。研究可以为陶瓷基复合材料沉头螺栓连接结构的设计提供参考。