关键词： 陶瓷基复合材料   微观力学   纳米压痕   聚焦离子束   综述  

摘要： 微观力学参数是构建连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)组分、微观结构和宏观力学性能的桥梁,但受限于CFRCMCs的脆性和微观力学参数测试水平,微观力学研究工作进展缓慢。随着基于纳米压痕的微观力学测试技术和基于聚焦离子束微观测试样品制备技术的飞速发展,近年来CFRCMCs的微观力学研究工作取得显著进步。本文结合国防科技大学刘海韬课题组的研究工作,重点对CFRCMCs组分的原位模量、断裂韧性以及界面结合强度的测试方法和典型应用进行了讨论,最后举例说明了基于微观力学参数的CFRCMCs宏观力学行为的预判方法。

关键词： 复合添加剂   陶瓷基复合材料   界面  

摘要： 为了改善Cf/氧化铝陶瓷基复合材料中碳纤维与陶瓷基体界面,在预制复合材料混合物中掺入复合添加剂,采用真空热压烧结技术制备Cf/氧化铝陶瓷基复合材料,主要研究复合添加剂对Cf/氧化铝陶瓷基复合材料界面的结合状态和界面成分的影响。结果表明:在本实验条件下,复合添加剂在烧结过程中聚集于氧化铝晶粒的晶界处和碳纤维与陶瓷基体的界面处,并与氧化铝发生固相反应,形成低共熔相,不仅改善了碳纤维与陶瓷基体的界面结合状态,而且促进了陶瓷基复合材料的致密化。

关键词： anti-oxidation ablative coating   coating structure   slurry sintering method   plasma spraying   ablation test  

摘要： To improve the oxidation oblation resistance of porous carbon fiber reinforced ceramic matrix composite, double-layer structure ceramic coating was designed, and the ZrB2-SiC-glass internal coating was prepared by a slurry sintering method, while the ZrB2-MoSi2-glass coating was prepared by atmospheric plasma spraying in the outer layer. The phase structure and morphology of the coating were examined by XRD and SEM, and the coating was ablated by oxygen-acetylene flame, It is shown that the sealing effects is better when the glass content of the inner coating is 30% and dense inner coating can be obtained by sintering at 1300 degrees C for 2 h. Outer coating having good adhesion with the inner coating was prepared by using optimized plasma spraying. The anti-erosion performance of the coating is good when surface temperature is below 1500 degrees C. Ablation oxidation forms a dense layer with SiO2 as the filling phase, ZrO2, ZrSiO4 as the supporting phase, and the pores are sealed which effectively protect the substrate material.

关键词： 陶瓷基   复合材料   磨削力  

摘要： 用金刚石砂轮在线检测陶瓷基复合材料磨削过程中的磨削力,分析了砂轮速度、磨削深度和工件进给的综合影响,进而归纳出磨削力的经验公式,最后总结了在直径Φ150 mm青铜结合剂80#的金刚石砂轮作用下,陶瓷基复合材料在不同工艺参数下磨削力变化的规律。

关键词： 制动材料   陶瓷基复合材料   制备工艺  

摘要： 文中综述了国内高速列车用制动材料的需求特点以及陶瓷基复合制动材料的主要制备工艺与发展趋势,对比分析了不同制备工艺的特点,对发展方向提出了建议。

关键词： LaPO4   C纤维   SiBCN   复合材料  

摘要： 使用水热法在二维编织的连续C纤维(Cf)表面沉积一种新型的LaPO_4涂层,并通过树脂转移模塑(RTM)和聚合物浸渍裂解(PIP)工艺制备Cf/LaPO_4/SiBCN陶瓷基复合材料(CMCs)。经微观组织表征,纤维束表面较为均匀地沉积了一层厚度约500nm的LaPO_4涂层,且涂层在高温裂解过程中并未和纤维及基体发生明显的化学反应及元素迁移。同时制备Cf/SiBCN,Cf/PyC/SiBCN和Cf/BN/SiBCN复合材料,与Cf/LaPO_4/SiBCN复合材料在抗弯强度、断裂韧度及抗氧化性能等方面进行对比。结果表明:制备所得Cf/LaPO_4/SiBCN复合材料相对其他材料的断裂韧度提升了30%以上;在1350℃/50h长时氧化过程中质量损失最小、纤维几乎完整保留,抗氧化性能明显提升。综上,LaPO_4涂层相比上述其他涂层进一步增强了C纤维增强的SiBCN陶瓷基复合材料在高温下的综合性能,提升了材料的高温应用潜力。

关键词： 碳纤维   复合材料   界面  

摘要： 界面作为复合材料中重要的微结构,其性质决定着复合材料的整体性能。本文介绍了复合材料界面的作用和结合方式,综述了碳纤维增强陶瓷基复合材料界面的研究现状。归纳总结了在碳纤维表面改性中常用的涂层技术和晶须生长技术,并分析了其技术的优缺点。最后指出了未来碳纤维增强陶瓷基复合材料界面的研究方向。

关键词： 抗氧化烧蚀涂层   涂层结构   浆料烧结法   等离子喷涂   烧蚀试验  

摘要： 为提高多孔碳纤维增强陶瓷基复合材料的耐烧蚀性设计了含玻璃的双层结构陶瓷涂层,内层为浆料烧结法制备的Zr B_2-Si C-玻璃涂层,外层为大气等离子喷涂技术制备的Zr B_2-Mo Si_2-玻璃涂层。利用XRD和SEM对涂层的相结构和微观形貌进行分析,采用氧-乙炔火焰对涂层进行烧蚀试验。结果表明,内涂层玻璃相含量为30%时封孔效果较好,在1300℃下烧结2 h可得到致密的内涂层。采用优化后的等离子喷涂工艺可以制备与内涂层结合性良好的外涂层。涂层表面温度在1500℃以下时具有良好的抗烧蚀性能。烧蚀氧化形成以Si O_2为填充相,Zr O_2、Zr Si O_4为支撑相的致密层,封填孔洞,有效保护了基体材料。

关键词： 陶瓷基复合材料   界面层   碳化硅纤维   增韧机制   氮化硼   热解碳  

摘要： 碳化硅陶瓷基复合材料的常用界面层为热解碳界面层与BN界面层,热解碳界面层的制备技术已经相对成熟,但由于在高于400℃时易发生氧化而限制了其在高温氧化性气氛下的长时间使用;BN界面层的制备技术近年得到了快速发展,并且新型原材料及新型制备工艺层出不穷;界面层评价技术方面,尽管其对复合材料性能优化具有重要意义,但是目前存在样品制备困难及数据分散度大的难题。针对界面层在碳化硅陶瓷基复合材料中的作用、常见的界面层类型、界面层的制备方法、界面层的评价方法及界面层的发展趋势进行了综合阐述。认为在开发新型前驱体、开发新型制备工艺、提高原材料利用率方面,界面层研究有着广阔的发展空间,进一步提高材料性能及多层界面层设计是其未来发展趋势。对国内该领域的发展有一定的参考价值。

关键词： ZrC-SiC   碳纤维   增韧   制备工艺  

摘要： 碳纤维增韧ZrC-SiC陶瓷基复合材料解决了ZrC单相陶瓷断裂韧性低、中低温阶段抗氧化性能差以及氧化气氛下碳纤维耐温不足等问题,是发展耐超高温、抗热震、耐烧蚀以及抗氧化的一种潜在候选材料。概述了碳纤维增韧陶瓷基复合材料的增韧机理,综述了制备工艺的最新研究成果,展望了碳纤维增韧ZrC-SiC陶瓷基复合材料的发展趋势。