关键词： 石英纤维增强陶瓷基复合材料   螺旋铣磨   制孔   PCD   刀具  

摘要： 本试验针对目前硬质合金刀具加工石英纤维增强陶瓷基复合材料时存在的刀具磨损严重、加工质量差、效率低下等问题,对比了硬质合金刀具钻孔、PCD刀具钻孔和电镀金刚石套料钻螺旋铣磨制孔的效果,分析了切削力对制孔质量的影响。研究结果表明:纬纱纤维对X向和Y向切削力的影响明显大于经纱纤维,垂直于纬纱纤维方向的切削力较小,平行于纬纱纤维方向的切削力较大;PCD刀具钻孔质量相对较好,刀具磨损不明显,适用于石英纤维增强陶瓷基复合材料的制孔加工。

关键词： 陶瓷基复合材料   平纹编织   面内剪切   纤维弯曲承载机制   细观损伤演化  

摘要： 采用约西佩斯库(Iosipescu)纯剪切试件,研究了平纹编织Si C/Si C和C/Si C复合材料的面内剪切应力-应变行为和细观损伤特性.通过试验获得了材料不同方向上的单调和迟滞应力-应变行为,对比分析了两种材料的剪切损伤特性,结果表明材料的剪切损伤演化规律受热残余应力水平影响严重.由试件断口电镜扫描结果发现剪切加载状态下桥连纤维承受显著的弯曲载荷和变形,据此提出了纤维弯曲承载机制,并结合裂纹闭合效应分阶段阐释了材料的剪切迟滞环形状.基于材料的剪切细观损伤机制,通过两个损伤变量表征了材料的剪切损伤演化进程,得到了材料的面内剪切细观损伤演化模型.对比发现2D-C/Si C复合材料45?方向基体裂纹的起裂应力明显小于2D-Si C/Si C复合材料,而两者0?/90?方向裂纹的起裂应力基本相同.

关键词： 陶瓷基复合材料   碳化硅   制备技术   先驱体   SiC纤维   宁波   核反应堆材料   陶瓷纤维  

摘要： 碳化硅（SiC）纤维是继碳纤维之后开发的一种高性能陶瓷纤维，它具有高强度、高模量、耐化学腐蚀、耐高温、抗氧化、抗蠕变等性能。在应用方面．SiC纤维与陶瓷基体具有良好的兼容性，是重要的高性能陶瓷基复合材料的增强体。目前，SiC纤维增强的陶瓷基复合材料已被应用于航空航天发动机的耐热部件、可重复使用的运载器的热防护材料、高超音速运输推进系统、原子核反应堆材料等。

关键词： 涡轴发动机   先进材料   高温钛合金   金属基复合材料   陶瓷基复合材料   航空发动机   金属间化合物   研制经验  

摘要： 航空发动机的发展规律及研制经验表明，材料与制造技术是影响先进航空发动机研制的重要因素。高温钛合金、低成本高性能火焰简用合金，高温高强度涡轮盘合金、低密度二代／四代单晶合金、金属间化合物、陶瓷基复合材料和金属基复合材料等是满足先进涡轴发动机研制的迫切需求。

关键词： 北京航空材料研究院   工程技术中心   打印技术   3D   工业   陶瓷基复合材料   高温合金   力学性能测试  

摘要： 中航工业北京航空材料研究院3D打印研究与工程技术中心成立于2013年，旨在推动3D打印技术在航空、航天、生物医学等领域的快速应用，是先进航空材料3D打印技术研究的专业化机构。中心由高温合金、铝合金、钛合金、功能材料、生物医学制品、焊接、热处理、表面、物理冶金、无损检测、失效分析、力学性能测试等专业组成，涉及高温合金、钛合金、销合金、高强钢、小锈钢、金属间化合物、陶瓷及陶瓷基复合材料等应用技术领域。

关键词： 陶瓷基复合材料   Si(B)CN陶瓷   氧化行为   烧蚀行为   疲劳性能   蠕变性能  

摘要： 总结了近年来Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状。首先介绍了Si(B)CN陶瓷及其复合材料的制备,而后详细综述了Si(B)CN陶瓷及其复合材料在力学性能、氧化行为、烧蚀行为、疲劳与蠕变性能、环境性能等方面的性能评价,并对其应用现状进行了概述。

关键词： ceramic-matrix composites (CMCs)   fatigue   life prediction  

摘要： In this paper, the fatigue life of fiber-reinforced ceramic-matrix composites (CMCs) with different fiber preforms, i.e., unidirectional, cross-ply, 2D (two dimensional), 2.5D and 3D CMCs at room and elevated temperatures in air and oxidative environments, has been predicted using the micromechanics approach. An effective coefficient of the fiber volume fraction along the loading direction (ECFL) was introduced to describe the fiber architecture of preforms. The statistical matrix multicracking model and fracture mechanics interface debonding criterion were used to determine the matrix crack spacing and interface debonded length. Under cyclic fatigue loading, the fiber broken fraction was determined by combining the interface wear model and fiber statistical failure model at room temperature, and interface/fiber oxidation model, interface wear model and fiber statistical failure model at elevated temperatures, based on the assumption that the fiber strength is subjected to two-parameter Weibull distribution and the load carried by broken and intact fibers satisfies the Global Load Sharing (GLS) criterion. When the broken fiber fraction approaches the critical value, the composites fatigue fracture.

关键词： 陶瓷基复合材料   二维   双向拉伸   应力-应变行为   剪滞分析  

摘要： 将二维编织结构简化为(0°/90°)s正交铺层结构。采用含损伤变量的剪滞分析理论,解得双向等轴拉伸载荷下,0°层和90°层开裂后各层的应力分布;基于随机基体裂纹演化理论,随机纤维损伤和最终失效理论,确定了0°层和90°层沿纤维方向的应力-应变关系,以及切线拉伸模量与施加载荷之间的关系;然后,将切线拉伸模量代入正交铺层结构的剪滞分析中,进而预测出二维编织陶瓷基复合材料在双向等轴拉伸载荷下的应力-应变关系。预测结果表明:在双向等轴拉伸载荷下,二维编织陶瓷基复合材料的横向和纵向应力-应变曲线基本相同,与单向加载时的应力-应变曲线相近。

关键词： 陶瓷基复合材料   电性能   烧结   微波介电性能   CaSiO3   V2O5  

摘要： 为降低CaSiO3陶瓷的烧结温度,通过在CaSiO3粉体中添加1wt%的Al2O3以及不同量的V2O5,探讨了V2O5添加量对CaSiO3陶瓷烧结性能、微观结构及微波介电性能的影响规律。结果表明:适量地添加V2O5除了能将V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷的烧结温度从1 250℃降低至1 000℃外,还能抑制CaSiO3陶瓷晶粒异常长大并细化陶瓷晶粒。在烧结过程中,V2O5将熔化并以液相润湿作用促进CaSiO3陶瓷的致密化进程;同时,部分V2O5还会挥发,未挥发完全的V2O5将与基体材料反应生成第二相,第二相的出现将大幅降低陶瓷的品质因数。综合考虑陶瓷的烧结性能与微波介电性能,当V2O5添加量为6wt%时,V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷在1 075℃下烧结2h后具有良好的综合性能,其介电常数为7.38,品质因数为21 218GHz。

关键词： 陶瓷基复合材料   核反应堆材料   先驱体   纤维增强   热防护材料   航天发动机   高性能陶瓷   热端部件   运载器   推进系统  

摘要： 碳化硅（SiC）纤维是继碳纤维之后开发的一种高性能陶瓷纤维,它具有高强度、高模量、耐化学腐蚀、耐高温、抗氧化、抗蠕变等性能。在应用方面,SiC纤维与陶瓷基体具有良好的兼容性,是重要的高性能陶瓷基复合材料的增强体。目前,SiC纤维增强的陶瓷基复合材料已被应用于航空航天发动机的耐热部件、可重复使用的运载器的热防护材料、高超音速运输推进系统、原子核反应堆材料等。此外,其还在高温烧结炉用的加热棒、冶金高温碳套、高速刹车盘、燃汽轮机热端部件、高温气体过滤和热交换器等领域具有应用价值。