关键词： 中国科学院上海硅酸盐研究所   陶瓷基复合材料   复合材料制备   科技工程   空间遥感系统   制备科学   科研项目   动力系统  

摘要： 中国科学院上海硅酸盐研究所陶瓷基复合材料研究团队(以下简称研究团队)长期立足于国家重大需求,开展陶瓷基复合材料制备科学和工程应用技术研究。先后承担(完成)国家、中国科学院、上海市和企业委托的科研项目和重要任务30余项。攻克了陶瓷基复合材料制备和工程应用的多项技术瓶颈,取得了多项创新性成果,为国家10余项科技工程和重大(点)型号任务提供了关键材料。在国内率先实现了陶瓷基复合材料在某动力系统、空间遥感系统中的应用;发展了陶瓷基复合材料新的设计理念和制备方法;拥有占地面积3 000余平方米的集陶瓷基复合材料制备、加工和检测于一体的研制平台;具备2.0 m量级构件的研制生产能力。

关键词： Ti(C,N)-Al2O3   液相扩散连接   辅助脉冲电流   界面反应   接头强化  

摘要： 采用Cu-Zr箔/Cu箔/Cu-Zr箔中间层对Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料进行了液相扩散连接实验,研究了辅助脉冲电流对元素扩散、界面反应产物及接头强化机制的影响.结果表明,液相扩散连接过程中辅助脉冲电流条件下可以在较低的焊接温度和较短的焊接时间内实现更高的接头强度.辅助脉冲电流液相扩散连接工艺显著改变了Zr和Cu在Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料和钎缝中的扩散行为,减少Zr的活性,抑制其与Al2O3陶瓷颗粒发生激烈的化学反应.辅助脉冲电流可以抑制陶瓷颗粒相溶解进入焊缝以及界面扩散过渡层和Zr-Cu反应层的厚度,确保焊缝强化以及界面强化,这是辅助脉冲电流液相扩散连接接头具有较高强度水平的关键所在.

关键词： 轨控发动机   高比冲   陶瓷基复合材料  

摘要： 介绍了空间飞行器用轻质高比冲1000N轨控发动机的研制过程。为了实现高比冲的目标,从喷注器选型、喷注对设计、冷却设计等方面采取措施,并通过工作过程仿真,对集液腔结构、冷却液百分比和特征长度等参数进行优化设计。发动机身部选取了陶瓷基复合材料(Cf/SiC),利用该材料密度低的特点实现发动机轻质化要求。发动机经过了地面热试车考核,燃烧室外壁温、燃烧效率的仿真值均与测量值基本相当。其中,燃烧效率约96.6%,真空比冲约3 169 m/s,长程试车后发动机结构完好。

关键词： 浸渍工艺   粘度   真空压力  

摘要： 以聚碳硅烷和硼化锆前驱体为原料,采用前驱体浸渍裂解工艺制备Cf/SiC-ZrB2复合材料,首先研究了粘度对前驱体溶液交联固化和材料致密度的影响,进而研究了浸渍压力等条件对材料性能的影响。结果表明:合理的溶液组分配比关系到混合溶液的粘度,是影响浸渍性能的主要因素;真空加压浸渍的方法可以减少制备周期,快速提高材料致密度,对材料的各方面性能都有明显的改善。

关键词： 陶瓷基复合材料   外环   涡轮   高温合金材料   发动机结构   高温抗氧化   冷气冷却   腐蚀能力  

摘要： 目前涡轮外环通常采用镍基和钴基高温合金材料并通冷气冷却,难以满足发动机安全可靠工作所必需的高温蠕变强度和高温抗氧化腐蚀能力,以及降低发动机结构重量提高功重比的需求,因此,开展陶瓷基涡轮外环的材料、工艺及应用研究是十分必要的。

关键词： SiC陶瓷基复合材料   应用   C/SiC复合材料   辐照稳定性   增韧作用   纤维增强   载荷性能   断裂韧性  

摘要： SiC/SiC陶瓷基复合材料保留了SiC陶瓷耐高温、高强度、抗氧化、耐腐蚀、耐冲击的优点,同时兼具Si C纤维增强增韧作用,克服了Si C陶瓷断裂韧性低和抗外部冲击载荷性能差的先天缺陷。SiC/SiC复合材料具有低密度、高温性能稳定、低氚渗透率和优异的辐照稳定性,在航空、航天、核能等领域具有广泛的应用前景。

关键词： 陶瓷基复合材料   CVI工艺   制备   渗透工艺   化学气相   致密化速率   工艺参数控制   密度梯度  

摘要： 通过5种CVI方法,即通过不同工艺参数控制方法,可获得制备周期短、密度高、致密化速率高和密度梯度小的复合材料,可用于不同结构形式的预制体基体(Si C)致密化。此外,CVI工艺是制备界面层(Py C和BN)的最佳工艺,若与PIP、MI等工艺配合使用,可达到最优效果,是未来该领域发展的主要方向。

关键词： 固体火箭发动机   固体姿轨控系统   脉冲型固体轨姿控系统   节流式固体姿轨控系统   陶瓷基复合材料  

摘要： 分析了美国标准-3导弹LEAP弹头的固体姿轨控系统类型、固体姿轨控系统的主要结构设计方案,以及近年来国外开展的固体姿轨控系统材料研究。

关键词： 涡轮发动机   航空工业   航空发动机   工业水平   涡轮风扇发动机   控制系统   陶瓷基复合材料   涵道比   气动设计   燃气涡轮  

摘要： 发动机是飞机的"心脏",被誉为航空工业"皇冠"上的"明珠",其先进性是衡量一个国家工业水平和能力的重要标志。历经半个多世纪的发展,航空涡轮发动机技术取得了巨大进步,推动了飞行器和航空工业的蓬勃发展。未来,随着材料、制造等基础工业的发展,航空涡轮发动机将迎来新一代的飞跃。

关键词： 陶瓷基复合材料   Zr   O2/Zr   W2O8   热压烧结   密度   分解程度  

摘要： ZrO_2是一种重要的结构和功能材料,其热膨胀系数与Zr W2O8的负膨胀系数绝对值相近,两者合理调配可以得到任意正、零、负膨胀的陶瓷基复合材料。以ZrO_2陶瓷为基体、Al2O3为烧结助剂,采用两条工艺路线制备ZrO_2/Zr W2O8陶瓷基复合材料:(1)以ZrO_2和Zr W2O8为原料,直接混合然后分别在1200℃和1215℃热压烧结制备复合材料;(2)以ZrO_2(过量)和WO3为原料,采用原位反应法分别在1200℃和1215℃合成负膨胀Zr W2O8陶瓷,然后在相同温度下热压烧结制备复合材料。重点研究不同制备工艺路线(直接混料法或原位反应法+热压烧结),以及在同一种制备方法下、不同热压烧结温度对低膨胀ZrO_2/Zr W2O8陶瓷基复合材料组织形貌、密度和Zr W2O8分解程度的影响。结果表明,无论采用哪种工艺路线,都能制备密度较高的ZrO_2/Zr W2O8陶瓷基复合材料。采用"原位反应+热压烧结法"制备复合材料的密度要高于"直接混料+热压烧结法"制备的复合材料;且Zr W2O8分解程度也较低。直接混料粉在1200℃热压3 h,或者在1215℃热压6 h,所得复合材料的密度约为5.20 g/cm3。