关键词： 界面层   陶瓷基复合材料   结构材料   抗氧化  

摘要： 界面层是陶瓷基复合材料中的关键组成部分,因对复合材料的各项性能都有重要影响,而成为陶瓷基复合材料研究的重点之一。本文在叙述界面层功能的基础上,分别对结构陶瓷基复合材料和抗氧化陶瓷基复合材料的界面层研究现状进行讨论,分析了研究中存在的问题,指出了未来研究的方向和重点。

关键词： 陶瓷基复合材料   疲劳寿命   低周疲劳   项目批准号   航空发动机   迟滞回线   循环载荷   预测方法研究   航空航天   疲劳损伤  

摘要： 项目负责人：宋迎东（E-mail：ydsong@***）依托单位：南京航空航天大学项目批准号：510752041.项目简介陶瓷基复合材料（CMCs）结构在高性能航空发动机中具有广泛的应用前景,在使用中将承受复杂的热-机械循环载荷而产生疲劳损伤。本课题针对纤维增强陶瓷基复合材料结构,建立能够有效地模拟其低周疲劳损伤的宏细观本构模型;以该本构模型为基础,发展结构多尺度应力分析方法,建立低周疲劳迟滞回线模型和宏细观结合的疲劳失效准则,在上述工作基础上,构建宏观和细观结合的疲劳寿命预测方法，为陶瓷基复合材料结构的疲劳寿命设计及其在航空发动机上可靠地使用提供理论与方法支持。

关键词： 陶瓷基复合材料   有限元分析   超声振动加工   切削力  

摘要： 针对陶瓷基复合材料在加工过程中易出现毛刺、分层、崩边等加工问题,提出超声振动切削方法加工陶瓷基复合材料并进行了铣削过程的有限元模拟分析。给出了主轴转速、进给速度对铣削过程中各向切削力的影响,对比分析了超声振动铣削加工与普通铣削加工的切削力波形曲线。结果表明,两种加工方法各向切削力均随主轴转速的增大而减小,进给速度的增大而增大,但当主轴转速达到4000r/min时,超声作用消失,超声振动切削力与普通铣削切削力相当;同时,超声振动铣削加工条件下各向切削力峰值都明显低于普通铣削切削力,平均切削力更是有大幅度降低,超声振动切削方法更适合加工陶瓷基复合材料。

关键词： 平面磨削   陶瓷基复合材料   磨削仿真   磨削力   表面形貌  

摘要： 建立有限元模型对C/SiC复合材料单颗金刚石磨粒平面磨削加工过程进行数值模拟,结合Abaqus有限元分析软件建立材料本构模型,仿真分析单颗粒平面磨削过程中不同砂轮转速和磨削深度对磨削力、工件表面形貌的影响规律。结果表明,随着砂轮转速的提高,法向及切向磨削力变小,表面质量提高,亚表面裂纹变小;随着磨削深度的增加,法向及切向磨削力变大,表面质量变差,亚表面裂纹变深。该研究为陶瓷基复合材料磨削加工机理的研究及磨削工艺参数优化,提供了高效的方法和理论依据。

关键词： 陶瓷基复合材料   疲劳   迟滞回线   基体开裂   界面脱粘  

摘要： 纤维增强陶瓷基复合材料初始加载到疲劳峰值应力时,基体出现裂纹,纤维/基体界面发生脱粘.在疲劳载荷作用下,纤维相对基体在界面脱粘区往复滑移使得陶瓷基复合材料出现疲劳迟滞现象.建立了纤维陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线细观力学模型,采用断裂力学方法确定了初始加载纤维/基体界面脱粘长度、卸载界面反向滑移长度与重新加载新界面滑移长度,分析了4种不同界面滑移情况的疲劳迟滞回线.假设正交铺设与编织陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线主要受0?铺层、轴向纱线内纤维/基体界面滑移的影响,预测了单向、正交铺设与编织陶瓷基复合材料在不同峰值应力与不同循环的疲劳迟滞回线,与试验结果吻合.

关键词： 发动机叶片   涡轮机   碳纤维   制造   陶瓷基复合材料   节油   GE   风扇叶片  

摘要： 通用电气航空公司正采用新设计和新材料进行波音新机型777-8x／9x用GE9X涡轮发动机叶片的制造，该种新型GE9X由一个直径约3．37m的风扇箱、16个风扇叶片，27：1压力比、11级高压力压缩机和双环顸混旋流（TAPS）燃烧室组成，现有发动机的燃烧室、涡轮机以及风扇叶片均采用陶瓷基复合材料制造，新型GE9X发动机叶片尝试采用新的碳纤维和新的环氧树脂，叶片数量更少，厚度更薄，较现有GE9X发动机相比，燃油效率会提高10％。

关键词： 陶瓷基复合材料   加工工艺   航空发动机   航天发动机   加力燃烧室   激光   宁波   工作温度  

摘要： 航空、航天发动机的推重比与其热端部件的工作温度密切相关。长期以来,工程界致力于发展高温合金以提高工作温度。发动机的核心热端部件主要包括燃烧室、涡轮和加力燃烧室。下一代航空发动机的推重比大于12,要求提高热端部件的工作温度到接近2000K。这要求更新设计,使用陶瓷基复合材料（CMC）、单晶叶片等新材料和三维异型孔等先进冷却结构。陶瓷基复合材料（CMC）的精密去除加工技术是其应用于航空发动机的必备可靠技术。如何通过精密加工提高CMC与EBC的结合力成为研究热点。

关键词： 陶瓷基复合材料   加力燃烧室   热端部件   高温合金   航天发动机   航空发动机   加工工艺研究   工作温度   单晶叶片   树脂基  

摘要： 航空、航天发动机的推重比与其热端部件的工作温度密切相关。长期以来,工程界致力于发展高温合金以提高工作温度。发动机的核心热端部件主要包括燃烧室、涡轮和加力燃烧室。下一代航空发动机的推重比大于12,要求提高热端部件的工作温度到接近2000K。这要求更新设计,使用陶瓷基复合材料（CMC）、单晶叶片等新材料和三维异型孔等先进冷却结构。

关键词： 陶瓷基复合材料   面内剪切性能   二维编织   失效模式  

摘要： 通过单向以及循环加卸载面内剪切试验,结合试件失效分析,研究了二维编织SiC/SiC复合材料的面内剪切特性。将试件剪切响应分为弹性部分和非弹性部分,分别由卸载模量和残余应变表征,由此得到剪切应力-应变关系表达式。试验结果表明,卸载模量随应力以指数形式衰减,残余应变随应力以指数形式增大。预测剪切应力-应变曲线与试验曲线吻合很好。

关键词： 陶瓷基复合材料   立方氮化硼   烧结温度   界面   磨削性能  

摘要： 制备了轴承内圆精密磨削用陶瓷基立方氮化硼（cBN）复合材料.利用扫描电子显微镜和电子探针研究了复合材料的微观组织结构、界面成分分布,并用轴承内圆磨床测试了磨削性能.结果表明：随着烧结温度升高,复合材料界面成分扩散深度缓慢增加,烧结温度从700℃升高到800℃,扩散层厚度从大约3μm增加到6μm左右;界面强度增加速度大于陶瓷基体材料强度增加速度;当烧结温度为750℃时,复合材料界面结合强度与陶瓷基体材料强度相匹配,磨削时复合材料进给量达到8μm/r,磨耗体积比达到310--370,具有良好的锋利度和耐磨性能,磨削后的复合材料能观察到cBN磨损、破裂、脱落和陶瓷基材桥断裂的痕迹.