关键词： 无压烧结   陶瓷基复合材料   锆英石   氧化铝  

摘要： 以A1_2O_3颗粒为增强体,MgO-Y_2O_3为烧结助剂,采用无压烧结方法,在组分优化的基础上,制备的锆英石基复相陶瓷室温抗弯强度和断裂韧性分别可达371 MPa和3.4 MPa·m^(1/2);采用XRD、SEM分析样品的相组成和显微结构,结果显示:确定ZrSiO_4为主要晶相,另外还有少量Al_2O_3和ZrO_2的存在;确定复相陶瓷的强韧化是由Al_2O_3颗粒引发的裂纹偏转、微裂纹增韧和由ZrSiO_4分解而来的ZrO_2相变增韧共同作用而实现的,断裂方式主要为穿晶断裂。

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

摘要： 采用辅助脉冲电流液相扩散连接方法,对Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料与40Cr钢进行了焊接试验,重点研究了在一定加热温度和保温时间条件下脉冲电流对界面元素分布、相结构、反应层厚度以及接头强度的影响规律.结果表明,辅助脉冲电流液相扩散连接可以实现Ti(C,N)-Al2O3陶瓷基复合材料的冶金结合,保温时间对焊接接头强度影响不明显,四点弯曲强度数据普遍处于146~180 MPa之间;在脉冲电流作用下,焊缝熔体中原子扩散行为、扩散路径以及扩散速率将发生显著变化,利用该特性,有助于改变界面金属间化合物的生长特性,控制焊缝中低熔点共晶组织含量,进而达到改善和提高焊接接头强度的效果.

关键词： 陶瓷基复合材料   地面试车   喷管   火箭发动机   生产效率   自主研发   结构材料   研究所  

摘要： 近期，由西安航天动力研究所研制生产的陶瓷基复合材料喷管首次参加地面试车，并顺利通过了发动机方案验证。这标志着该所已经拥有了自主研发及高效生产耐高温、低密度、抗氧化、抗烧蚀陶瓷基复合材料的能力。后续，该所将进一步提高产品的质量及生产效率，促使该热结构材料在火箭发动机领域及在民用行业得到更广泛的应用。

关键词： 陶瓷基复合材料   三维编织   本构关系   损伤破坏   强度预测  

摘要： 发展了一种能够预测三维四向编织陶瓷基复合材料(3D-B-CMCs)拉伸模量与强度以及损伤演化过程的数值计算方法。首先,利用复合圆柱(CCA)和全局载荷分担(GLS)两种模型预测了纤维束的弹性模量和拉伸强度;然后,利用微焦点CT技术建立了能够反映3D-B-CMCs真实编织几何结构的胞元模型;其次,采用Hashin纤维束失效模型以及考虑单元尺寸的各向异性损伤力学本构模型,编制了ABAQUS/UMAT子程序,对3D-BCMCs材料宏观拉伸的整个过程进行了计算模拟,预测了宏观拉伸应力-应变曲线,并与试验结果相吻合,证明了所建立方法的合理性和UMAT程序的有效性。同时,研究和讨论了拉伸过程中材料内部不同的损伤破坏模式对复合材料整体力学性能的影响,为材料的疲劳和蠕变等力学行为的内部损伤演化提供了依据。

关键词： 中国航天科技集团公司   陶瓷基复合材料   地面试车   喷管   自主研发   发动机   耐高温   低密度  

摘要： 近日，由中国航天科技集团公司六院11所研制生产的陶瓷基复合材料喷管首次参加地面试车，顺利通过了发动机方案验证。这标志着该所已经拥有了自主研发及高效生产耐高温、低密度、抗氧化、抗烧蚀陶瓷基复合材料的能力。

关键词： Ti(C,N)-Al2O3   部分瞬间液相扩散连接   元素扩散   接头强度   辅助脉冲电流  

摘要： 采用Zr箔／Cu箔／Zr箔中间层对Ti（C，N）-Al2O3陶瓷基复合材料进行部分瞬间液相扩散连接实验，研究保温时间对元素扩散及界面反应产物的影响，探讨了制约接头室温强度的因素，对比分析了在部分瞬间液相扩散连接过程中，辅助脉冲电流对元素扩散及接头强度的作用机制．结果表明，预置Zr箔／Cu箔／Zr箔中间层通过部分瞬间液相扩散连接，在加热温度950℃，保温时间15～30min条件下接头强度达到最大值．保温时间过短，活性元素Zr削弱基体强度，保温时间过长。Zr与Cu在界面生成金属间化合物降低了接头的强度．扩散焊过程中施加辅助脉冲电流能够有效缓解接头的残余应力，防止裂纹在脆性基体材料中扩展；但是同时促进了界面处的反应进程，显著提高了界面处Cu—Zr金属间化合物的形成速度．使得界面易成为接头的薄弱环节．

关键词： 陶瓷基复合材料   Hopkinson压杆试验装置   低温   动态Z向压缩力学性能   界面强度  

摘要： 采用Hopkinson压杆试验装置,对2D-C/SiC复合材料进行了低温条件下的Z向动态压缩性能试验研究,低温条件通过控制酒精和液氮的配比系数得到,通过改变波形整形器几何尺寸的方法来实现恒应变率加载,以得到准确、可信的试验结果。试验结果表明:由于复合材料内部含有大量初始微缺陷,2D-C/SiC复合材料在低温动态加载条件下呈现伪塑性行为,其破坏时并未表现出典型的脆性破坏,而是在应力达到压缩强度时出现了显著的应变软化现象,在经历了较大的变形后才最终破坏。随着温度的降低,复合材料的动态Z向压缩强度增加,但失效应变减小。2D-C/SiC复合材料在低温环境下,其内部纤维和基体之间界面结合力增强,同时强的界面结合力可以导致高的压缩强度。

关键词： 内聚力模型   纳米纤维与纳米颗粒   陶瓷基复合材料   界面损伤   数值模拟  

摘要： 通过在纳米纤维和基体之间应用无厚度指数型内聚力单元,建立纳米增强陶瓷基复合材料的界面损伤本构关系。利用MARC有限元分析纳米纤维与基体之间含界面损伤时,单一纳米纤维及纳米纤维和纳米颗粒双相增强陶瓷基复合材料受位移荷载作用时的应力-应变响应。结果表明:纳米纤维与基体之间的界面损伤演化主要由内聚力单元的最大裂纹张开位移控制,与单一增强情况相比,纳米纤维与纳米颗粒的双相作用更有利于提高陶瓷基复合材料的强度,内聚力模型能准确模拟纳米纤维与陶瓷基体之间的界面裂纹扩展,是研究纳米复合材料损伤的有效方法。

关键词： 陶瓷基复合材料   航空发动机   纤维制备   高温材料   应用   性能   复合材料构件   复合材料制备  

摘要： 目前,国内在陶瓷基复合材料构件领域的研究尚处于起步阶段,从高性能纤维制备、复合材料制备/加工工艺到构件设计,尚不能满足航空发动机热端构件工程化应用需求,必须依托发动机设计、构件研制和原材料研制等单位,通过强强联合、协同攻关,形成陶瓷基复合材料产学研的合力,加速我国陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用。

关键词： 陶瓷基复合材料   飞机发动机   技术创造   组件   GE   工厂  

摘要： GE将在特拉华州Newark工厂投资2700万美元，该工厂使用陶瓷基复合材料（CMC）制造先进飞机发动机组件。