关键词： 化学气相渗透   陶瓷基复合材料   模拟与可视化   柔性与鲁棒性   控制与设计  

摘要： 综述了采用化学气相渗透(chemical vaporinfiltration,CVI)工艺制备陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)的模拟与可视化、柔性与鲁棒性以及强韧性控制与设计等研究的进展和趋势.陶瓷基复合材料气相制造过程模拟涉及气体传输、反应热力学与动力学、预制体的孔隙结构建模等理论,是一个典型的多尺度和多物理场问题.运用量子化学、化学热力学、微观动力学、有限元、水平集和人工智能等方法,实现了复合材料致密化过程的模拟和成分分析,更加精准地反映了气体在多孔预制体中的各向异性传输和沉积过程,为工艺优化提供更准确的控制参数.CVI工艺制备陶瓷基复合材料具有柔性与鲁棒性等工艺特性,包括应用广泛性,可控制、可调整与可设计性,可连接与可组装性,可纠错、可修复与可兼容性等诸多特性,适用于陶瓷基复合材料微结构的调控,是陶瓷基复合材料领域最先进的基础制造方法.陶瓷基复合材料的强韧性一直是其发展中的核心问题,增强体纤维、基体及二者界面之间的模量匹配,以及热残余应力和纤维基体体积分数等参数的设计与控制是这个核心问题的关键.通过合理控制与设计这些参数,可以实现陶瓷基复合材料的强韧化控制与设计,从而适应不同使用环境条件的需求.

关键词： 三维碳纤维   Cf/SiC复合材料   先驱体浸渍裂解法   反应熔体浸渗法   SiC填料  

摘要： 由于低密度、高强度、高韧性、抗烧蚀和耐冲刷等优异特性，使连续碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料成为理想的高温结构材料。连续碳纤维编织成的三维织物，可保证Cf/SiC复合材料在X、Y、Z三个方向形成三维整体网络结构，能较好地解决传统复合材料层间剪切强度较低等问题。　　3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料目前有三种典型的制备方法：化学气相浸渗法（CVI）、先驱体浸渍裂解法（PIP）和反应熔体浸渗法（RMI）。相比于CVI法，PIP和RMI工艺由于工艺过程简单而成为极具市场竞争力的陶瓷复合材料制备技术。本文开展了对PIP和RMI两种方法制备3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料的研究，优化了它们的最佳工艺参数。在此基础上又将纳米SiC填料加入先驱体溶液，并随溶液一同引入到三维碳纤维预制体，探讨了SiC填料的加入对两种制备工艺周期及材料性能的影响。得出以下主要结论：　　（1）在PIP法工艺中配制先驱体溶液时，当PCS与其溶剂DVB两者配比为1:0.6时，PCS的陶瓷产率能达到63％，并且所配制先驱体溶液流动性明显增加，有利于浸渗的进行。　　（2）研究PIP浸渗-固化-裂解过程得出，最佳浸渗温度为：在80℃下浸渗60min后，再将温度降低到35℃继续浸渗30min;最佳固化交联工艺为：先在120℃交联180min，接着在150℃继续固化交联180min;最佳裂解过程是：在裂解前期（1-5周期）采用快速升温裂解，5周期以后在400~800℃温度区间有大量气体产生时减缓升温速率。　　（3）在PIP工艺过程中，当SiC填料在溶液中加入的质量比为11.11%时，可以缩短复合材料的制备周期。SiC微粉不仅可以填充孔隙并减小先驱体裂解过程中的体积收缩，并且还可以起到增强SiC基体的效果，使3D-Cf/SiC复合材料物理及力学性能得以提升。　　（4）在RMI法浸渗-固化-碳化的研究中，经过2个周期的树脂浸渗-碳化后所制备的3D-Cf/C多孔体素坯在进行渗硅后得到的复合材料致密度比较高，并且残余碳和残余硅的量比较少。　　（5）在RMI法渗硅过程研究中，在1550℃温度下渗硅时，液硅比较容易渗入3D-Cf/C多孔体素坯并生成比较致密的3D-Cf/SiC复合材料，而且1550℃渗硅对碳纤维的损伤也较小，是本研究得出的合适的渗硅温度。　　（6）在RMI工艺过程中，当SiC填料在溶液中加入的质量比为8.33%时，有利于3D-Cf/SiC复合材料密度和抗弯强度的提高。SiC微粉的加入还可以减少渗硅过程中熔融硅与碳纤维的接触面积，减少它们之间的反应，形成适当强度的界面结合，使复合材料由于纤维拔出效应起到增强作用。

关键词： 高温材料   高温结构材料   发动机推重比   碳/碳复合材料   炭/炭复合材料   碳纤维增强复合材料   陶瓷基复合材料   陶瓷复合材料   性能综合   航空发动机   抗烧蚀  

摘要： 随着航空发动机推重比的提高,急需发展集轻质、高强韧、耐高温、长时间、抗烧蚀于一体的高温结构材料,以满足愈加苛刻的服役环境。金属间化合物、碳/碳复合材料及陶瓷基复合材料,因具有优异的性能而在高推重比航空发动机领域具有巨大的应用潜力,被视为新一代重点发展的革命性高温结构材料。在可靠性、耐久性、工艺性及性能综合平衡基础上优化重量,实现材料与工艺、结构与

关键词： 陶瓷基复合材料   高比模量   高比强度   航空发动机   高温部件   航空航天   发展前景  

摘要： 陶瓷基复合材料具有高比模量、高比强度以及良好的耐高温耐腐蚀等特点,在航空航天领域具有广阔发展前景,成为未来航空发动机高温部件的重要候选材料,是实现减重增效"升级换代材料"之首选。

关键词： 陶瓷基复合材料   西安市   高温   西北工业大学   中国工程院院士   国际会议   专家学者   俄罗斯  

摘要： 9月23-26日，第8届高温陶瓷基复合材料国际会议在西安举行。此次会议由西北工业大学主办。西安市市长董军，西北工业大学校长汪劲松，中国工程院院士张立同、江东亮，以及来自法国、德国、美国、俄罗斯、韩国、比利时、英国等12个国家和地区的专家学者出席了会议。

关键词： 高马赫数涡轮发动机   发散冷却   VAATE   陶瓷基复合材料   远程攻击   超紧凑燃烧室   预冷冷却空气  

摘要： 涡轮基组合循环（TBCC）发动机，是高超声速巡航导弹、远程高速察打飞机和空天飞行器等未来航空武器系统的理想推进装置。TBCC只有匹配高速（Ma2~4）涡轮发动机技术，才能实现远程高速航空武器系统的技战术指标。高推重比、低耗油率、高温部件的长寿命和耐久性，是高速涡轮发动机的关键技术指标。从上世纪80年代末起，美欧在提高级负荷、减重、减少泄漏、提高温度、减少冷气量和延长高温部件寿命等技术领域，开展了广泛而深入的技术开发与验证。GOTChA技术开发流程是攻克这些技术难关的有效方法。

关键词： SiC   BAS   SPS   显微结构   力学性能  

摘要： 以β-SiC为原始粉体,利用放电等离子烧结(SPS)工艺1 800℃和1 900℃制备了BAS/SiC陶瓷基复合材料.采用阿基米德排水法、XRD、SEM及三点弯曲等分析测试手段研究了复合材料的致密度、物相组成、微观结构及室温力学性能.结果表明,随着烧结温度升高,复合材料的致密度和室温力学性能增加,而复合材料的物相中没有发现β-SiC向α-SiC的转变,这可能是由于SPS烧结速度较快相对而言烧结时间较短造成的.

关键词： 金属间化合物   陶瓷材料   复合材料   制备工艺   研究进展  

摘要： 金属间化合物材料具有许多优良的性能,可以将金属间化合物与陶瓷材料相复合形成金属间化合物/陶瓷基复合材料。金属间化合物/陶瓷基复合材料是近年来发展起来的一种新型复合材料,制备的金属间化合物/陶瓷基复合材料具有很多优异的性能。本文主要介绍金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备工艺和力学性能以及研究进展,研究和开发的金属间化合物/陶瓷基复合材料主要包括Fe-Al金属间化合物/陶瓷复合材料,Ti-Al金属间化合物/陶瓷复合材料和Ni-Al金属间化合物/陶瓷复合材料。本文对金属间化合物/陶瓷基复合材料未来的发展趋势进行了分析和预测。

关键词： 建材工业   墙体材料工业   陶瓷基复合材料   绿色建筑材料   复合材料成型   承重材料   应用技术   屋面材料   防  

摘要： 接上期新型节能绿色建筑材料技术。开发轻质高强、施工便利的防火保温外墙承重材料制造和应用技术,复合型墙体材料工业化制造和应用技术,高性能节能门窗材料和制造技术,防火防水保温一体化屋面材料和制造技术。高性能复合材料技术。开发树脂基复合材料成型技术和陶瓷基复合材料烧结、渗透等制备加工技术。

关键词： 创新工艺   航空装备   航空制造技术   陶瓷基复合材料   先进制造技术   产品品质   面向用户   新材料  

摘要： 上天、入地、潜海体现了人类探索自然的好奇心，同时会带来巨大效益。实现这些梦想，需要高端装备的制造。航空制造技术代表着当代制造技术的先进水平。航空装备轻质、高强度的要求使钛合金、陶瓷基复合材料等新材料广泛应用于航空航天等战略性装备中，发挥越来越重要的作用。然而这些材料成形困难，切削加工的效率与质量低下，刀具磨损严重，说明人们尚未掌握其规律与优化的工艺。航空人努力探索这些新材料的创新工艺，发展针对产品和用户的专用装备将带来产品品质和加工效率的提升。发挥制造、材料等学科的交叉融合，面向用户工艺，发展智能制造装备、增材制造等突破性先进制造技术，可能带来制造水平革命性提升。