关键词： 陶瓷基复合材料   热处理   液硅熔渗法   层间剪切强度   碳纤维   碳化硅  

摘要： 对T300碳纤维在真空环境下,在600、900、1200、1500℃进行热处理,用液硅熔渗反应法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了不同微观组织结构的C/C-SiC复合材料。采用光电子能谱分析了热处理对纤维表面结构的影响,用光学显微镜和扫描电子显微镜对材料微观形貌进行了观察分析。采用双槽口剪切法(DNS)测试了C/C-SiC复合材料层间剪切强度(interlaminar shear strengh,ILSS),并分析了纤维热处理对材料剪切性能影响的微观机理。结果表明:碳纤维经热处理后,表面化学成分发生变化,氧含量显著降低,改变了碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced resin matrix composite,CFRP)先驱体中纤维/树脂界面结合强度,从而在CFRP裂解后形成了具有不同微观结构的C/C预制体,通过液Si对不同微结构的C/C预制体进行熔渗,获得具有不同微观结构的C/C-SiC复合材料;DNS测试发现碳纤维热处理能够有效改善C/C-SiC复合材料的层间剪切强度,主要是由于纤维经热处理后制备的C/C-SiC复合材料中,SiC基体相分布较均匀并包裹在碳纤维周围,导致纤维/基体界面结合强度高。经1500℃热处理纤维增强的C/C-SiC复合材料,其剪切强度为34MPa,与未处理的相比,ILSS提高了33%。

关键词： 陶瓷基复合材料   Cf/ZrO2   正交铺层   力学性能   显微结构  

摘要： 以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为基体,以碳纤维作为增强体进行正交双向铺层,采用浆料-浸渍热压工艺制备了2D-Cf/ZrO2复合材料,研究了不同热压温度下(1450、1500、1550和1600℃)复合材料的相组成,以及热压温度、相转变对复合材料力学性能的影响。结果表明,复合材料基体主要以四方相和立方相存在,随热压温度的升高,立方相含量逐渐增加,复合材料沿平行于热压方向与沿垂直于热压方向的压缩强度、抗弯强度先增加后降低,其中1500℃热压制备的复合材料致密度达94.4%,材料具有最佳综合力学性能,垂直于热压方向与平行于热压方向上的压缩强度分别为69.0MPa和246.0MPa,垂直于热压方向与平行于热压方向上的抗弯强度分别为117.1MPa和76.3MPa。

关键词： SiC纤维   SiC   SiC复合材料   界面层   热解碳涂层   陶瓷基复合材料   应用  

摘要： 日本开发的Nicalon和Tyranno两种品牌的SiC纤维占有世界上绝对性的市场份额。SiC/SiC复合材料典型的界面层是500 nm厚的单层热解碳(PyC)涂层或多层(PyC-SiC)n涂层,在湿度燃烧环境及中高温条件下界面层的稳定性是应用研究的重点。SiC/SiC复合材料,包括CVI-SiC基体和日本开发的Tyranno hex和NITE-SiC基体等,具有耐高温、耐氧化性和耐辐射性的特点,在航空涡轮发动机部件、航天热结构部件及核聚变反应堆炉第一壁材料等方面正开展工程研制应用。

关键词： 陶瓷基复合材料   针刺   弹性性能   有限元法   孔隙率  

摘要： 基于针刺陶瓷基复合材料试件(CMCs)光学显微照片的微观型貌,并选择恰当的代表体积单元(RVE),建立了针刺陶瓷基复合材料弹性性能预测的单胞模型.考虑了孔隙率对基体和纤维束弹性性能的影响,采用混合率计算出纤维束的弹性常数,然后将纤维束和基体的弹性参数代入到单胞模型中,通过有限元法计算得到复合材料的整体弹性常数.开展了材料拉伸试验和孔隙率测定试验,测得材料的开孔孔隙率为7.33%,闭孔孔隙率为10.67%,弹性性能的计算结果与试验吻合较好,误差为3.1%.

关键词： CVD   碳化硼   进展  

摘要： 碳化硼陶瓷材料具有许多优异的性能如高比强度，高硬度，高密度，耐腐蚀，抗氧化等，从而被广泛的用作高温结构部件．CVD工艺灵活，制备的碳化硼陶瓷材料具有很高的纯度和致密度，因而是制备先进B4C最有希望的工艺之一。对CVD法制备B4C涂层的研究及应用进行了综述。

关键词： 先进复合材料   航空发动机   应用   商用   碳纤维增强复合材料   陶瓷基复合材料   热端部件   动力装置  

摘要： 碳纤维增强复合材料（CFRP）和陶瓷基复合材料（CMC）在商用航空发动机上的应用标志着民机动力装置的发展进入了新的时代。复合材料从早期只应用于风扇单元体等冷端部件，发展到即将装备于高压涡轮单元体等热端部件。

关键词： 热防护系统   陶瓷基复合材料   热分析   结构分析  

摘要： 陶瓷基复合材料盖板式热防护系统是一种具有防热/承载一体化功能的新型热防护结构。本文在国内外研究基础上,对盖板热防护系统进行了初步设计与分析,提出了盖板式热防护系统设计方案,进行了相关热响应分析,并在热载荷与气动压力载荷联合作用下,进行了结构应力与变形分析,对盖板热防护系统静强度性能进行了初步评估。

关键词： 界面区   纤维涂层   陶瓷基复合材料   碳化硅  

摘要： 界面区对于连续纤维增强陶瓷基复合材料的性能水平有着决定性的影响,其中以纤维/基体界面涂层最为关键。本文介绍了常见的四种界面区类型,在探讨界面区作用机制与要求的基础上,综述了C/SiC和SiC/SiC复合材料中C、BN、碳化物、氧化物等界面涂层材料及其制备技术的研究现状,指出了存在的问题与发展趋势。

关键词： ANSYS   优化设计   支护托板   陶瓷基复合材料  

摘要： 本文以ANSYS优化设计基本理论为基础,以ANSYS为模拟分析软件,通过对Ti3SiC2/Al2O3陶瓷基复合材料支护托板进行结构优化设计,最终得到满足强度要求、容易成型、且成本较低的矿用支护托板。为工程上的支护托板的优化设计提供了依据。

关键词： ZrB2   SiC   ultra high temperature ceramics (UHTCs)   ablation   oxidation  

摘要： The ablation and oxidation of ZrB2-based ultra high temperature ceramic (UHTC) composites containing 10%, 15% and 30% v/v SiC were tested under different heat fluxes in a high frequency plasma wind tunnel. Performance was significantly affected by the surface temperature, which was strongly dependent on the composition. Composites containing 10% SiC showed the highest surface temperature (>2300 degrees C) and underwent a marked degradation under both conditions. In contrast, composites with 30% SiC exhibited the lowest surface temperature (<2000 degrees C) and demonstrated excellent ablation resistance. The surface temperature of UHTCs in aerothermal testing was closely associated with the dynamic evolution of the surface and bulk oxide properties, especially for the change in chemical composition on the exposed surface, which was strongly dependent on the material composition and testing parameters (i.e., heat flux, enthalpy, pressure and test time), and in turn affected its oxidation performance.