纤维体积分数对炭/炭复合材料摩擦磨损性能的影响 被引量：7

1

作者 左劲旅 张红波 +1 位作者 李江鸿 熊翔 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期555-559,共5页

通过化学气相沉积法将纤维体积分数分别为23%,30%和40%的3种炭纤维针刺毡预制件增密至1.50g.cm-3,再浸渍树脂进一步增密至1.80g.cm-3,进行热处理后制成炭/炭复合材料,观察3种试样的金相显微结构,测试3种试样在不同刹车压力下的摩擦磨损... 通过化学气相沉积法将纤维体积分数分别为23%,30%和40%的3种炭纤维针刺毡预制件增密至1.50g.cm-3,再浸渍树脂进一步增密至1.80g.cm-3,进行热处理后制成炭/炭复合材料,观察3种试样的金相显微结构,测试3种试样在不同刹车压力下的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜对其磨损表面进行观察。研究结果表明:对于热解炭为非典型粗糙层结构的炭/炭复合材料,纤维体积分数增大,其摩擦曲线相对较平稳,磨损量较大;当纤维体积分数超过30%后,磨损量显著增加;在相同的刹车压力下,纤维体积分数对摩擦因数无显著影响。刹车压力低时试样的摩擦因数比刹车压力高时的摩擦因数大;作为摩擦炭/炭复合材料,纤维体积分数为30%左右较适宜。 展开更多

关键词 纤维体积分数 炭/炭复合材料 热解炭 摩擦 磨损

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整体毡纤维体积含量对CVD增密的影响 被引量：3

2

作者 左劲旅 张红波 +1 位作者 黄启忠 肖鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第5期76-78,共3页

将三组不同纤维体积含量的整体毡采用等温CVD进行沉积热解炭增密,结合CVD沉积过程中整体毡内气体传质数学模型,研究了整体毡的纤维体积含量对CVD增密过程的影响。结果表明纤维体积含量低的整体毡沉积时增重率高;纤维体积含量高的整体毡... 将三组不同纤维体积含量的整体毡采用等温CVD进行沉积热解炭增密,结合CVD沉积过程中整体毡内气体传质数学模型,研究了整体毡的纤维体积含量对CVD增密过程的影响。结果表明纤维体积含量低的整体毡沉积时增重率高;纤维体积含量高的整体毡容易获得较高密度的C/C复合材料;纤维体积含量超过35％的整体毡经过300h的化学气相沉积,坯体的体积密度能达到1.52g/cm^3。 展开更多

关键词 整体毡纤维 体积含量 CVD 热解炭增密 化学气相沉积 增重率 碳/碳复合材料 气体传质 数学模型

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C/C复合材料的体积密度和石墨化度对硬度的影响 被引量：6

3

作者 左劲旅 张红波 +2 位作者 黄启忠 肖鹏 徐惠娟 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期225-227,共3页

测试了几组典型的不同体积密度和石墨化度的C/C复合材料洛氏硬度值,研究了C/C复合材料的体积密度和石墨化度与其硬度特性的关系.结果表明:相同石墨化度的C/C复合材料洛氏硬度随其体积密度的增加而增加,相同体积密度的C/C复合材料洛氏硬... 测试了几组典型的不同体积密度和石墨化度的C/C复合材料洛氏硬度值,研究了C/C复合材料的体积密度和石墨化度与其硬度特性的关系.结果表明:相同石墨化度的C/C复合材料洛氏硬度随其体积密度的增加而增加,相同体积密度的C/C复合材料洛氏硬度随其石墨化度的增加而降低;C/C复合材料体积密度对硬度的影响随其石墨化度的增加而减小;对体积密度为1.75～1.85g/cm3的C/C复合材料,可据其洛氏硬度的范围大致判断其石墨化度的范围;对一定体积密度和热处理温度的C/C复合材料,可通过洛氏硬度判断基体炭的微观结构特点. 展开更多

关键词 C/C复合材料 体积密度 石墨化度 硬度

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炭/炭复合材料自愈合涂层的制备及其抗氧化性能 被引量：4

4

作者 方勋华 易茂中 +2 位作者 左劲旅 张红波 熊翔 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2005年第11期17-20,共4页

为了拓展C/C复合材料作为高温结构材料的应用领域,作者研究制备了一种具有自愈合功能的C/C复合材料抗氧化涂层,它主要由SiC和Si-B-A l-Cr-Zr系陶瓷氧化物构成。静态干燥空气中的氧化试验显示,对应700~1 000℃的平均氧化失重率约为2.91&#... 为了拓展C/C复合材料作为高温结构材料的应用领域,作者研究制备了一种具有自愈合功能的C/C复合材料抗氧化涂层,它主要由SiC和Si-B-A l-Cr-Zr系陶瓷氧化物构成。静态干燥空气中的氧化试验显示,对应700~1 000℃的平均氧化失重率约为2.91×10-7~9.43×10-6g/(cm2.s);涂层在1 000℃以内温度环境下具有良好的抗氧化能力;5~6个300~1 000℃热循环内涂层试样氧化速率下降,其后增加,6 h内经过10次300~1 000℃热循环后涂层试样氧化失重为19.64%,涂层在一定热循环范围内具有抗热震性能。SiC结合B基陶瓷为主要组分的涂层能够在较长氧化时间和一定的热震循环周期内保持涂层试样较低的氧化失重率并降低其氧化速率。 展开更多

关键词 抗氧化性能 抗热震性能 氧化失重率 C/C复合材料 自愈合涂层

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预制体中添加碳化硼对C/C复合材料氧化特性的影响 被引量：6

5

作者 辛伟 张红波 +1 位作者 尹健 左劲旅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期150-152,155,共4页

以添加碳化硼的炭纤维针刺整体毡为预制体,经化学气相渗透、树脂浸渍/炭化补充增密制备了C/C复合材料,考察了该材料在600～900℃的氧化性能。研究结果表明:与未添加碳化硼的C/C复合材料相比,添加碳化硼不仅提高了C/C复合材料的结构完整... 以添加碳化硼的炭纤维针刺整体毡为预制体,经化学气相渗透、树脂浸渍/炭化补充增密制备了C/C复合材料,考察了该材料在600～900℃的氧化性能。研究结果表明:与未添加碳化硼的C/C复合材料相比,添加碳化硼不仅提高了C/C复合材料的结构完整性,而且在氧化过程中生成了B2O3保护膜或保护簇团覆盖在其表面或裸露的炭纤维上,从而有效地减缓了基体或纤维的氧化,显著提高了C/C复合材料的整体抗氧化能力。 展开更多

关键词 碳化硼 氧化硼 C/C复合材料 抗氧化

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预制体中添加碳化钨的C/C复合材料结构与烧蚀性能 被引量：2

6

作者 尹健 张红波 左劲旅 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期360-363,共4页

采用在炭纤维预制体中添加WC粉末和基体炭增密的方法,制备了添加WC粉末的C/C复合材料。采用电弧驻点烧蚀试验,考察了材料烧蚀性能,并用扫描电镜观察了其结构和烧蚀后表面形貌,探讨了其烧蚀机理。结果表明,添加WC粉末的C/C复合材料的高... 采用在炭纤维预制体中添加WC粉末和基体炭增密的方法,制备了添加WC粉末的C/C复合材料。采用电弧驻点烧蚀试验,考察了材料烧蚀性能,并用扫描电镜观察了其结构和烧蚀后表面形貌,探讨了其烧蚀机理。结果表明,添加WC粉末的C/C复合材料的高温烧蚀包括:C/C复合材料中炭纤维和炭基体中炭与烧蚀气流中氧化气氛的反应;WC的氧化及熔融;WC的熔化;钨的氧化物和WC液膜的形成与剥蚀,以及C/C复合材料的剥蚀。融熔的WC和氧化物液膜不能抵挡烧蚀气流的冲刷,也未能起到提高C/C复合材料烧蚀性能的作用。 展开更多

关键词 C/C复合材料 碳化钨 烧蚀性能 烧蚀机理

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3种煤沥青炭微观结构及其性能的对比研究 被引量：1

7

作者 张红波 沈益顺 +2 位作者 左劲旅 熊翔 尹健 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期956-961,共6页

将高温煤沥青、中温煤沥青、浸渍剂沥青在常压下炭化，经2300℃石墨化处理，制备3种煤沥青炭。利用扫描电子显微镜（SEM）观察煤沥青炭的显微结构；采用X射线衍射法（XRD）检测煤沥青炭的石墨化度；通过氮吸附法测定煤沥青炭的比表面积... 将高温煤沥青、中温煤沥青、浸渍剂沥青在常压下炭化，经2300℃石墨化处理，制备3种煤沥青炭。利用扫描电子显微镜（SEM）观察煤沥青炭的显微结构；采用X射线衍射法（XRD）检测煤沥青炭的石墨化度；通过氮吸附法测定煤沥青炭的比表面积（SBET）；采用热重（TG／DTG）分析手段测试并分析煤沥青炭的氧化性能。研究结果表明：煤沥青的族组分影响煤沥青炭的形貌，喹啉不溶物含量低有利于流线型结构的形成；高温煤沥青炭微观结构主要以流线型和镶嵌型为主，中温煤沥青炭和浸渍剂沥青炭以流线型为主，但浸渍剂沥青炭流线型结构取向性好；煤沥青炭中含有流线型结构越多，则其石墨化度越高，比表面积越低；煤沥青炭的氧化失重主要发生在700--900℃，浸渍剂沥青炭的抗氧化性能最好。 展开更多

关键词 煤沥青炭 微观结构 氧化性能 石墨化度 比表面积

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航空刹车用自愈合抗氧化涂层的制备及性能 被引量：1

8

作者 方勋华 易茂中 +1 位作者 左劲旅 张红波 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第F05期261-263,267,共4页

制备了一种具有自愈合功能的C／C复合材料抗氧化涂层，它主要由SiC和B4C、高熔点还原性氧化物等陶瓷细粉经简单工艺涂刷制成。通过动态氧气氛中的TGA试验、静态干燥空气中的氧化失重试验及扫描电镜、X射线衍射分析研究了其抗氧化和抗热... 制备了一种具有自愈合功能的C／C复合材料抗氧化涂层，它主要由SiC和B4C、高熔点还原性氧化物等陶瓷细粉经简单工艺涂刷制成。通过动态氧气氛中的TGA试验、静态干燥空气中的氧化失重试验及扫描电镜、X射线衍射分析研究了其抗氧化和抗热震性能，试验结果显示，该涂层能承受1000℃以下40ml／min氧流量的动态氧化冲击；对应600～1000℃的静态氧化的平均氧化失重率介于10^-8～10^-6g／（cm^2·s）量级，涂层在1000℃以内的工作温度环境下具有良好的抗氧化能力；涂层试样经过10次热震循环后总的氧化失重为17．8％，在一定热循环范围内具有较好的抗热震性能；涂层试样的氧化失重率与氧化时间及热震次数具有非线性关系，表明该涂层具有自我愈合裂纹的功能。 展开更多

关键词 C/C复合材料 自愈合涂层 抗氧化性能 抗热震性能 氧化失重率

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ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料的微观结构和烧蚀性能

9

作者 汤磊 尹健 +3 位作者 熊翔 张红波 汪帅 左劲旅 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3093-3104,共12页

为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能,采用反应熔渗法(reactive melt infiltration,RMI)制备ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料,考察ZrB_(2)超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明:相较... 为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能,采用反应熔渗法(reactive melt infiltration,RMI)制备ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料,考察ZrB_(2)超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明:相较于未改性的C/C-SiC-ZrC复合材料,ZrB_(2)超细粉体的引入使C/C-SiC-ZrC复合材料的密度由2.25 g/cm^(3)增至2.40~2.48 g/cm^(3);ZrB_(2)主要分布在ZrC基体中,且分布均匀;ZrB_(2)超细粉体的添加显著提升了复合材料的抗烧蚀性能;电火花等离子体烧蚀120 s后,当ZrB_(2)超细粉体摩尔分数为2%时,复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率最低,分别为6.90 mg/s和2.26μm/s;在烧蚀过程中,氧化生成的ZrO_(2)黏附在材料表面,与具有一定流动性的SiO_(2)形成龟壳状的ZrO_(2)-SiO_(2)氧化层,该氧化层减少了烧蚀过程中等离子体向基体的扩散和热传递,有效提升了改性复合材料的抗烧蚀性能。 展开更多

关键词 ZrB_(2) C/C-SiC-ZrC 反应熔渗 微观结构 抗烧蚀性能

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KH-560和玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响

10

作者 罗屹峰 廖桓毅 +6 位作者 蒋耀年 戴翠英 李沙 吴志远 左劲旅 张伟 毛卫国 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第8期198-205,共8页

为进一步提高硅树脂涂层的力学性能与服役温度,研究了硅烷偶联剂KH-560和低熔点玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响。采用高温型固体材料动态弹性性能测试仪、万能电子拉伸机、膨胀仪、燃气热冲击实验系统表征涂层的弹性模量、结合强... 为进一步提高硅树脂涂层的力学性能与服役温度,研究了硅烷偶联剂KH-560和低熔点玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响。采用高温型固体材料动态弹性性能测试仪、万能电子拉伸机、膨胀仪、燃气热冲击实验系统表征涂层的弹性模量、结合强度、热膨胀系数、烧蚀、隔热、热冲击性能;采用红外光谱仪、发射扫描电子显微镜及其附带的能谱分析涂层组成、表面微观形貌、元素含量。结果表明:随着KH-560含量的增加(0~3%),硅树脂涂层的弹性模量和结合强度先增加后减少。当加入2.0%KH-560时,在常温下涂层的弹性模量和结合强度达到最大值,分别为24.10 GPa、4.40 MPa,这主要是因为KH-560使得硅树脂和金属基底之间的键合以及填料与硅树脂之间的键合增强。掺入110%的玻璃粉时,能够有效改善硅树脂涂层在800℃的热稳定性和抗热震性能,这是由于熔化的玻璃粉可填补硅树脂分解所产生的孔隙,从而阻止硅树脂进一步氧化分解。此外,玻璃粉含量为110%的硅树脂涂层具有良好的隔热和烧蚀性能。 展开更多

关键词 耐高温硅树脂涂层 硅烷偶联剂 低熔点玻璃粉 力学性能 热学性能

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LaFeO_(3)/8YSZ复合涂层热物理参数测试及应力场分析

11

作者 曹博然 谭正澳 +10 位作者 何永香 胡延浩 许宇胜 郭宏 戴翠英 周哲 王杰 黄文质 李沙 左劲旅 毛卫国 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第10期118-125,共8页

大气等离子喷涂工艺制备的热障隐身一体化涂层材料在航空发动机热端部件上有着重要的应用前景。针对LaFeO_(3)/8YSZ复合涂层大气等离子喷涂工艺参数优化问题,首先制备了纯LaFeO_(3)涂层,并完成了1150℃下涂层热物理参数高温表征;建立了L... 大气等离子喷涂工艺制备的热障隐身一体化涂层材料在航空发动机热端部件上有着重要的应用前景。针对LaFeO_(3)/8YSZ复合涂层大气等离子喷涂工艺参数优化问题,首先制备了纯LaFeO_(3)涂层,并完成了1150℃下涂层热物理参数高温表征;建立了LaFeO_(3)/8YSZ复合涂层有限元模型,重点分析了制备温度和涂层厚度比对样品残余应力的影响。结果表明:随着制备温度的升高,LaFeO_(3)和8YSZ涂层的面内压应力逐渐增大;LaFeO_(3)涂层面内应力从150℃时的-96 MPa变化到250℃时的-152 MPa,类似地,8YSZ涂层面内应力从-48 MPa增大到-86 MPa;压应力状态有利于延长涂层在高温服役环境下的使用寿命。由于LaFeO_(3)的热膨胀系数与8YSZ接近,在给定涂层总厚度为1.0 mm的条件下,LaFeO_(3)/8YSZ厚度比的变化对双层涂层的残余应力的影响不大。 展开更多

关键词 LaFeO_(3)/8YSZ复合涂层 制备温度 涂层厚度比 应力分布

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