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2.5D C/SiC复合材料磁场/液体辅助皮秒激光制孔试验研究
1
作者 刘畅 王科骄 李丞 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期54-63,共10页
2.5D C/SiC复合材料是航空国防领域耐高温构件用关键复合材料,其高硬度、高耐磨性使该材料的高质量微孔加工异常困难。本文提出了一种基于磁场/液体辅助(MLM)的2.5D C/SiC复合材料皮秒激光制孔工艺,通过提取微孔的出/入口直径、锥度、... 2.5D C/SiC复合材料是航空国防领域耐高温构件用关键复合材料,其高硬度、高耐磨性使该材料的高质量微孔加工异常困难。本文提出了一种基于磁场/液体辅助(MLM)的2.5D C/SiC复合材料皮秒激光制孔工艺,通过提取微孔的出/入口直径、锥度、氧化、重铸层等特征,与皮秒激光加工(PM)、磁场辅助加工(MM)、液体辅助加工(LM)3种工艺进行了对比研究。结果表明,基于MLM的皮秒激光加工能够有效降低微孔的入口直径,同时增大出口直径,在两组不同的试验参数下分别获得了锥度1.3°及1.1°的微孔,比PM工艺的锥度分别降低了18.75%和45%,比MM工艺的锥度分别降低了13.33%和31.25%,比LM工艺的锥度分别降低了91.22%和79.63%。此外,利用EDS能谱分析、拉曼光谱以及XPS技术对制备的微孔开展了微观组织分析。可以发现,MLM工艺更有效地减少了孔壁的石墨化缺陷。其中,液体辅助避免了微孔入口处的氧化,同时清晰地观察到裸露的纤维和基体,有效避免了热损伤和重铸层缺陷。在皮秒激光制孔中,MLM的主要作用机制体现在液体的冷却效应、隔绝氧气机制,以及磁场纵向拉伸等离子体,从而减弱等离子体屏蔽效应。 展开更多
关键词 皮秒激光 磁场/液体辅助加工 2.5D c/sic复合材料 孔锥度 烧蚀机理
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碳组分对轨道交通C/C-SiC制动盘摩擦性能的影响
2
作者 吴小军 张栖岩 +3 位作者 史耀君 杨云鹏 庞菲 胡一杰 《轨道交通材料》 2025年第1期10-15,共6页
采用2.5D无纬布/网胎叠层针刺预制体,通过化学气相渗透、树脂浸渍碳化制备了密度1.40~1.45 g/cm^(3)的热解碳、热解碳-树脂碳组分C/C坯体,再经高温热处理、净尺寸加工及反应熔渗硅获得两种C/C-SiC制动盘,分析了碳组分对C/C-SiC材料物相... 采用2.5D无纬布/网胎叠层针刺预制体,通过化学气相渗透、树脂浸渍碳化制备了密度1.40~1.45 g/cm^(3)的热解碳、热解碳-树脂碳组分C/C坯体,再经高温热处理、净尺寸加工及反应熔渗硅获得两种C/C-SiC制动盘,分析了碳组分对C/C-SiC材料物相含量、微观结构的影响;通过1∶4高速列车台架试验,对比研究了两种C/C-SiC制动盘匹配粉末冶金闸片,在不同制动压力、制动速度下的摩擦性能。结果表明,不同碳组分材料的陶瓷化性能有一定差异,树脂碳的引入改善了孔隙结构,产生均匀的陶瓷相,残留Si少,制备的C/C-SiC更致密。在50~300 km/h制动速度下,摩擦因数变化呈先快速上升后缓慢下降再逐渐平稳的趋势,150 km/h制动速度下两种制动盘摩擦因数均接近峰值;随着制动压力增加,热解碳组分C/C-SiC盘的摩擦因数呈下降趋势,热解碳+树脂碳双组分C/C-SiC盘的摩擦因数稳定在0.60~0.72。 展开更多
关键词 碳组分 摩擦性能 c/c-sic制动盘 反应熔渗 微结构
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C/SiC复合材料被动氧化模型及其减阻机理
3
作者 麻连俊 范良忠 朱庆勇 《气体物理》 2025年第1期1-14,共14页
基于C/SiC复合材料的被动氧化模型,研究了氧化界面表面分形维数、高度比例系数与频率因子对氧化交界面形貌的影响。通过Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数模拟氧化层与复合材料层的交界面形貌,并计算分析了不同参数对界面特征的影响。研... 基于C/SiC复合材料的被动氧化模型,研究了氧化界面表面分形维数、高度比例系数与频率因子对氧化交界面形貌的影响。通过Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数模拟氧化层与复合材料层的交界面形貌,并计算分析了不同参数对界面特征的影响。研究结果表明,所建立模型重构的氧化交界面的最大差量与实验测量结果相符;表面分形维数和高度比例系数主要影响特征高度,且其值越大,界面粗糙度越显著;此外,频率因子对重构界面的凸起数量及沿特征长度方向的生成频率亦具有显著影响。最后提出通过控制C/SiC复合材料中C组分的比例及其分布延迟高超声速边界层转捩。数值模拟结果表明,周期分布C组分比例为0.27~1的C/SiC复合材料形成的波纹状氧化层有效抑制了边界层第2模态的增长,达到降热减阻的效果。 展开更多
关键词 c/sic 氧化层 分形维数 Weierstrass-Mandelbrot函数 减阻
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液体冲压发动机燃烧室C/C-SiC复合材料的烧蚀行为及力学性能
4
作者 王玲玲 姜韬 +2 位作者 高勇 闫联生 郭春园 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期118-124,共7页
采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试,研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明:在含固体粒子条件下,烧蚀严重区域烧... 采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试,研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明:在含固体粒子条件下,烧蚀严重区域烧蚀量较大,而一般区域也有一定的烧蚀量,均比不含固体粒子条件下相应区域烧蚀量大;C/C-SiC复合材料表面涂层先发生氧化反应,生成的SiO_(2)玻璃态膜覆盖在涂层表面,阻挡了氧气的进入,有效地保护了基体材料。随着温度不断上升,材料发生主动氧化,气流的剥蚀和冲刷会加速该过程,使得SiO_(2)难以附着在产品内表面上,SiC基体和碳纤维失去保护而被损耗。纤维变细,强度逐渐降低,纤维的增韧效果大幅减小,两种实验条件下C/C-SiC复合材料的弯曲强度和剪切强度均发生了下降,在颗粒冲刷下,材料的力学性能损失更加严重。 展开更多
关键词 c/c-sic燃烧室 液体冲压 固体粒子 烧蚀行为 力学性能
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低PIM吸波箱中SiC/C泡沫吸波结构的仿真设计及测试验证
5
作者 秦家勇 李处森 +3 位作者 林立海 徐东生 杜春林 解峥 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第6期714-720,共7页
为研制适用于热真空环境的低无源互调(PIM)吸波箱,进行PIM问题试验及方案验证,基于吸波箱内的近场吸波状态,建立与实物结构尺寸一致的箱体和螺旋收/发天线电磁仿真模型,引入吸波箱用SiC/C泡沫吸波材料在-100℃、室温和100℃下的介电常数... 为研制适用于热真空环境的低无源互调(PIM)吸波箱,进行PIM问题试验及方案验证,基于吸波箱内的近场吸波状态,建立与实物结构尺寸一致的箱体和螺旋收/发天线电磁仿真模型,引入吸波箱用SiC/C泡沫吸波材料在-100℃、室温和100℃下的介电常数,通过电磁仿真计算确定了SiC/C泡沫吸波材料在吸波箱内壁的尖锥-底板一体化高效吸波结构,并据此对吸波材料进行形状加工。在金属箱内完成吸波材料一体化结构装配后,对该吸波箱在-90℃至100℃高低温循环热真空环境中的PIM性能进行测试。结果显示,整个测试过程中天线接收的PIM信号功率不高于-160 dBm,与吸波箱模型仿真结果一致,满足低PIM性能使用要求,可为其他类型吸波箱或实星考核大型PIM吸波箱用吸波材料的结构设计提供参考。 展开更多
关键词 无源互调 碳化硅/碳泡沫吸波材料 吸波箱 近场吸波 宽温区吸波
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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
6
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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C/SiC复合材料的人工孔发汗冷却性能分析及优化研究
7
作者 俞逸斯 李明佳 +2 位作者 杜燊 戴嘉鹏 徐航 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期88-95,I0002,共9页
C/SiC复合材料在热防护领域中应用广泛,但受制备工艺、成本等方面的限制,具有低孔隙率、小孔径的特征,在发汗冷却过程中这些微小孔隙难以支撑足够的冷却剂供应量且易发生堵塞,限制了冷却的进行。针对此问题,本文研究通过增加人工孔来改... C/SiC复合材料在热防护领域中应用广泛,但受制备工艺、成本等方面的限制,具有低孔隙率、小孔径的特征,在发汗冷却过程中这些微小孔隙难以支撑足够的冷却剂供应量且易发生堵塞,限制了冷却的进行。针对此问题,本文研究通过增加人工孔来改善C/SiC复合材料发汗冷却性能的可行性。建立了人工孔表征单元结构及等效模型,获得了打孔后复合材料内冷却工质的流量比及等效渗透率的变化情况,探究了打孔方式与工质流量对复合材料等效体换热系数的影响规律,并拟合了打孔后复合材料等效体换热系数经验公式。结果表明:渗透特性方面,冷却工质的主要流量分布于人工孔中;对于渗透率为1×10^(-16) m^(2)的低渗透率材料,打孔后复合材料自身工艺孔中的流量占比小于0.1%,其中的工质流动可忽略;在换热特性方面,可通过调节打孔方式改善复合材料的换热性能,相同渗透率下调节打孔方式可使体换热系数提升154%。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 热防护 传热传质 发汗冷却 人工孔 数值模拟
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2.5D C/SiC复合材料超声振动辅助铣削数值模拟研究
8
作者 杨定成 张小冰 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期30-37,共8页
为了揭示2.5D C/SiC陶瓷基复合材料在铣削加工过程中的去除机理及表面损伤特性,开展了其传统铣削和超声振动辅助铣削实验,建立了两类铣削工况下的三维数值模型。结果表明,相对于传统铣削,超声振动辅助铣削在其高频的交变载荷下,降低材... 为了揭示2.5D C/SiC陶瓷基复合材料在铣削加工过程中的去除机理及表面损伤特性,开展了其传统铣削和超声振动辅助铣削实验,建立了两类铣削工况下的三维数值模型。结果表明,相对于传统铣削,超声振动辅助铣削在其高频的交变载荷下,降低材料的微切削厚度,减小材料的变形挠度从而使径向和切向的切削力分别都降低了68%、72%;可有效改善2.5D C/SiC复合材料加工表面损伤,如倾斜断裂面、粗糙断裂面;其加工表面残余压应力明显大于传统铣削;经过实验验证,所建立的数值模型可以有效地模拟材料去除过程和0°、90°纤维的断裂形貌;为2.5D C/SiC复合材料的高效低损伤加工提供了理论依据和指导。 展开更多
关键词 2.5D c/sic 数值模拟 超声振动辅助铣削 材料去除特性
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C/SiC复合材料的烧蚀机理试验研究
9
作者 付斌 王永海 +2 位作者 陈鑫 曹占伟 阎君 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期77-80,共4页
C/SiC复合材料具有优异的热力学性能,在临近空间领域具有较好的应用前景。针对C/SiC复合材料的烧蚀机理理论方法开展研究,建立了C/SiC复合材料主/被动氧化烧蚀分析方法,并在传统主动和被动氧化烧蚀的基础上,对于更高温度条件则采用一种... C/SiC复合材料具有优异的热力学性能,在临近空间领域具有较好的应用前景。针对C/SiC复合材料的烧蚀机理理论方法开展研究,建立了C/SiC复合材料主/被动氧化烧蚀分析方法,并在传统主动和被动氧化烧蚀的基础上,对于更高温度条件则采用一种升华分解烧蚀模型。通过设计典型状态电弧风洞试验,验证了主/被动氧化模型烧蚀、升华分解烧蚀模型的准确性,试验结果表明典型状态下C/SiC复合材料无因次质量烧蚀率与理论值吻合,有关研究及结果可以为C/SiC复合材料防热设计分析提供参考。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 烧蚀机理 升华分解 防热设计 氧化烧蚀
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不同预制体结构制备C/C-SiC复合材料的微观结构演变及力学性能
10
作者 魏琰斌 王雅雷 +2 位作者 熊翔 叶志勇 刘在栋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期127-138,共12页
采用缝合结构与针刺结构碳纤维预制体,经化学气相渗透法(CVI)和反应熔渗法(RMI)制备出C/C-SiC复合材料,系统研究了两种结构预制体制得的C/C多孔体微观结构、孔隙特征及C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能。结果表明:缝合结构C/C多孔体... 采用缝合结构与针刺结构碳纤维预制体,经化学气相渗透法(CVI)和反应熔渗法(RMI)制备出C/C-SiC复合材料,系统研究了两种结构预制体制得的C/C多孔体微观结构、孔隙特征及C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能。结果表明:缝合结构C/C多孔体孔径呈双峰分布,孔隙多为纤维束间孔,针刺结构C/C多孔体孔径呈单峰分布,由于网胎的加入使得部分纤维束间孔转变为连通的小孔隙网络,经过模拟后者Z向绝对渗透率略大于前者,有利于后者后续RMI致密化过程(高密度,低开孔率,低残余金属);缝合结构C/C-SiC复合材料平均弯曲强度高于针刺结构C/C-SiC复合材料,二者都呈现“假塑性”断裂方式;针刺结构C/C-SiC复合材料密度更高,残余Si含量更低,但其纤维体积含量较低,长直纤维的完整性较差,使得复合材料承载性能较低。 展开更多
关键词 c/c-sic复合材料 孔隙结构 微观结构 弯曲性能
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SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的研究进展
11
作者 张倩玮 陈意高 +1 位作者 崔红 吴小军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期80-89,共10页
SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性... SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性能,能够有效填补目前高温段热防护材料的空缺,因此已经成为C/C复合材料基体掺杂改性的重要选择,在航天飞行器防热领域极具应用潜力。本文针对C/C-SiC-ZrC复合材料的发展潜力和应用空间,从制备工艺、结构特征以及性能特点三个方面综述了C/C-SiC-ZrC复合材料当前的研究进展,分析了制备工艺对复合材料微结构和性能的影响规律,提出了基于工程应用C/C-SiC-ZrC防热材料的发展建议。 展开更多
关键词 c/c复合材料 sic-Zrc复相陶瓷 基体改性
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基于空气环境下静态氧化试验的C/SiC复合材料氧化行为与机理研究
12
作者 李继远 蒋仲禾 +3 位作者 赵桂成 刘宝瑞 李尧 艾士刚 《强度与环境》 CSCD 2024年第5期14-25,共12页
连续碳纤维增强碳化硅复合材料(C/SiC)具有优异的高温力学性能,在航空航天热防护领域具有广泛的应用前景。摸清C/SiC复合材料在不同温度,不同氧化时间下的氧化行为与机理是开展C/SiC复合材料热结构设计的前提。本文针对C/SiC复合材料开... 连续碳纤维增强碳化硅复合材料(C/SiC)具有优异的高温力学性能,在航空航天热防护领域具有广泛的应用前景。摸清C/SiC复合材料在不同温度,不同氧化时间下的氧化行为与机理是开展C/SiC复合材料热结构设计的前提。本文针对C/SiC复合材料开展静态氧化试验,系统研究了在400℃~1200℃范围内的静态氧化行为,获取了材料的氧化动力学参数。采用高温热重分析仪(TGA),获取C/SiC试样在不同温度下的连续失重曲线;基于氧化热重测试数据,给出了描述单位面积材料氧化速率的氧化动力学参量。通过显微观测、扫描电镜(SEM)测试、能量分散光谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)测试等试验表征,研究了不同温度下材料的表面氧化形貌、氧化生成物;采用计算机断层扫描(CT)技术,研究了材料内部的氧化扩散模式,重构了试样内部的氧化形貌,揭示了材料的氧化机制,并对氧化后的试样进行剩余强度测试。 展开更多
关键词 静态氧化 c/sic复合材料 氧化机理 剩余强度
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2D-C/SiC复合材料的面内剪切本构模型
13
作者 林江嵘 杨成鹏 贾斐 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期139-149,共11页
为了表征2D-C/SiC复合材料的面内剪切行为,考虑基体开裂、界面脱粘、纤维桥连弯曲等损伤机制,提出宏细观两尺度下的含损伤体元模型;引入热失配应力的影响,在分别表征卸载弹性应变和残余应变的基础上,建立材料的温度相关面内剪切本构模... 为了表征2D-C/SiC复合材料的面内剪切行为,考虑基体开裂、界面脱粘、纤维桥连弯曲等损伤机制,提出宏细观两尺度下的含损伤体元模型;引入热失配应力的影响,在分别表征卸载弹性应变和残余应变的基础上,建立材料的温度相关面内剪切本构模型。开展室温单调加载和加卸载面内剪切实验,发现残余应变和弹性应变均随剪应力的增大逐渐增大,而卸载模量随剪应力的增大持续减小。将模型用于2D-C/SiC复合材料剪切行为的模拟,结果表明:模型对于弹性应变、残余应变、卸载模量和整体应力-应变曲线的预测值均与实验数据吻合,验证了分析模型的合理性与准确性;在此基础上,给出2D-C/SiC复合材料在不同温度下的面内剪切应力-应变关系曲线,为热结构设计提供参考。 展开更多
关键词 2D-c/sic复合材料 面内剪切 热失配应力 高温性能 损伤机理
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2.5D C/SiC复合材料铣削材料去除的实验研究
14
作者 侯兆鑫 刘畅 高磊 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期110-116,共7页
为了探究2.5D C/SiC复合材料铣削加工的材料去除特性,分别选用端铣刀和鱼鳞铣刀对2.5D C/SiC复合材料开展普通铣削和超声振动辅助铣削实验。分析了四种铣削工况下切削力、切削温度的变化规律,研究了0°、90°和z向针刺纤维的去... 为了探究2.5D C/SiC复合材料铣削加工的材料去除特性,分别选用端铣刀和鱼鳞铣刀对2.5D C/SiC复合材料开展普通铣削和超声振动辅助铣削实验。分析了四种铣削工况下切削力、切削温度的变化规律,研究了0°、90°和z向针刺纤维的去除特性。结果表明,相比于传统端铣刀和普通铣削,鱼鳞铣刀和超声振动辅助铣削分别可以显著地降低切削力和切削温度。超声振动辅助铣削可以使纤维的整体去除变为破碎去除,减小表面缺陷。鱼鳞铣刀和超声振动辅助铣削的组合工艺方式可以较大程度地降低表面缺陷、切削力和切削温度,提高工件表面质量,为2.5D C/SiC复合材料低损伤铣削提供了可行性。 展开更多
关键词 2.5D c/sic复合材料 超声振动辅助铣削 切削力 切削温度 材料去除
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原位生长SiC晶须对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能影响
15
作者 齐冀 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第2期61-66,共6页
采用聚合物浸渍热解(PIP)技术向C/C-SiC复合材料纤维束内引入了SiC晶须(SiC_(W)),然后结合化学气相渗透(CVI)和液硅渗透(LSI)法制备了C/SiCW-C-SiC复合材料,系统研究了原位生长SiCW的物相组成及典型微结构特征,在不同制动初速度下测试了... 采用聚合物浸渍热解(PIP)技术向C/C-SiC复合材料纤维束内引入了SiC晶须(SiC_(W)),然后结合化学气相渗透(CVI)和液硅渗透(LSI)法制备了C/SiCW-C-SiC复合材料,系统研究了原位生长SiCW的物相组成及典型微结构特征,在不同制动初速度下测试了C/SiC_(W)-C-SiC复合材料的摩擦磨损性能,结果表明:引入SiC_(W)后,对平均摩擦系数和瞬时摩擦系数影响较小,摩擦性能未发生明显变化,中高速制动时,C/SiC_(W)-C-SiC的磨损率相比于C/C-SiC可降低20%~60%。 展开更多
关键词 sic晶须 c/c-sic 微结构 摩擦磨损性能
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动车组碳陶(C/C-SiC)制动盘开发与特性研究
16
作者 钱飞飞 周华杉 +2 位作者 史耀君 孟永帅 张宁 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第4期36-43,共8页
采用化学气相渗透法和反应熔体浸渗法组合工艺制备了缩比碳陶制动盘,盘体材料抗拉强度106 MPa、抗压强度355 MPa、抗弯强度195 MPa,垂直和水平方向导热系数分别为41.1、38.8 W/(m·℃),导热性与强韧性协调关系较好。匹配粉末冶金闸... 采用化学气相渗透法和反应熔体浸渗法组合工艺制备了缩比碳陶制动盘,盘体材料抗拉强度106 MPa、抗压强度355 MPa、抗弯强度195 MPa,垂直和水平方向导热系数分别为41.1、38.8 W/(m·℃),导热性与强韧性协调关系较好。匹配粉末冶金闸片开展了碳陶制动盘摩擦磨耗缩比试验,基于试验结果建立并修正了制动盘传热过程的有限元仿真模型。试验与仿真分析结果表明:碳陶制动盘的耐磨性和耐热性均较好,且对偶闸片摩擦系数稳定、磨耗量满足行业标准要求。 展开更多
关键词 碳陶制动盘 摩擦磨耗试验 有限元仿真 传热行为
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平纹编织C/SiC复合材料在室温和高温环境下的拉伸行为 被引量：11
17
作者 王锟 陈刘定 郑翔 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期78-84,共7页
通过单向拉伸试验,对比研究平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料在室温和高温(1300℃,包括惰性气氛和湿氧气氛)环境下的宏观力学特性,并采用光学显微镜和扫描电镜对试件断口进行显微观察,分析其损伤模式和破坏机理。结果表明:C/SiC复合材料的... 通过单向拉伸试验,对比研究平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料在室温和高温(1300℃,包括惰性气氛和湿氧气氛)环境下的宏观力学特性,并采用光学显微镜和扫描电镜对试件断口进行显微观察,分析其损伤模式和破坏机理。结果表明:C/SiC复合材料的室温和高温拉伸行为通常表现为非线性特征,在低应力时就开始出现损伤;纤维与基体之间界面滑行阻力的降低使C/SiC复合材料在高温惰性气氛环境下的拉伸强度和破坏应变均比室温下的高;碳纤维的氧化严重影响材料的承载能力导致高温湿氧环境下的拉伸强度和破坏应变均比室温下的低;C/SiC复合材料室温和高温下的拉伸均呈现韧性断裂,断口较为相似,只是纤维拔出长度和断口的平齐程度有所不同,其中高温惰性气氛环境下纤维拔出最长,高温湿氧环境下试件断口有明显的被氧化痕迹;0°纤维束表面基体开裂、明显的层间分层以及0°纤维和纤维束的拔出和断裂同时携带90°纤维束拔出是C/SiC复合材料在室温和高温下的拉伸破坏机理。 展开更多
关键词 平纹编织c/sic 陶瓷基复合材料 拉伸行为 损伤机理
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二维平纹编织C/SiC复合材料的超高速碰撞实验 被引量：4
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作者 杨扬 徐绯 +2 位作者 张岳青 莫建军 陶彦辉 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期156-162,共7页
利用电炮加载聚酯薄膜飞片分别对二维平纹编织C/SiC复合材料(2D-C/SiC)和LY12硬铝材料在3.4～9.5km/s速度下进行碰撞实验。利用光纤位移干涉仪测定了靶材的自由面速度,并对高速撞击碎片颗粒进行了收集,采用超声波扫描系统无损检测等方法... 利用电炮加载聚酯薄膜飞片分别对二维平纹编织C/SiC复合材料(2D-C/SiC)和LY12硬铝材料在3.4～9.5km/s速度下进行碰撞实验。利用光纤位移干涉仪测定了靶材的自由面速度,并对高速撞击碎片颗粒进行了收集,采用超声波扫描系统无损检测等方法对2D-C/SiC材料在超高速冲击载荷作用下的力学响应进行了检测。结果表明,随着冲击能量的增大,2D-C/SiC材料板自由面速度逐渐升高,损伤局部且面积逐渐增大,碎片云团作用区域逐渐变大。与铝板相比,2D-C/SiC材料碎片云团整体能量较小、作用区域较大、能量面密度较低,是飞行器防护结构设计中一种比较理想的防护材料。 展开更多
关键词 爆炸力学 超高速碰撞 电炮 二维平纹编织c sic复合材料 碎片云
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C/C多孔体对C/C-SiC复合材料制备及性能的影响 被引量：15
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作者 王玲玲 马文闵 +3 位作者 嵇阿琳 崔红 闫联生 黄剑 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期34-38,共5页
以准三维针刺碳纤维预制体,经化学气相渗透(CVI)法制备了4种密度的C/C多孔体,利用先驱体浸渍裂解法(PIP)制备了C/C-SiC复合材料,研究了C/C多孔体对C/C-SiC复合材料制备和最终性能的影响。结果表明:C/C多孔体密度越低,最终得到的C/C-SiC... 以准三维针刺碳纤维预制体,经化学气相渗透(CVI)法制备了4种密度的C/C多孔体,利用先驱体浸渍裂解法(PIP)制备了C/C-SiC复合材料,研究了C/C多孔体对C/C-SiC复合材料制备和最终性能的影响。结果表明:C/C多孔体密度越低,最终得到的C/C-SiC复合材料开孔隙率及SiC含量较高。SiC的存在使C/C-SiC材料具有较高的弯曲强度,纤维和基体界面也是影响弯曲强度的关键因素,其中密度为1.35g/cm3的C/C多孔体所制备的C/C-SiC复合材料纤维和基体之间形成较好的结合界面,其弯曲强度最大。同时,SiC含量增加可显著提高C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。 展开更多
关键词 c c多孔体 c c sic复合材料 弯曲性能 抗烧蚀
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开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响 被引量：4
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作者 陈刘定 童小燕 +1 位作者 姚磊江 程起有 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期71-74,共4页
通过拉伸、压缩和疲劳实验结合断口显微观察并与光滑试样进行对比,研究开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响。结果表明:开孔试样的拉伸行为和光滑试样一样表现为非线性,拉伸强度降低11.8%,拉伸破坏应变降低54.3%;开孔试样... 通过拉伸、压缩和疲劳实验结合断口显微观察并与光滑试样进行对比,研究开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响。结果表明:开孔试样的拉伸行为和光滑试样一样表现为非线性,拉伸强度降低11.8%,拉伸破坏应变降低54.3%;开孔试样的压缩行为与光滑试样不同,低应力时表现为线性,应力增大到一定程度时由于裂纹闭合效应较为明显,开始表现出明显的非线性,压缩强度降低12.2%,压缩破坏应变降低54.9%;开孔试样的疲劳极限约为其极限拉伸强度的88%,与光滑试样相同;开孔试样在拉伸、压缩和疲劳载荷作用下都具有较小的应力集中系数,对开孔敏感性较小;开孔试样断口一般从孔中间穿过,破坏首先发生在试样孔边应力集中最严重的地方,断口方向与孔边初始缺陷有关。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 平纹编织c/sic 开孔 拉伸行为 压缩行为 疲劳行为
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