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石墨烯强化铜泡沫对SiC_(f)/SiC复合材料与高温合金钎焊接头组织性能的影响
1
作者 张瑜 张宏强 +4 位作者 梅寒 龙伟民 张雷 赵伟 郭伟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期49-57,共9页
目的通过石墨烯强化铜泡沫结合AgCuTi钎料实现SiC_(f)/SiC复合材料与Nb521合金的可靠钎焊连接,并系统研究石墨烯强化铜泡沫对接头微观组织和力学性能的影响。方法采用AgCuTi钎料结合石墨烯强化铜泡沫中间层的方法实现了SiC_(f)/SiC与Nb... 目的通过石墨烯强化铜泡沫结合AgCuTi钎料实现SiC_(f)/SiC复合材料与Nb521合金的可靠钎焊连接,并系统研究石墨烯强化铜泡沫对接头微观组织和力学性能的影响。方法采用AgCuTi钎料结合石墨烯强化铜泡沫中间层的方法实现了SiC_(f)/SiC与Nb521合金的可靠钎焊连接。通过显微组织观察、能谱分析和剪切强度测试,系统研究了石墨烯强化铜泡沫对钎焊接头的影响。结果引入石墨烯强化铜泡沫后,焊缝中的Cu(s,s)从针状转变为块状,同时Ti_(2)Cu均匀弥散分布在Cu(s,s)周围,形成互锁效应与复合强化效应。钎焊接头的剪切强度提升至85 MPa,块状Cu(s,s)的形成和Ti_(2)Cu的均匀分布改善了焊缝的韧性。结论石墨烯强化泡沫铜作为中间层有效改善了钎焊接头的微观组织,促进了块状Cu(s,s)的形成,优化了Ti_(2)Cu的分布,从而显著提高了接头的剪切强度和热稳定性。 展开更多
关键词 真空钎焊 sic_(f)/sic复合材料 中间层 微观组织 力学性能
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Ag基钎料钎焊SiC_(f)/SiC复合材料异质接头组织性能研究
2
作者 张瑜 张宏强 +3 位作者 梅寒 赵伟 徐彦强 郭伟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期113-122,共10页
目的 解决SiC_(f)/SiC复合材料与镍基高温合金异质钎焊接头中相容性差、组织反应复杂的问题。方法采用多种Ag基钎料实现了SiC_(f)/SiC复合材料的同质与异质钎焊连接。通过SEM与热力学计算探究了不同钎料对异质钎焊接头微观组织与剪切性... 目的 解决SiC_(f)/SiC复合材料与镍基高温合金异质钎焊接头中相容性差、组织反应复杂的问题。方法采用多种Ag基钎料实现了SiC_(f)/SiC复合材料的同质与异质钎焊连接。通过SEM与热力学计算探究了不同钎料对异质钎焊接头微观组织与剪切性能的影响,揭示了异质接头组织及物相的调控机理。结果 通过对接头微观组织进行多界面表征分析,对比分析了同质与异质接头组织的差异,揭示了活性元素Ti对SiC_(f)/SiC复合材料接头微观组织的调控作用。AgCuTi钎料钎焊异质接头形成了TiC层,实现了SiC_(f)/SiC复合材料侧薄弱界面的强化,该接头微观组织均匀且无缺陷。AuCuPd钎料钎焊异质接头因Ni、Si、Pd元素的剧烈反应而导致接头存在较多脆性相与裂纹。AgCuTi钎料钎焊异质接头的强度达59 MPa,是AgCuPd的2倍,且与同质接头强度相近。结论 活性元素Ti的添加有效改善了SiC_(f)/SiC复合材料的润湿性及异质界面连接性,接头微观组织均匀、接头性能较高。 展开更多
关键词 钎焊 sic_(f)/sic复合材料 镍基高温合金 微观组织 力学性能
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PIP+RMI复合工艺制备C/C-ZrC-SiC复合材料孔隙演变规律及其力学性能
3
作者 王首豪 张浩谦 +3 位作者 郑金煌 田新发 闫联生 张兆甫 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第3期461-469,共9页
采用先驱体浸渍裂解(PIP)与反应熔渗(RMI)的复合工艺制备了C/C-ZrC-SiC复合材料,研究了多孔C/C-ZrC复合材料孔隙结构随PIP周期数的演变规律以及复合材料力学性能变化规律,揭示了多孔C/C-ZrC的液Si熔渗机理。采用压汞法表征了多孔C/C-Zr... 采用先驱体浸渍裂解(PIP)与反应熔渗(RMI)的复合工艺制备了C/C-ZrC-SiC复合材料,研究了多孔C/C-ZrC复合材料孔隙结构随PIP周期数的演变规律以及复合材料力学性能变化规律,揭示了多孔C/C-ZrC的液Si熔渗机理。采用压汞法表征了多孔C/C-ZrC复合材料孔隙分布,采用SEM表征了多孔C/C-ZrC复合材料、C/C-ZrC-SiC复合材料的微观结构特征,采用三点弯曲法测试了C/C-ZrC-SiC复合材料弯曲性能并对其断口形貌进行了表征。结果表明:通过控制PIP周期数,可实现多孔C/C-ZrC孔隙特征的有效控制;8周期及更多次数PIP的多孔C/C-ZrC复合材料,其纤维束间大孔径孔隙基本消失;8周期PIP-ZrC结合RMI工艺制备的C/C-ZrC-SiC复合材料弯曲强度最高,为(194.8±7.5)MPa。ZrC基体包覆在纤维束周围形成有效的保护层且液Si熔渗过程未对纤维造成明显损伤是复合材料力学性能优异的主要原因。 展开更多
关键词 C/C-ZrC-sic复合材料 PIP+RMI复合工艺 孔隙特征 力学性能 熔渗机理
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SiC/SiC复合材料基体硼改性方法及其力学性能研究
4
作者 陈义 邱海鹏 +2 位作者 陈明伟 徐昊 崔恒 《无机材料学报》 北大核心 2025年第5期504-510,共7页
SiC/SiC复合材料已成为高超音速飞行器和高推重比航空发动机的核心热结构材料之一。设计含硼陶瓷前驱体结构及组分,利用其作为前驱体浸渍裂解(PIP)工艺的浸渍剂,并将一定量的自愈合组元引入基体,是提升SiC/SiC复合材料抗氧化性能的技术... SiC/SiC复合材料已成为高超音速飞行器和高推重比航空发动机的核心热结构材料之一。设计含硼陶瓷前驱体结构及组分,利用其作为前驱体浸渍裂解(PIP)工艺的浸渍剂,并将一定量的自愈合组元引入基体,是提升SiC/SiC复合材料抗氧化性能的技术途径之一。本研究采用硼烷吡啶或硼烷三乙胺作为硼源,与固态聚碳硅烷(PCS)二甲苯溶液复配,制备得到硼改性PCS溶液。以此作为PIP工艺浸渍剂,分别制备了不同基体硼改性SiC/PyC(热解碳)/SiC复合材料,并研究了硼改性PCS衍生陶瓷的理化性质以及基体硼改性前后SiC/PyC/SiC复合材料的物理及力学性能。研究结果表明,适量的硼烷吡啶及硼烷三乙胺作为硼源加入固态PCS溶液中,可在其衍生陶瓷中有效引入硼异质元素。与未改性PCS相比,硼改性PCS(BP-1和BP-2)的陶瓷产率更高,衍生陶瓷均呈半结晶β-SiC结构,其中硼异质元素引入量分别为1.7%和2.2%(质量分数)。与未改性复合材料相比,基体改性SiC/SiC复合材料密度、显气孔率以及断裂韧性等变化不大,但弯曲模量从116 GPa提升至132 GPa。另外,单独采用硼烷吡啶作为硼源所制备的改性复合材料弯曲强度为658 MPa,与未改性复合材料弯曲强度(643 MPa)相近且离散系数更低。这些结果为基体硼改性SiC/SiC复合材料的制备及高性能SiC/SiC复合材料热端部件的研制提供了重要参考。 展开更多
关键词 sic/sic复合材料 硼烷 固态聚碳硅烷 基体硼改性 力学性能
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残余Si对C/SiC复合材料力学性能和摩擦学性能的影响
5
作者 谢建伟 沈益顺 +3 位作者 熊杰 刘迪文 陈灵涛 曾磊峰 《润滑与密封》 北大核心 2025年第3期180-185,共6页
为研究C/SiC复合材料摩擦引起的高频啸叫机制,以准三维整体针刺碳纤维毡作为预制体,经化学气相沉积法沉积热解碳得到C/C坯体,再经反应熔渗法高温渗硅得到C/SiC复合材料,研究残余Si含量对C/SiC复合材料力学和摩擦学性能的影响,探究残余S... 为研究C/SiC复合材料摩擦引起的高频啸叫机制,以准三维整体针刺碳纤维毡作为预制体,经化学气相沉积法沉积热解碳得到C/C坯体,再经反应熔渗法高温渗硅得到C/SiC复合材料,研究残余Si含量对C/SiC复合材料力学和摩擦学性能的影响,探究残余Si产生啸叫的机制,得出残余的Si的最佳含量。结果表明:残余Si含量对材料的力学性能、摩擦磨损性能以及高频啸叫的产生有重要影响,随着复合材料中残余Si含量的减少,碳化硅含量也减少,碳含量增多,材料的层间结合强度增大,室温热扩散率提高,材料的压缩强度、抗弯强度和剪切强度增大;残余Si在复合材料中碳纤维束和针刺孔隙内聚集成大颗粒硬质点,由于润滑组元不足,大颗粒硬质点在法向压力作用下滑动摩擦,产生模态耦合现象,形成明显的槽状沟槽,产生自激振荡,从而出现摩擦剧烈振动和高频啸叫现象;当复合材料中残余Si的质量分数为5%左右,碳化硅质量分数在40%左右,可得到较稳定的摩擦因数、较低的磨损率和无高频啸叫现象。 展开更多
关键词 C/sic复合材料 残余硅 摩擦磨损性能 力学性能 啸叫
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纤维细观结构对SiC/SiC复合材料综合力学性能影响规律研究
6
作者 梅文斌 许慎微 +1 位作者 付泽宇 陈欢 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期41-48,共8页
SiC/SiC复合材料的综合力学性能及失效模式与纤维预制体内部细观结构形式密切相关。本文基于复合材料多尺度分析方法,开展多尺度单胞建模,结合渐进损伤分析,分析预测了微观尺度纤维束和细观尺度编织复合材料的综合力学性能,并与弯曲测... SiC/SiC复合材料的综合力学性能及失效模式与纤维预制体内部细观结构形式密切相关。本文基于复合材料多尺度分析方法,开展多尺度单胞建模,结合渐进损伤分析,分析预测了微观尺度纤维束和细观尺度编织复合材料的综合力学性能,并与弯曲测试结果进行对比,验证了多尺度分析方法及组分本构模型的正确性,并进一步分析研究了二维铺层SiC/SiC复合材料中纤维编织结构和铺层角度等细观结构参数对材料宏观综合力学性能的影响。计算结果表明:在相同纤维体积分数条件下,不同纤维细观结构对复合材料的弹性模量影响很小,但对破坏强度有显著影响,其中纤维编织结构主要影响面内主方向拉伸强度,斜纹结构比平纹结构高约30%;织物铺层角度对面内主方向拉伸和剪切强度影响较大,0°铺层结构面内拉伸强度比45°铺层面内拉伸强度高约85%,但面内剪切强度要低约30%;此外,编织结构和铺层角度对层间剪切强度几乎没有影响,该性能主要由层间加强纤维和层间基体孔隙率决定。本文结果可为SiC/SiC复合材料构件研制时的纤维预制体结构设计提供支撑。 展开更多
关键词 sic/sic复合材料 二维铺层 纤维细观结构 综合力学性能 仿真分析
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SiCf/SiC复合材料界面相研究进展 被引量：19
7
作者 刘海韬 程海峰 +1 位作者 王军 唐耿平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期10-14,30,共6页
分析了连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)中界面相类型以及各界面相在CFRCMCs中的作用,综述了热解碳(PyC)、氮化硼(BN)、难熔氧化物以及复合界面相在SiCf/SiC复合材料中的应用现状,最后展望了SiCf/SiC复合材料界面相的发展方向。
关键词 sicf/sic复合材料 界面相 力学性能
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SiCf/SiC复合材料高温抗氧化研究进展 被引量：12
8
作者 刘宝林 刘荣军 +1 位作者 张长瑞 曹英斌 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1107-1112,1118,共7页
连续SiC纤维增韧SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC CMCs)具有低密度、优异的高温力学性能和抗氧化性能,在航空发动机热端部件上具有广阔的应用前景,具备提高发动机推重比和使用温度、减轻无效重量、简化系统结构等显著优势。延长SiCf/SiC复... 连续SiC纤维增韧SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC CMCs)具有低密度、优异的高温力学性能和抗氧化性能,在航空发动机热端部件上具有广阔的应用前景,具备提高发动机推重比和使用温度、减轻无效重量、简化系统结构等显著优势。延长SiCf/SiC复合材料在航空发动机高温氧化环境下的服役寿命是当前需要解决的难题。本文从纤维、界面相、基体、表面涂层四个方面综述了SiCf/SiC复合材料高温抗氧化研究进展。采用多元多层自愈合界面相、对基体进行改性以及采用表面自愈合整体涂层都可以有效提高SiCf/SiC复合材料在高温氧化环境中的使用稳定性和寿命。 展开更多
关键词 sicf sic复合材料 高温抗氧化 界面相 自愈合 涂层
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SiCf/SiC纺织复合材料细观结构及力学性能研究进展 被引量：11
9
作者 杨甜甜 张典堂 +3 位作者 邱海鹏 钱坤 谢巍杰 王岭 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1-12,共12页
碳化硅纤维增强碳化硅基体(SiCf/SiC)纺织复合材料具有结构设计性强、密度低、力学性能优异、耐高温和抗氧化性好等优势,成为航空发动机热端高温部件理想的候选结构材料。然而,目前对SiCf/SiC纺织复合材料的制备技术、性能、细观表征等... 碳化硅纤维增强碳化硅基体(SiCf/SiC)纺织复合材料具有结构设计性强、密度低、力学性能优异、耐高温和抗氧化性好等优势,成为航空发动机热端高温部件理想的候选结构材料。然而,目前对SiCf/SiC纺织复合材料的制备技术、性能、细观表征等方面开展的研究较少,但从长远来看,它仍是我国航空发动机制造必须开展研究的方向。本文针对SiCf/SiC纺织复合材料,围绕其细观结构、力学性能实验表征和数值模拟分析等三个方面,概述了SiCf/SiC纺织复合材料近几年的研究现状,综合对比国内外应用基础研究,虽然国内在制备技术方面取得了很大的进展,达到了国际先进水平,但是在构件考核验证和应用方面尚处于起步阶段,只有在可靠性、耐久性、工艺及性能综合平衡的基础上优化,实现材料与工艺、结构与设计的协同,才能在航空发动机未来发展中取得突破。 展开更多
关键词 sicf/sic纺织复合材料 细观结构 力学性能 研究进展
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化学气相渗透2D-SiCf/SiC复合材料的蠕变性能及损伤机理 被引量：9
10
作者 王西 王克杰 +3 位作者 柏辉 宋卓林 王波 张程煜 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期817-821,共5页
研究了采用化学气相渗透工艺制备2D-SiCf/SiC复合材料的真空蠕变性能,蠕变温度为1200、1300和1400℃,应力水平范围为100~140 MPa。用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM)分别观察分析了2D-SiCf/SiC复合材料的蠕变断口形貌... 研究了采用化学气相渗透工艺制备2D-SiCf/SiC复合材料的真空蠕变性能,蠕变温度为1200、1300和1400℃,应力水平范围为100~140 MPa。用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM)分别观察分析了2D-SiCf/SiC复合材料的蠕变断口形貌和微观结构。结果表明,2D-SiCf/SiC复合材料的主要蠕变损伤模式包括基体开裂、界面脱粘和纤维蠕变。桥接裂纹的纤维发生蠕变并促进了基体裂纹的张开、位移增大,进一步导致复合材料蠕变断裂,在复合材料蠕变过程中起决定性作用。2D-SiCf/SiC复合材料的蠕变性能与SiC纤维微观结构的稳定性密切相关。在1200℃/100 MPa时,纤维晶粒没有长大,复合材料的蠕变断裂时间大于200 h;蠕变温度为1400℃时,纤维晶粒明显长大, 2D-SiCf/SiC复合材料蠕变断裂时间缩短至8.6 h,稳态蠕变速率增大了三个数量级。 展开更多
关键词 2D-sicf/sic复合材料 蠕变性能 蠕变损伤 sic纤维
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SiC_(f)/Ti65复合材料的拉伸行为研究
11
作者 孟凡玲 刘范凯 +1 位作者 杨丽娜 王玉敏 《热加工工艺》 北大核心 2024年第12期34-40,共7页
采用磁控溅射先驱丝法结合热等静压工艺制备SiC_(f)/Ti65复合材料,研究了SiC_(f)/Ti65复合材料室温、高温拉伸行为,揭示了SiC_(f)/Ti65复合材料拉伸断裂机制。研究结果表明:SiC_(f)/Ti65复合材料的室温、高温抗拉强度相比于Ti65合金的... 采用磁控溅射先驱丝法结合热等静压工艺制备SiC_(f)/Ti65复合材料,研究了SiC_(f)/Ti65复合材料室温、高温拉伸行为,揭示了SiC_(f)/Ti65复合材料拉伸断裂机制。研究结果表明:SiC_(f)/Ti65复合材料的室温、高温抗拉强度相比于Ti65合金的抗拉强度分别提升29%和164%,验证了复合材料的增强效果。SiC_(f)/Ti65复合材料的室温拉伸断裂机制为反应层断裂、纤维/基体界面脱粘、基体脆性断裂、纤维断裂、包套韧性断裂;高温断裂机制为反应层断裂、纤维/基体界面脱粘、纤维断裂、W/SiC界面脱粘、基体和包套韧性断裂。 展开更多
关键词 复合材料 拉伸性能 sic纤维 断裂机制
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SiCf／SiC陶瓷基复合材料制备技术与性能研究进展 被引量：5
12
作者 朱丹 李玉凤 +1 位作者 高明霞 潘颐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期55-59,共5页
连续SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)具有良好的高温力学性能、抗氧化性及放射耐受性等,是继Cf/C和Cf/SiC复合材料之后航空航天和原子能等领域最理想的新一代高温结构材料。从原材料、制备技术、微观结构与性能及应用等方面对Si... 连续SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)具有良好的高温力学性能、抗氧化性及放射耐受性等,是继Cf/C和Cf/SiC复合材料之后航空航天和原子能等领域最理想的新一代高温结构材料。从原材料、制备技术、微观结构与性能及应用等方面对SiCf/SiC复合材料的最新研究进展进行了综述,并对其发展趋势进行了展望。开发新型制备技术和优化现有技术及采用其联合工艺减低成本,进一步优化材料微观结构提高其使用性能是今后SiCf/SiC复合材料的研究重点。 展开更多
关键词 复合材料 sicf /sic制备技术力学性能
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基于数字图像相关方法的SiCf/SiC陶瓷基复合材料力学行为表征 被引量：3
13
作者 罗雅煊 董亚丽 +3 位作者 李露 郑瑞晓 顾轶卓 杨景兴 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期60-71,共12页
SiCf/SiC陶瓷基复合材料具有低密度、耐高温、高比强度等优异特性,是新一代先进航空发动机热端部件的理想材料。为实现SiCf/SiC复合材料在服役环境下的可靠应用,亟须开展复合材料力学行为表征研究。与引伸计、应变片等其他测试方法相比... SiCf/SiC陶瓷基复合材料具有低密度、耐高温、高比强度等优异特性,是新一代先进航空发动机热端部件的理想材料。为实现SiCf/SiC复合材料在服役环境下的可靠应用,亟须开展复合材料力学行为表征研究。与引伸计、应变片等其他测试方法相比,数字图像相关方法(digital image correlation,DIC)具有非接触式、全场测量和可操作性强等优点,能够实现对复杂耦合环境下复合材料损伤断裂等力学行为的原位表征,因而受到广泛关注。本文系统梳理和总结DIC在SiCf/SiC复合材料室温拉伸、弯曲、爆破等力学测试中的应用进展,介绍DIC在SiCf/SiC复合材料力学加载过程的高温测量,最后对应用于SiCf/SiC复合材料的DIC表征技术进行了总结及展望。 展开更多
关键词 sicf/sic陶瓷基复合材料 数字图像相关方法(DIC) 力学性能 高温测量 高温散斑
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三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料弯曲性能及损伤机制 被引量：11
14
作者 杨甜甜 王岭 +3 位作者 邱海鹏 王晓猛 张典堂 钱坤 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期73-80,共8页
为解决陶瓷基复合材料在服役环境中由于弯曲而导致失效的问题,从理论上分析了经向和纬向弯曲过程中复合材料弯曲受力与内部纤维之间的相互作用机制。以SiCf/SiC复合材料为例,利用微计算机断层扫描技术获得其内部纤维结构和孔隙等三维图... 为解决陶瓷基复合材料在服役环境中由于弯曲而导致失效的问题,从理论上分析了经向和纬向弯曲过程中复合材料弯曲受力与内部纤维之间的相互作用机制。以SiCf/SiC复合材料为例,利用微计算机断层扫描技术获得其内部纤维结构和孔隙等三维图像;并在此基础上,分别对三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料经向和纬向进行弯曲性能测试,从细观、微观尺度分析弯曲损伤机制。结果表明:三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料的纬向和经向性能明显不同,且纬向试样的弯曲强度大于经向试样;SiCf/SiC复合材料的弯曲损伤模式复杂,经向试样裂纹主要沿着经纱与纬纱接触点扩展,而纬向试样裂纹主要在纬纱束之间产生,并最终导致弯曲破坏。 展开更多
关键词 三维机织角联锁织物 sicf/sic复合材料 先驱体浸渍裂解 三点弯曲试验 损伤机制
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连续SiC纤维增强金属基复合材料轴结构力学性能实验及损伤
15
作者 骆丽 李金雨 +1 位作者 沙云东 郝燕平 《材料科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期970-978,共9页
本研究开展了TC4和SiC_(f)/TC4实验件的力学性能实验、45°铺层的失效模式实验,并对损伤过程进行声发射监测,建立了TC4和SiC_(f)/TC4轴结构有限元计算模型。研究发现SiC_(f)/TC4轴结构承载性能优于TC4轴结构,正负交替铺层的设计最佳... 本研究开展了TC4和SiC_(f)/TC4实验件的力学性能实验、45°铺层的失效模式实验,并对损伤过程进行声发射监测,建立了TC4和SiC_(f)/TC4轴结构有限元计算模型。研究发现SiC_(f)/TC4轴结构承载性能优于TC4轴结构,正负交替铺层的设计最佳,并与实验结果进行了对比,验证了模型有效性。基于Hashin失效准则,结合声发射监测结果,计算并分析了[45°]6轴结构在反向扭转载荷和[45°]10轴结构在正向扭转载荷作用下的损伤过程。结果显示[45°]6轴结构承扭性能更高,损伤过程为慢变过程,结构在承扭时损伤几乎伴随加载过程发生,此时轴结构稳定性差。[45°]10轴结构比[45°]6轴结构承扭性能差,但损伤过程为快变过程,损伤过程是发生在断裂前的一瞬间。此种情况下,纤维、基体和界面均发挥了其最大的优势,轴结构在承扭过程中相对稳定。 展开更多
关键词 连续sic纤维 金属基 轴结构 力学性能 损伤 承扭能力
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超声辅助螺旋磨削SiCf/SiC陶瓷基复合材料 被引量：3
16
作者 张海涛 鲍岩 +3 位作者 杨峰 孙海琦 董志刚 康仁科 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第1期81-87,共7页
针对SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiC;/SiC)存在加工质量差、材料去除困难等问题,开展金刚石砂轮超声辅助螺旋磨削SiC;/SiC陶瓷基复合材料试验,研究其出口质量、孔壁形貌及孔壁表面粗糙度。结果表明:与传统制孔相比,超声辅助螺旋磨削... 针对SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiC;/SiC)存在加工质量差、材料去除困难等问题,开展金刚石砂轮超声辅助螺旋磨削SiC;/SiC陶瓷基复合材料试验,研究其出口质量、孔壁形貌及孔壁表面粗糙度。结果表明:与传统制孔相比,超声辅助螺旋磨削制孔出口处材料无大面积崩边;砂轮磨削速度方向与纤维方向的夹角θ的周期性变化导致孔壁表面形貌呈现规律性变化。当θ在0°/180°时,纤维与基体多发生脱黏现象;当θ在45°时,纤维多发生剪切断裂;当θ在90°时,纤维多发生挤压断裂;当θ在135°时,纤维既发生剪切断裂又发生挤压断裂;孔壁表面粗糙度Sa在θ为90°时最低,在θ为135°时最高。在一定范围内,表面粗糙度Sa随着超声振幅的增大而降低,最大降幅为38.7%;随着进给速度的增大而升高,最大增幅为39.3%。 展开更多
关键词 sic /sic陶瓷基复合材料 超声辅助螺旋磨削 孔壁质量 材料去除机理
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SiCf/Al_(2)O_(3)/Mullite复合材料的制备及吸波性能 被引量：1
17
作者 高慧 罗发 +1 位作者 渠永平 王春海 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第7期60-65,共6页
碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料在军用、民用领域的重要性日益凸显。本文以莫来石溶胶作为基体前驱体溶液、氧化铝作为界面层,采用溶胶-凝胶法制备得到SiC_(f)/Al_(2)O_(3)/Mullite复合材料。研究了煅烧温度对粉体物相及形貌的影响,分析... 碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料在军用、民用领域的重要性日益凸显。本文以莫来石溶胶作为基体前驱体溶液、氧化铝作为界面层,采用溶胶-凝胶法制备得到SiC_(f)/Al_(2)O_(3)/Mullite复合材料。研究了煅烧温度对粉体物相及形貌的影响,分析了Al_(2)O_(3)界面层的表面形貌以及SiC_(f)/Al_(2)O_(3)/Mullite复合材料的微观结构、力学、介电及吸波性能。结果表明:利用溶胶-凝胶法制备得到了连续、致密的Al_(2)O_(3)界面层,厚度约为46 nm。SiC_(f)/Al_(2)O_(3)/Mullite复合材料的抗弯强度和断裂位移分别可以达到234 MPa和0.36 mm。在材料厚度范围为3.3 mm~3.5 mm时,其反射率值在整个X波段都小于-5 dB。利用莫来石作为基体、氧化铝作为界面层制备的SiC_(f)/Al_(2)O_(3)/Mullite复合材料在吸波材料领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 复合材料 界面层 莫来石 力学性能 吸波性能
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浆料浸渍辅助PIP工艺制备C/HfC-SiC复合材料的微观结构及性能研究 被引量：2
18
作者 粟毅 史扬帆 +4 位作者 贾成兰 迟蓬涛 高扬 马青松 陈思安 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期726-732,共7页
针对高速飞行器对于防热/承载一体化超高温陶瓷基复合材料的迫切需求,以及现有反应型HfC先驱体存在的成本高、效率低和致密效果差等不足,本研究将HfC亚微米粉体配制成稳定的陶瓷浆料,利用浆料加压浸渍辅助先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了... 针对高速飞行器对于防热/承载一体化超高温陶瓷基复合材料的迫切需求,以及现有反应型HfC先驱体存在的成本高、效率低和致密效果差等不足,本研究将HfC亚微米粉体配制成稳定的陶瓷浆料,利用浆料加压浸渍辅助先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了HfC基体均匀分布的C/HfC-SiC复合材料,探讨了HfC含量对于复合材料微观结构、力学与烧蚀性能的影响。结果表明,当HfC实际体积分数为13.1%~20.3%时,复合材料密度为2.20~2.58 g·cm^(-3),开孔率约为5%。通过单层碳布加压浸渍陶瓷浆料,HfC颗粒能够分散到纤维束内部,且在复合材料中分布比较均匀。提高HfC含量会降低复合材料纤维含量,其力学性能也呈现出降低趋势。当HfC体积分数为20.3%时,复合材料的密度、拉伸强度和断裂韧性分别为2.58 g·cm^(-3)、147 MPa和9.3 MPa·m^(1/2);经氧乙炔焰烧蚀60 s后,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0062 mm/s和0.005 g/s,烧蚀过程中形成的熔融相Hf_(x)Si_(y)O_(z)能覆盖在材料表面,起到良好的保护作用。 展开更多
关键词 C/HfC-sic复合材料 浆料浸渍 力学性能 抗烧蚀性能
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SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料增韧机理及界面相微区性能测试方法研究进展 被引量：4
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作者 马浩林 吴晓晨 +3 位作者 甄霞丽 李露 郑瑞晓 马朝利 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期174-186,共13页
作为一种典型的陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMC),SiC_(f)/SiC复合材料具有高比强度、耐高温、抗氧化和抗热震等优点,在航空航天领域应用前景广阔。纤维和基体中间的界面相具有保护纤维、传递载荷、偏转裂纹等作用,赋予Si... 作为一种典型的陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMC),SiC_(f)/SiC复合材料具有高比强度、耐高温、抗氧化和抗热震等优点,在航空航天领域应用前景广阔。纤维和基体中间的界面相具有保护纤维、传递载荷、偏转裂纹等作用,赋予SiC_(f)/SiC复合材料伪塑性断裂特征。界面相的设计方案会显著影响其微区性能,进而影响SiC_(f)/SiC复合材料宏观力学性能和损伤失效模式。近年来发展的基于聚焦离子束(focused ion beam,FIB)的微纳加工技术和基于纳米压痕的微观力学测试技术是表征SiC_(f)/SiC复合材料界面相微区性能的有效手段。本文综述了SiC_(f)/SiC界面相现有设计方案及界面相微区性能对增韧效果的影响机制,重点总结了单纤维顶出/顶入、微柱压缩等小尺寸力学测试(small-scale mechanical testing,SSMT)技术的应用现状及各方法的适用条件和优缺点。最后,对CMC界面相微区性能研究的发展趋势做了初步展望,并指出测试方法的标准化、测试环境的高温化及测试数据的模型化是未来的主要发展方向。 展开更多
关键词 sic_(f)/sic陶瓷基复合材料 界面相 增韧机制 小尺寸力学测试技术 界面相微区性能
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W基化合物添加对ZrB_(2)-SiC陶瓷复合材料摩擦学性能的影响规律研究 被引量：1
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作者 张海羲 于源 +5 位作者 高中堂 卢佳炜 李彤阳 王鲁杰 乔竹辉 刘维民 《摩擦学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1602-1613,共12页
采用放电等离子烧结技术制备了添加WC、WB和WSi_(2)的ZrB_(2)-SiC陶瓷复合材料,考察了W基化合物的添加对组织结构、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明:WB和WSi_(2)的添加原位形成了(Zr,W)B_(2)固溶体相;WC的添加原位形成了(Zr,W)B_(2... 采用放电等离子烧结技术制备了添加WC、WB和WSi_(2)的ZrB_(2)-SiC陶瓷复合材料,考察了W基化合物的添加对组织结构、力学性能和摩擦学性能的影响.结果表明:WB和WSi_(2)的添加原位形成了(Zr,W)B_(2)固溶体相;WC的添加原位形成了(Zr,W)B_(2)和(Zr,W)C固溶体相,固溶体相的形成获得了核壳结构,提高了致密度,抑制了ZrB_(2)晶粒长大,提升了力学性能;添加WC后材料具有最高的硬度、屈服强度和断裂韧性.WC和WB的添加有效提高了摩擦系数稳定性和耐磨性;添加WC后,提升了强度和韧性,并形成了致密氧化铝和钨氧化物摩擦层,获得了最佳的摩擦学性能,磨损率相比ZrB_(2)-SiC陶瓷降低了约50%;添加WB后,摩擦表面形成多裂纹的氧化铝摩擦层和大尺寸的氧化铝堆积;添加WSi_(2)后,摩擦表面不能形成有效的氧化铝摩擦层,发生晶粒断裂和拔出,摩擦磨损严重. 展开更多
关键词 W基化合物 ZrB_(2)-sic复合材料 摩擦学性能 磨损机理
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