连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展 被引量：1

1

作者 商剑钊 吴小飞 +5 位作者 曹晔洁 吕云蕾 李精鑫 王晶 董宁 刘永胜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺... 连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。 展开更多

关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 制备工艺 低成本 反应熔渗 纳米浆料浸渗瞬时共晶

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3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究现状及展望 被引量：2

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作者 李天杨 张垚 +7 位作者 龚小龙 刘凯 杨梅君 章嵩 韩潇 杨丽霞 闫春泽 史玉升 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期14-34,共21页

碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造。3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其... 碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造。3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其力学性能仍有不足。纤维增强是一类提高碳化硅陶瓷材料力学性能的可靠方法,纤维的引入不仅提高了碳化硅陶瓷的强度,而且改善了碳化硅陶瓷材料的韧性。因此,3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料逐渐成为研究热点。本文对国内外纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料3D打印技术的最新研究进行了回顾,总结了用于3D打印碳化硅陶瓷增强的纤维种类和纤维预处理方法;依据纤维的连续性对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的3D打印工艺进行了概括,分析了各种3D打印工艺制备的碳化硅陶瓷基复合材料的力学性能,并介绍了3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的应用领域,对未来发展方向作出了展望。旨在为碳化硅陶瓷基复合材料的增材制造技术研究提供参考。 展开更多

关键词 增材制造 陶瓷基复合材料 碳化硅陶瓷 纤维增强 离散纤维 连续纤维

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连续纤维增强陶瓷基复合材料概述 被引量：38

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作者 何新波 杨辉 +1 位作者 张长瑞 周新贵 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第2期273-278,262,共7页

八十年代以来 ,连续纤维增强陶瓷基复合材料以其优异的性能特别是高韧性 ,得到世界各国的极大关注和高度重视 ,并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备... 八十年代以来 ,连续纤维增强陶瓷基复合材料以其优异的性能特别是高韧性 ,得到世界各国的极大关注和高度重视 ,并取得令人瞩目的发展。纤维增强陶瓷基复合材料已开始在航空、航天、国防等领域得到应用。本文从复合材料的增韧机制、制备方法。 展开更多

关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 性能 增韧机制 制备 界面特性 界面改性

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先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究 被引量：53

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作者 马青松 陈朝辉 +1 位作者 郑文伟 胡海峰 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第4期110-115,121,共7页

综述了先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料在先驱体、致密化工艺、微观结构、性能等方面的国内外研究情况 。

关键词 先驱体转化法 连续纤维增强陶瓷基复合材料 致密化工艺 微观结构 性能

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连续纤维增强陶瓷基复合材料国外应用研究进展 被引量：16

5

作者 马彦 马青松 陈朝辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第F05期401-404,共4页

连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)因具有高比强、高比模、高可靠性、耐高温等优异性能,已成为航空航天、军事、能源等领域理想的高温结构材料。主要介绍了国外CFRCMCs在热防护系统、火箭发动机和超燃冲压发动机上应用的研究进展。

关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 热防护系统 推力室 发动机 应用研究

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连续纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用 被引量：11

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作者 邹世钦 张长瑞 +1 位作者 周新贵 曹英斌 《航空发动机》 2005年第3期55-58,共4页

阐述了连续纤维增强陶瓷(SiC)基复合材料的优势与存在的问题,重点介绍了国内外对与其相关的增强纤维、构件制备工艺、构件制备的研究进展。

关键词 连续纤维增强SiC 陶瓷基复合材料 航空发动机 连续纤维增强陶瓷基复合材料 应用 制备工艺 增强纤维 国内外 构件

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浅析极端环境下服役陶瓷基复合材料的构建 被引量：11

7

作者 董绍明 周海军 +1 位作者 胡建宝 阚艳梅 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期741-750,782,共10页

连续纤维增强陶瓷基复合材料由纤维、陶瓷基体和界面三元素构成。由于其具有密度低、耐高温、抗腐蚀、抗辐照、强度高等特点,且在断裂过程中表现为非脆性断裂特征,因此成为一类重要的结构材料,在一些极端服役环境中体现出不可替代的发... 连续纤维增强陶瓷基复合材料由纤维、陶瓷基体和界面三元素构成。由于其具有密度低、耐高温、抗腐蚀、抗辐照、强度高等特点,且在断裂过程中表现为非脆性断裂特征,因此成为一类重要的结构材料,在一些极端服役环境中体现出不可替代的发展趋势,备受世界各国关注。近20多年来,欧美、日本等发达国家一直将陶瓷基复合材料的研发作为重点研究方向,并投入巨资进行研究。针对新一代高推重比航空发动机热端结构、高超声速飞行器热防护结构以及新一代核能系统结构部件对适用于极端服役环境陶瓷基复合材料的需求,结合目前的研究现状,从组成、结构设计和制备的角度浅析适用于不同服役要求的陶瓷基复合材料的构建,为材料在极端环境下的性能优化提供借鉴。 展开更多

关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 极端服役环境 长寿命 超高温 中子辐照

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连续纤维增韧陶瓷基复合材料的内耗机制与损伤表征 被引量：3

8

作者 洪智亮 成来飞 +2 位作者 鲁琳静 张立同 张青 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第23期1-7,共7页

总结了连续纤维增韧陶瓷基复合材料(CFCC)的内耗机制,回顾了有关内耗与损伤行为之间关系的研究成果,并以此为据提出了以内耗表征CFCC环境腐蚀行为的方法。结合笔者关于CFCC腐蚀行为对其内耗行为影响的探索性研究,证实该方法可行,尤其是... 总结了连续纤维增韧陶瓷基复合材料(CFCC)的内耗机制,回顾了有关内耗与损伤行为之间关系的研究成果,并以此为据提出了以内耗表征CFCC环境腐蚀行为的方法。结合笔者关于CFCC腐蚀行为对其内耗行为影响的探索性研究,证实该方法可行,尤其是对纤维和纤维/基体之间界面的氧化行为表现出高度的敏感性。 展开更多

关键词 内耗 连续纤维增韧陶瓷基复合材料 损伤表征 环境行为 腐蚀损伤

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氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的组成及制备工艺的研究进展 被引量：9

9

作者 冻瑞岚 彭志航 +1 位作者 向阳 曹峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期27-41,共15页

连续氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料)具备高熔点、高强度、抗氧化等特点,提升了现有航空航天热端部件自身抗氧化性能,是高温有氧环境应用的理想候选材料。本文首先分析了Al_(2)O_(3f)/Al_(... 连续氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料)具备高熔点、高强度、抗氧化等特点,提升了现有航空航天热端部件自身抗氧化性能,是高温有氧环境应用的理想候选材料。本文首先分析了Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料的组成部分——氧化铝纤维、氧化铝基体和常见界面相的种类及其作用。其次,总结了目前Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料所采用的制备工艺如浆料浸渍法、溶胶-凝胶法、前驱体浸渍-裂解法,并讨论了不同制备技术路线对氧化铝陶瓷基复合材料性能的影响、列举了部分国内外学者的工作现状及成果。最后,对于制备在中高温负载下达到较高强度和断裂韧度、能够实现长时间服役的Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)陶瓷基复合材料提出了可行的优化方案。 展开更多

关键词 氧化铝连续纤维 氧化铝基体 陶瓷基复合材料 界面相 制备方法

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CVD BN界面层对Si_(3)N_(4)/SiBN复合材料弯曲性能的影响

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作者 马新 邱海鹏 +5 位作者 梁艳媛 刘善华 王晓猛 赵禹良 陈明伟 谢巍杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期86-89,共4页

连续Si_(3)N_(4)纤维以其优异的热稳定性、高温力学性能和介电性能,被认为是耐高温陶瓷基透波复合材料的候选材料之一。采用连续Si_(3)N_(4)纤维为增强体,以BCl_(3)+NH_(3)+H_(2)+Ar反应体系,利用化学气相沉积工艺在Si_(3)N_(4)纤维表... 连续Si_(3)N_(4)纤维以其优异的热稳定性、高温力学性能和介电性能,被认为是耐高温陶瓷基透波复合材料的候选材料之一。采用连续Si_(3)N_(4)纤维为增强体,以BCl_(3)+NH_(3)+H_(2)+Ar反应体系,利用化学气相沉积工艺在Si_(3)N_(4)纤维表面制备了BN界面层,并以聚硅硼氮烷为陶瓷先驱体,通过先驱体浸渍裂解工艺制备了Si_(3)N_(4)/SiBN复合材料。研究了CVD BN界面层的合成及其对Si_(3)N_(4)/SiBN复合材料弯曲性能的影响。结果表明:在Si_(3)N_(4)纤维表面获得了均匀致密的BN界面层,该界面层有效改善了复合材料中纤维/基体的界面结合力,复合材料显示出典型的韧性断裂特征。当界面层的厚度为200 nm时,Si_(3)N_(4)/SiBN的弯曲强度和断裂韧性分别为182.3 MPa和17.3 MPa·m^(1/2),比无涂层的复合材料分别提高了59.6%和94.4%。 展开更多

关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 化学气相沉积 先驱体浸渍裂解 BN界面层 力学性能

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2D Si_(3)N_(4f)/SiBN热透波复合材料的高温性能研究

11

作者 邱海鹏 马新 +4 位作者 梁艳媛 陈明伟 谢巍杰 王晓猛 赵禹良 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2021年第6期1012-1017,共6页

连续氮化物纤维增强氮化物复合材料在高温下具备优异的力学性能和介电性能稳定性,有希望应用于高超声速飞行器所需的热透波材料。以连续Si_(3)N_(4f)纤维为增强体,化学气相沉积BN为界面层,聚硅硼氮烷(PBSZ)为先驱体,采用先驱体浸渍裂解... 连续氮化物纤维增强氮化物复合材料在高温下具备优异的力学性能和介电性能稳定性,有希望应用于高超声速飞行器所需的热透波材料。以连续Si_(3)N_(4f)纤维为增强体,化学气相沉积BN为界面层,聚硅硼氮烷(PBSZ)为先驱体,采用先驱体浸渍裂解工艺制备了Si_(3)N_(4f)/SiBN复合材料。研究了复合材料在高温环境中的力学性能与介电性能,结果表明:在900℃以上,氨气气氛裂解时,PBSZ先驱体中的C元素可以被有效去除,其陶瓷产率约为53 wt.%~56 wt.%,其裂解产物中C含量低于0.3 wt.%,Si含量为38.11 wt.%,B元素为7.35 wt.%。Si_(3)N_(4f)/Si BN复合材料的室温弯曲强度为182.3 MPa,1400℃的弯曲强度保留率为44.7%。高温下,纤维的相变是导致复合材料失效的主要原因。介电常数和介电损耗在室温下分别为4.26和4.0×10^(-3),在1200℃时分别为4.89和8.9×10^(-3)。 展开更多

关键词 陶瓷基透波复合材料 先驱体浸渍裂解 力学性能 介电性能

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