SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料制备技术研究进展

1

作者 王衍飞 刘荣军 +2 位作者 张金 杜金平 李端 《材料工程》 北大核心 2025年第4期52-74,共23页

连续碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化等优异的综合性能,是在航空涡轮发动机热端部件和新型空天飞行器防热结构等领域具有广泛应用前景的先进材料。本文从SiC_(f)/SiC复合材料的四大... 连续碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料具有轻质、高强韧、耐高温、抗氧化等优异的综合性能,是在航空涡轮发动机热端部件和新型空天飞行器防热结构等领域具有广泛应用前景的先进材料。本文从SiC_(f)/SiC复合材料的四大组成单元出发,综述了SiC纤维、界面相、SiC基体和环境障涂层(EBC)制备技术研究进展,并提出了SiC_(f)/SiC复合材料未来发展需要突破的瓶颈问题。目前第三代SiC纤维具有近化学计量的C/Si比,并且具有优异的高温力学性能和耐温性能。界面相的结构和抗氧化性能对SiC_(f)/SiC复合材料在高温有氧环境下的力学性能起着决定性作用,探索与SiC相匹配且具有优异抗氧化性能的新型界面相,并且实现连续均匀制备,是界面相发展的研究重点。SiC_(f)/SiC复合材料常用的制备方法主要有PIP法、CVI法和RMI法,但是单一方法已经无法满足复合材料的性能需求,由此研究者主要开展了CVI-PIP联用工艺制备SiC_(f)/SiC复合材料的工艺参数、微观结构和力学性能等研究。环境障涂层作为防止SiC_(f)/SiC复合材料受到外界环境侵蚀的屏障,在第三代Si/Yb2Si2O7环境障涂层体系基础上,通过补充Si源、自愈合等策略可制备得到高可靠、长寿命的环境障涂层,从而提高SiC_(f)/SiC复合材料构件的服役寿命。为了实现SiC_(f)/SiC复合材料的广泛应用,未来还需要在复合材料结构设计、低成本制造、新型抗氧化界面相开发、抗开裂、抗剥落的新型环境障涂层研制、失效分析与寿命预测等方面开展进一步的研究工作。 展开更多

关键词 SiC_(f)/SiC复合材料 SIC纤维 界面相 EBC涂层 制备工艺

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基于高固相含量溶胶的C/Mullite复合材料氧化与热震行为研究

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作者 张伟 马青松 +2 位作者 曾宽宏 王为得 毛卫国 《材料导报》 北大核心 2025年第19期262-266,共5页

得益于碳纤维的补强增韧,连续碳纤维增强莫来石(C/mullite)复合材料在航空航天热结构材料领域具有广阔的应用前景。为了进一步厘清C/mullite复合材料在服役环境下的失效行为,本工作系统研究了其在1300℃的氧化行为与1300~1500℃的热震... 得益于碳纤维的补强增韧,连续碳纤维增强莫来石(C/mullite)复合材料在航空航天热结构材料领域具有广阔的应用前景。为了进一步厘清C/mullite复合材料在服役环境下的失效行为,本工作系统研究了其在1300℃的氧化行为与1300~1500℃的热震行为。结果表明,1300℃时随着氧化时长增加,C/mullite复合材料的失重逐渐增加,力学性能逐渐衰退,其主要原因在于复合材料表面SiO_(2)的粘性流动效果不佳。氧化和热交变的耦合作用使得C/mullite复合材料在1300℃热震10次(总氧化时长约50 min)后性能明显低于其在1300℃氧化60 min。此外,由于1500℃时C/mullite表面SiO_(2)的粘性流动效应增强,复合材料在1400℃和1500℃热震后失重和性能没有明显差异。 展开更多

关键词 C/mullite复合材料 氧化 热震 力学性能 SiO_(2)粘性流动

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基于高性能纤维的空间结构与制造材料

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作者 赵洋 韩成 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期556-567,共12页

高性能纤维具有质量轻、强度高、化学稳定性好以及便于结构制造等显著特点,在空间领域具有重要应用.其在空间可展开结构中,凭借低密度与高强度减轻了结构重量、提升了运载效率,且兼具良好柔韧性与稳定性,可保障结构在轨可靠运行;在空间... 高性能纤维具有质量轻、强度高、化学稳定性好以及便于结构制造等显著特点,在空间领域具有重要应用.其在空间可展开结构中,凭借低密度与高强度减轻了结构重量、提升了运载效率,且兼具良好柔韧性与稳定性,可保障结构在轨可靠运行;在空间碎片防护结构中,依靠优异的力学性能与抗冲击能力,保障航天器在轨安全;在柔性捕获网方面,其高强度与韧性确保了捕获操作的可靠安全,助力轨道资源维护.随着月壤研究的深入,其在月壤材料原位制造中展现出潜在应用价值.结合嫦娥六号月壤最新研究成果,探讨了月壤纤维制造技术和月球基地建造材料的发展方向.深入研究高性能纤维在空间领域的应用,将为空间结构设计制造提供新的思路和方法,实现空间资源高效利用. 展开更多

关键词 纤维 月壤 空间材料 空间结构 原位制造

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连续纤维增强陶瓷基复合材料连接件的研究进展 被引量：6

4

作者 马昕 刘海韬 孙逊 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1-11,共11页

连续纤维强韧化陶瓷基复合材料(CMCs)是航空航天等领域关键热结构材料,机械连接作为最可靠的连接方式之一,是实现大尺寸复杂CMCs构件连接的重要手段。目前,CMCs连接件的研究正在快速发展,但鲜见有关CMCs连接件的全面综述性文献。本文围... 连续纤维强韧化陶瓷基复合材料(CMCs)是航空航天等领域关键热结构材料,机械连接作为最可靠的连接方式之一,是实现大尺寸复杂CMCs构件连接的重要手段。目前,CMCs连接件的研究正在快速发展,但鲜见有关CMCs连接件的全面综述性文献。本文围绕近年来在CMCs连接件领域的研究工作,归纳了CMCs紧固件的制备及力学性能表征方法,系统梳理和讨论了CMCs紧固件的损伤失效机制,从材料性能和外部环境角度出发,重点阐述了CMCs紧固件力学性能的影响因素和规律,并介绍了CMCs机械连接件相关研究工作,最后对CMCs连接件在损伤规律、失效机制、有限元仿真以及连接可靠性等方面进行了展望。 展开更多

关键词 陶瓷基复合材料 螺栓 销钉 连接

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高熵碳化物陶瓷材料研究进展

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作者 解陈一 刘荣军 +2 位作者 王衍飞 李端 缪花明 《材料工程》 北大核心 2025年第8期44-57,共14页

高熵陶瓷因其优异的综合性能,相较于传统陶瓷材料更能适应极端服役环境的需求,近年来受到国内外学者的广泛关注。得益于“高熵效应”,高熵碳化物陶瓷在力学性能、抗氧化性能和高温稳定性等方面具有更出色的表现。本文简要介绍了高熵陶... 高熵陶瓷因其优异的综合性能,相较于传统陶瓷材料更能适应极端服役环境的需求,近年来受到国内外学者的广泛关注。得益于“高熵效应”,高熵碳化物陶瓷在力学性能、抗氧化性能和高温稳定性等方面具有更出色的表现。本文简要介绍了高熵陶瓷的研究现状,归纳和总结了高熵碳化物陶瓷粉体和块体的制备方法;对高熵碳化物陶瓷的力学性能、导热性能、抗氧化性能、高温稳定性、耐烧蚀性能的相关研究进行了综述与讨论,并简述了机器学习在高熵陶瓷体系开发中的应用;最后针对目前高熵碳化物陶瓷材料研究中存在的问题,对新体系开发、制备方法、高温性能测试、机器学习与理论计算等方面进行了总结与展望。 展开更多

关键词 高熵陶瓷 碳化物 制备工艺 力学性能 抗氧化性 机器学习

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陶瓷纤维海绵的三维组装方法

6

作者 陈天燮 沈艳 +1 位作者 康伟峰 苟燕子 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期28-36,共9页

陶瓷纤维海绵具有密度低、比表面积高、孔隙率高、热稳定性好、隔热性能优异等特点,有望成为隔热、阻燃、吸水、能量转换等领域极具发展前景的商业陶瓷材料。本文总结了三维静电纺丝、气流纺丝和离心纺丝等直接组装方法,综述了直接纺丝... 陶瓷纤维海绵具有密度低、比表面积高、孔隙率高、热稳定性好、隔热性能优异等特点,有望成为隔热、阻燃、吸水、能量转换等领域极具发展前景的商业陶瓷材料。本文总结了三维静电纺丝、气流纺丝和离心纺丝等直接组装方法,综述了直接纺丝法制备陶瓷纤维海绵的研究进展,分析了陶瓷纤维海绵面临生产效率较低的问题,最后提出陶瓷纤维海绵未来发展方向为:(1)提高生产效率、降低生产成本、批量生产形状可控的陶瓷纤维海绵;(2)提高高温隔热性能,促进陶瓷纤维海绵在防隔热领域的应用;(3)提升结构稳定性,制备具有高弹性、柔韧性以及抗疲劳性的陶瓷纤维海绵;(4)研发具有光、电磁等特殊功能的陶瓷纤维海绵材料,扩大陶瓷纤维海绵的应用范围。 展开更多

关键词 陶瓷纤维海绵 组装方法 直接纺丝法

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碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响 被引量：4

7

作者 缪花明 刘荣军 +3 位作者 王衍飞 李俊生 李端 万帆 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期142-148,共7页

采用不同面密度和丝束大小的碳纤维布,通过不同z向缝合方式编织了两种碳布叠层结构的碳纤维预制体,再经化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)与气相渗硅法(gaseous silicon infiltration,GSI)联用制备了C/C-SiC复合材料。... 采用不同面密度和丝束大小的碳纤维布,通过不同z向缝合方式编织了两种碳布叠层结构的碳纤维预制体,再经化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)与气相渗硅法(gaseous silicon infiltration,GSI)联用制备了C/C-SiC复合材料。研究了碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响。结果表明,由纤维体积分数与C/C素坯密度都相同的预制体所制备的两种复合材料的密度、各相组成、结构与性能均大不相同。较小的碳纤维丝束(1K)和碳布面密度(92 g/m^(2)),以及锁式缝合留下的较大孔隙为GSI反应中Si蒸气的渗透提供了更加充足的通道,最终制备的T1复合材料孔隙率低、结构均匀、性能更高,其弯曲强度、模量和断裂韧度分别为300.97 MPa,51.75 GPa,11.32 MPa·m^(1/2)。初始预制体结构和C/C中间体结构的综合调控是CVI-GSI联用工艺制备高性能C/C-SiC复合材料的关键。 展开更多

关键词 C/C-SIC复合材料 预制体结构 气相渗硅 化学气相渗透 碳布叠层

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纤维增强Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶隔热复合材料研究进展 被引量：6

8

作者 张路佳 姜勇刚 +2 位作者 冯军宗 李良军 冯坚 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第12期4397-4405,共9页

Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶是一种低密度、高比表面积、高孔隙率、低热导率的三维结构纳米多孔材料,在航空航天、建筑保温、石油化工等领域具有广泛的应用前景,是理想的高温隔热基体之一。但纯Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶力学性能和抑制... Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶是一种低密度、高比表面积、高孔隙率、低热导率的三维结构纳米多孔材料,在航空航天、建筑保温、石油化工等领域具有广泛的应用前景,是理想的高温隔热基体之一。但纯Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶力学性能和抑制高温辐射传热能力较弱,限制了自身在隔热领域的应用。采用纤维作为增强体,制备的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶复合材料同时具有较好的力学和隔热性能,是目前国内外高温隔热材料方向的研究热点之一。本文介绍了纤维增强Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶隔热复合材料的制备方法,综述了目前国内外该材料的研究进展,并对其未来发展趋势做了展望。 展开更多

关键词 隔热复合材料 纤维增强 Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶 力学性能 隔热性能

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固含量对浆料浸渍法制备氧化铝陶瓷基复合材料结构与性能的影响 被引量：6

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8期120-129,共10页

氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料具有耐高温、高强度、抗氧化等特点,在航空航天热结构材料方向具有广阔的应用前景。使用Nextel^(TM)610纤维布作为增强体,以浆料浸渍-模压成型工艺制备复合材料粗坯,经马弗炉一次高温烧结获得氧化铝... 氧化铝纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料具有耐高温、高强度、抗氧化等特点,在航空航天热结构材料方向具有广阔的应用前景。使用Nextel^(TM)610纤维布作为增强体,以浆料浸渍-模压成型工艺制备复合材料粗坯,经马弗炉一次高温烧结获得氧化铝陶瓷基复合材料。通过对纤维和基体的晶体结构、力学强度等性能随热处理温度变化的影响确定适合复合材料制备的温度范围。研究不同固含量浆料对复合材料力学性能和微观结构的影响。结果表明:Nextel^(TM)610/Al 2O 3陶瓷基复合材料的弯曲强度随着固含量的增大呈先增大后减小的变化趋势,当浆料固含量为60%(质量分数,下同)时,其弯曲强度最大,达到370.68 MPa。当固含量小于60%时,复合材料弯曲强度较低的原因是纤维束内的基体填充不足;当固含量增大至65%时,复合材料弯曲强度衰减原因是过多基体缺陷的产生和纤维-基体界面间结合增强,阻碍了纤维脱粘、拔出等增韧机制。 展开更多

关键词 浆料法 固含量 氧化铝 陶瓷基复合材料 力学性能

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超高温陶瓷及其复合材料的稀土改性研究进展 被引量：2

10

作者 史扬帆 潘勇 +2 位作者 高扬 迟蓬涛 陈思安 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第2期682-693,共12页

超高温陶瓷及其复合材料因具有耐超高温、轻质和抗氧化烧蚀等优点,目前已成为航空航天领域热结构材料研究的热点和前沿。基于稀土化合物在热障涂层等领域的优异性能和成功应用,研究人员将稀土化合物引入超高温陶瓷及其复合材料中,改善... 超高温陶瓷及其复合材料因具有耐超高温、轻质和抗氧化烧蚀等优点,目前已成为航空航天领域热结构材料研究的热点和前沿。基于稀土化合物在热障涂层等领域的优异性能和成功应用,研究人员将稀土化合物引入超高温陶瓷及其复合材料中,改善氧化层的结构和性质,以期解决超高温陶瓷基复合材料氧化层增长速度偏快和宽温域高低温循环氧化层易剥落等问题。本文综述了稀土改性超高温陶瓷及其复合材料的研究现状,分析探讨了改性机理,并展望了未来的研究发展方向。 展开更多

关键词 超高温陶瓷 超高温陶瓷复合材料 稀土元素 氧化烧蚀行为 化合物改性 氧化层

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氮化物陶瓷纤维的制备、结构与性能 被引量：10

11

作者 邵长伟 龙鑫 +1 位作者 张帅 王兵 《航空制造技术》 2020年第15期90-101,共12页

以氧化铝纤维为代表的氧化物纤维和以碳化硅纤维为代表的碳化物纤维已被广为研究和应用,而氮化物陶瓷纤维(本文指由含氮共价键构成的、连续的细直径非氧化物陶瓷纤维)尚未得到广泛认识。氮化物陶瓷纤维不仅具有连续陶瓷纤维的结构承载作... 以氧化铝纤维为代表的氧化物纤维和以碳化硅纤维为代表的碳化物纤维已被广为研究和应用,而氮化物陶瓷纤维(本文指由含氮共价键构成的、连续的细直径非氧化物陶瓷纤维)尚未得到广泛认识。氮化物陶瓷纤维不仅具有连续陶瓷纤维的结构承载作用,而且还具有大范围可调控的介电性能,在航空航天装备上有重要应用领域和广阔发展空间。简述了国内外氮化物陶瓷纤维的发展历史和功能特性,重点介绍了国防科技大学以及国内其他科研单位在系列化氮化物陶瓷纤维的研究进展,主要涵盖了氮化硅(Si3N4)、硅碳氮(SiCN)和硅硼氮(SiBN)等陶瓷纤维的制备、结构与性能,旨在推动结构功能一体化氮化物陶瓷纤维的研制和应用,吸引产学研的广泛力量共同支持连续陶瓷纤维的发展。 展开更多

关键词 陶瓷纤维 氮化物陶瓷 氮化硅 硅碳氮 硅硼氮 结构性能

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多孔Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料研究进展 被引量：4

12

作者 刘海韬 姜如 +3 位作者 孙逊 陈晓菲 马昕 杨方 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期66-75,共10页

作为20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,连续氧化铝纤维增韧氧化铝(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3))复合材料已经发展为与C_(f)/SiC、SiC_(f)/SiC等非氧化物复合材料并列的陶瓷基复合材料。以多孔基体实现基体裂纹偏转成... 作为20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,连续氧化铝纤维增韧氧化铝(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3))复合材料已经发展为与C_(f)/SiC、SiC_(f)/SiC等非氧化物复合材料并列的陶瓷基复合材料。以多孔基体实现基体裂纹偏转成为Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料主要的增韧设计方法,形成的多孔Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料具有优异的抗氧化性能和高温力学性能,可在高温富氧、富含水汽的中等载荷工况中长时服役,是未来重要的热结构材料。经过近30年的发展,多孔Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料已被应用于航空发动机、燃气轮机等热端部件。本文综述了多孔Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料的增韧设计方法、制备方法、微观结构和力学性能等多个方面的研究进展,并提出了当下存在的问题以及后续发展方向。 展开更多

关键词 Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料 多孔基体 增韧机制 微观结构 力学性能

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高温隔热用微纳陶瓷纤维研究进展 被引量：16

13

作者 张晓山 王兵 +3 位作者 吴楠 韩成 吴纯治 王应德 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期245-256,共12页

陶瓷纤维具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化和耐机械震动性能好等优点,是空天飞行器、核能发电和化工冶金等热防护领域所需的关键高温隔热材料。传统陶瓷纤维直径粗(φ>5μm)、脆性大、热导率高,在实际隔热领域应用中受到了极大限... 陶瓷纤维具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化和耐机械震动性能好等优点,是空天飞行器、核能发电和化工冶金等热防护领域所需的关键高温隔热材料。传统陶瓷纤维直径粗(φ>5μm)、脆性大、热导率高,在实际隔热领域应用中受到了极大限制。减小纤维直径,制备微纳陶瓷纤维,不仅有利于提高纤维力学性能,还有望改善其高温隔热性能,近年来引起了研究者的广泛关注。从微纳陶瓷纤维中影响热传输(气体热传导、固体热传导和辐射传热)的本征因素出发,有针对地进行组成和结构优化,进而改善其高温隔热性能,是当前微纳陶瓷隔热纤维研究的重点方向。本文结合国内外研究现状,在介绍微纳陶瓷纤维隔热机理的基础上,按照纤维的组成和结构特点将目前微纳陶瓷隔热纤维分为三类,即微纳陶瓷纤维气凝胶、中空/多孔微纳陶瓷纤维和复合微纳陶瓷纤维。对这三类不同特点的微纳陶瓷隔热纤维最新研究进展进行综述,并展望了微纳陶瓷隔热纤维的未来发展方向。 展开更多

关键词 微纳陶瓷纤维 高温隔热 结构优化 纤维气凝胶 中空纤维 复合纤维 综述

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快速制备纳米SiO2粉末基隔热复合材料的研究进展及展望 被引量：6

14

作者 张凤云 姜勇刚 +2 位作者 冯军宗 李良军 冯坚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期11043-11048,共6页

纳米气凝胶隔热复合材料是一种隔热性能优异的纳米复合材料,广泛应用于航空宇航、石油化工、建筑保温隔热领域,但是较高的成本和复杂的超临界或常压干燥技术限制了其在隔热领域的应用。纳米SiO2粉末基复合材料采用纳米SiO2粉末为基体,... 纳米气凝胶隔热复合材料是一种隔热性能优异的纳米复合材料,广泛应用于航空宇航、石油化工、建筑保温隔热领域,但是较高的成本和复杂的超临界或常压干燥技术限制了其在隔热领域的应用。纳米SiO2粉末基复合材料采用纳米SiO2粉末为基体,陶瓷纤维作增强材料,加入粘接剂、表面活性剂等添加剂,通过干法或者湿法成型实现快速制备,制备过程不需要复杂的干燥技术,相比纳米气凝胶隔热材料具有更低的成本,是一种极具发展潜力的纳米隔热复合材料。然而,由于纳米SiO2粉末基复合材料采用纳米SiO2粉末为基体,导致材料力学性能明显低于纳米气凝胶隔热复合材料;添加增强纤维和粘接剂可以提高材料的力学性能,但是其隔热性能明显下降。因此,近年来研究者们主要从优化制备工艺方面不断尝试,在充分发挥纳米SiO2粉末基复合材料低热导率优势的同时提高其力学性能。目前,纳米SiO2粉末基隔热复合材料的快速制备方法主要包括干法成型工艺和湿法成型工艺两类。其中,干法模压成型工艺应用较早,工艺成熟,制备的SiO2粉末基隔热复合材料具有较低的热导率,但成型压力较大,生产复杂形状产品的难度较大。湿法成型工艺主要有模压成型和浇筑成型两种方法,湿法模压成型相比干法模压成型具有更好的分散效果,但增加了工艺的复杂性;浇筑成型工艺简单,可成型复杂异性产品,为纳米SiO2粉末基隔热复合材料的快速制备提供了更多选择。本文综述了纳米SiO2粉末基隔热复合材料的快速制备方法及其研究进展,分别对干法成型工艺和湿法成型工艺进行介绍,分析了纳米SiO2粉末基复合材料面临的问题,对其未来发展趋势进行了展望,以期为快速制备高性能、低成本的新型纳米SiO2粉末基隔热复合材料提供参考。 展开更多

关键词 快速制备 纳米SIO 2粉末 隔热复合材料

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耐高温SiO_(2)气凝胶隔热复合材料的重复使用性能 被引量：7

15

作者 徐凛 姜勇刚 +2 位作者 李良军 冯军宗 冯坚 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期411-418,共8页

空天往返飞行器热防护系统要求隔热材料必须具有良好的可重复使用性能。以耐高温SiO_(2)气凝胶隔热复合材料(SAF)为研究对象,采用800℃/2000 s马弗炉热处理方式,研究高温重复使用次数对SAF材料热稳定性、微观结构和组成、力学和隔热性... 空天往返飞行器热防护系统要求隔热材料必须具有良好的可重复使用性能。以耐高温SiO_(2)气凝胶隔热复合材料(SAF)为研究对象,采用800℃/2000 s马弗炉热处理方式,研究高温重复使用次数对SAF材料热稳定性、微观结构和组成、力学和隔热性能的响应。结果表明:经800℃/2000 s马弗炉处理20次后,SAF材料800℃热导率(0.0420 W/(m·K))和隔热性能(800℃/2000 s石英灯红外辐射加热,材料背面温升147.6℃)与热处理前性能相当,压缩强度增加33%(3%应变),材料厚度、微观结构形貌和材料组成变化不大。 展开更多

关键词 耐高温 SiO_(2)气凝胶 隔热材料 热导率 热处理

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SiC纤维成键陶瓷材料研究进展 被引量：1

16

作者 许志明 余艺平 +1 位作者 王松 李伟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期23-32,共10页

SiC纤维成键陶瓷(SiC fiber-bonded ceramics,FBCs)作为一种由SiC纤维热压烧结而得到的新型高温结构材料,具有低气孔率、高纤维体积分数的结构特点,以及耐高温、抗氧化、高强度等性能优势,是航空发动机涡轮叶片、转子等高温部件的极佳... SiC纤维成键陶瓷(SiC fiber-bonded ceramics,FBCs)作为一种由SiC纤维热压烧结而得到的新型高温结构材料,具有低气孔率、高纤维体积分数的结构特点,以及耐高温、抗氧化、高强度等性能优势,是航空发动机涡轮叶片、转子等高温部件的极佳候选材料。本文系统论述了SiC纤维成键陶瓷的研究进展情况,介绍了两类成键陶瓷(Tyrannohex与SA-Tyrannohex)的结构特点与制备方法,讨论了成键陶瓷组成、结构与性能之间的相互关系,指出界面碳层对于成键陶瓷性能的发挥具有关键作用,着重介绍了SA-Tyrannohex型成键陶瓷的室温与高温力学性能,分析其具有优异高温性能的原因,总结SA-Tyrannohex考核验证与应用发展情况,指出目前成键陶瓷还存在复杂构件成型困难等问题,并展望了成键陶瓷未来需要进一步强韧化、加强动态服役考核等发展趋势与研究方向,最后提出开展SiC纤维成键陶瓷的研究对于我国耐高温部件新材料的研制具有重要意义。 展开更多

关键词 碳化硅纤维 SiC成键陶瓷 热压烧结 力学性能 应用发展

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杂化酚醛树脂/玻璃纤维隔热瓦的制备及性能研究 被引量：1

17

作者 吉冯春 彭志航 +2 位作者 杨鑫 向阳 冯坚 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期117-124,共8页

本文以短切玻璃纤维为骨架,TEOS改性酚醛树脂为黏结剂,采用真空抽滤法制备出一种低成本、耐中低温隔热需求的玻璃纤维隔热瓦(GIT),并具体探究了杂化树脂黏结剂对隔热瓦的微观形貌、力学性能、隔热性能的影响规律。结果表明,TEOS与酚醛... 本文以短切玻璃纤维为骨架,TEOS改性酚醛树脂为黏结剂,采用真空抽滤法制备出一种低成本、耐中低温隔热需求的玻璃纤维隔热瓦(GIT),并具体探究了杂化树脂黏结剂对隔热瓦的微观形貌、力学性能、隔热性能的影响规律。结果表明,TEOS与酚醛树脂相容性良好,能成功构建刚柔相结合的双网络互穿结构。制备的玻璃纤维隔热瓦均具有典型的准层状分布,密度为0.20~0.26 g/cm^(3)。其中,GIT-100的综合性能最好,Z向、X/Y向压缩强度分别在应变为5.1%、4.2%时呈现最大值0.695 MPa、3.546 MPa,压缩形变为15%时的回弹率高达90%,室温热导率为0.0475 W/(m·K),经400℃热处理后压缩强度下降12.5%。 展开更多

关键词 纤维隔热瓦 酚醛树脂 玻璃纤维 隔热性能 低成本 复合材料

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PIP法制备C/SiOC复合材料的微结构演变与力学性能 被引量：1

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作者 郭蕾 马青松 陈雅琦 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期162-169,共8页

碳纤维增强硅树脂衍生SiOC(C/SiOC)复合材料具有高性价比的优势,是一种应用前景良好的高温结构材料。以碳纤维针刺毡作为增强体,通过先驱体浸渍裂解(precursor infiltration pyrolysis,PIP)工艺制备C/SiOC复合材料。在首周期引入热模压... 碳纤维增强硅树脂衍生SiOC(C/SiOC)复合材料具有高性价比的优势,是一种应用前景良好的高温结构材料。以碳纤维针刺毡作为增强体,通过先驱体浸渍裂解(precursor infiltration pyrolysis,PIP)工艺制备C/SiOC复合材料。在首周期引入热模压交联工艺,通过优化热模压温度和压力,在不破坏针刺毡结构的前提下,有效提高了纤维体积分数和复合材料致密度,使C/SiOC复合材料的室温弯曲强度和断裂韧度分别提升至331 MPa和16.0 MPa·m^(1/2)。对C/SiOC复合材料的致密化过程的结构演变进行了分析,结果表明,基体优先填充纤维束内孔隙,复合材料的孔隙大部分集中分布在Z向纤维附近。随着制备周期的增加,复合材料的孔隙率逐渐降低,孔隙由连通孔转变为孤立孔。经过8周期“浸渍-交联-裂解”工艺,复合材料基本完成致密化。 展开更多

关键词 C/SiOC复合材料 三维碳纤维针刺毡 热模压 力学性能 先驱体浸渍裂解

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h-BN与纳米纤维素柔性导热膜的制备及性能

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作者 李亚文 王洪磊 +1 位作者 余金山 周新贵 《材料工程》 北大核心 2025年第9期155-163,共9页

六方氮化硼(h-BN)由于其标准的六方晶体结构和较宽的电子带隙,具有优异的导热性能、电绝缘性能和化学稳定性,在导热绝缘领域具有广泛的应用前景。但纯h-BN具有一定的化学惰性。因此,采用液相超声剥离法,用支化聚乙烯亚胺(PEI)对h-BN进... 六方氮化硼(h-BN)由于其标准的六方晶体结构和较宽的电子带隙,具有优异的导热性能、电绝缘性能和化学稳定性,在导热绝缘领域具有广泛的应用前景。但纯h-BN具有一定的化学惰性。因此,采用液相超声剥离法,用支化聚乙烯亚胺(PEI)对h-BN进行表面功能化修饰以增加其表面活性。将修饰后氮化硼纳米片(PEI-BNNS)与纳米纤维素(cellulose nanofiber,CNF)共混,以PEI-BNNS为导热填料,CNF为基体,采用真空抽滤法制备了柔性复合导热膜。结果表明,氢键增加了导热填料与基体之间的相互作用力,使PEI-BNNS能够更好地分散在CNF基体中。CNF充当“桥梁”连接PEI-BNNS从而形成较为完备的导热网络,使柔性导热膜的导热性能和机械性能有了明显的提高,其中30%(质量分数)PEI-BNNS/CNF导热膜的热导率达到42.59 W/(m·K),弹性模量达到41.89 MPa。 展开更多

关键词 氮化硼纳米片 纳米纤维素 支化聚乙烯亚胺 热导率 电绝缘性

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CNT/SiC微纳纤维电磁吸波性能

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作者 吴笑涵 张晓山 +2 位作者 张松鹤 刘涛 王应德 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第3期580-587,共8页

新一代飞行器对耐高温吸波材料提出了迫切需求,SiC纤维具有耐高温、抗氧化、电磁吸收等优点,在高温吸波领域具有较好的应用前景。但SiC纤维自身组成结构调控有限,限制了其介电常数和吸波性能的优化设计。通过化学接枝法在SiC先驱体中引... 新一代飞行器对耐高温吸波材料提出了迫切需求,SiC纤维具有耐高温、抗氧化、电磁吸收等优点,在高温吸波领域具有较好的应用前景。但SiC纤维自身组成结构调控有限,限制了其介电常数和吸波性能的优化设计。通过化学接枝法在SiC先驱体中引入高比表面积、高电导率的碳纳米管(CNT),制备了CNT/SiC微纳纤维。在2 GHz~18 GHz范围内,CNT/SiC微纳纤维介电常数实部和虚部的分别在4.52~5.97和0.74~1.19范围内可调。当材料厚度为2.5 mm时,CNT/SiC微纳纤维最低反射损耗在14.24 GHz处达到−16.29 dB,有效吸收带宽为4.4 GHz,制备的CNT/SiC纤维在高温吸波领域具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 CNT/SiC纤维 静电纺丝 电磁波吸收 耐高温性能

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