原位反应/热压合成Ti_(2)AlC-20TiB_(2)复合材料在1000~1300℃空气中的高温氧化行为

1

作者 王文婷 徐敬军 +3 位作者 马科 李美栓 李兴超 李同起 《无机材料学报》 北大核心 2025年第1期31-38,共8页

Ti_(2)AlC是MAX相材料中抗氧化性能最好的化合物之一,在高温结构材料和高温抗氧化防护涂层领域具有潜在的应用前景,然而其强度和硬度不足,在高温领域的应用受到限制。为了提升Ti2AlC的性能,本研究采用原位固-液相反应/热压方法成功合成... Ti_(2)AlC是MAX相材料中抗氧化性能最好的化合物之一,在高温结构材料和高温抗氧化防护涂层领域具有潜在的应用前景,然而其强度和硬度不足,在高温领域的应用受到限制。为了提升Ti2AlC的性能,本研究采用原位固-液相反应/热压方法成功合成了Ti_(2)AlC-20%TiB2(体积分数)复合材料(简称Ti_(2)AlC-20TiB_(2)),分析了其在1000~1300℃的高温氧化行为,揭示了其高温抗氧化机理。结果表明:Ti_(2)AlC-20TiB_(2)复合材料的氧化动力学符合自然对数规律,比单相Ti_(2)AlC具有更优异的抗氧化性能。1200℃以下,氧化膜主要由Al_(2)O_(3)(内层)和TiO_(2)(外层)组成,而在1300℃时,氧化膜的外层则是TiO_(2)与Al_(2)TiO_(5)混合物。复合材料形成的Al_(2)O_(3)保护层比单相Ti_(2)AlC形成的更为致密,这是抗氧化性能优异的关键。引入的TiB_(2)颗粒减小了材料的晶粒尺寸,增加了短路扩散的晶界数量,有利于Al的选择性氧化,从而加速了Al_(2)O_(3)保护层的形成。TiB_(2)氧化过程中生成的B2O3能够填充微孔并修复微裂纹,有效阻止了O的内扩散,进一步提高了复合材料的抗氧化性能。 展开更多

关键词 Ti_(2)AlC-TiB_(2)复合材料 高温氧化行为 氧化保护层 高温抗氧化机理

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酚醛树脂基复合材料传热-热解模型构建与试验研究 被引量：1

2

作者 李冬 柳云钊 +2 位作者 陈鑫 杨云华 刘宏宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期49-59,共11页

针对现有酚醛树脂基复合材料传热-热解模型忽略产物气体渗流可压缩效应的问题,建立了考虑热解气体可压缩流动的酚醛树脂基复合材料传热-热解模型。通过可压缩压力耦合方程组半隐式方法,求解完整的Navier-Stocks方程,以实现对热解气体可... 针对现有酚醛树脂基复合材料传热-热解模型忽略产物气体渗流可压缩效应的问题,建立了考虑热解气体可压缩流动的酚醛树脂基复合材料传热-热解模型。通过可压缩压力耦合方程组半隐式方法,求解完整的Navier-Stocks方程,以实现对热解气体可压缩流动的模拟,而非现有模型普遍采用的不可压缩Darcy方程;改进了热解度的计算方式,提高了孔隙动态演化时热解区域材料物性插值的准确性。以一种酚醛树脂基复合材料——酚醛气凝胶复合材料为例,通过热质量试验数据,推导了热解动力学模型。测量了完全热解前后材料的关键计算输入参数。通过10 kPa低气压热试验测得了1000℃加热下材料的背温。结果表明:酚醛气凝胶复合材料存在200~550℃、550~800℃、800~1200℃共3个主要热解区间;完全热解前、后,材料孔隙率分别为0.568、0.484,渗透率分别为10^(-13)、10^(-12) m^(-2)。计算模型与试验结果吻合较好,最大相对误差为9.2%;热解气体向舱内渗流形成富集区域的现象对材料隔热有负面影响,但低导热系数和产物气体热阻塞作用仍使材料具备优异的防隔热性能。 展开更多

关键词 酚醛树脂基复合材料 热解动力学模型 传热-热解模型 低气压热试验

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一种玻纤/环氧-Nomex蜂窝夹层复合材料制备工艺与性能研究 被引量：9

3

作者 王伟 左小彪 +3 位作者 冯志海 颜雪 孙福瑞 刘武 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期42-47,共6页

以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究。通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制... 以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究。通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制备夹层板力学性能的影响关系,制定出了适宜的复合材料成型工艺制度。结合上述研究成果,进一步对采用不同面重胶膜和铺层结构制备出的夹层板进行了性能测试,考核结果表明:胶膜用量的增加可以明显提高Nomex蜂窝夹层板的滚筒剥离强度和长梁弯曲性能,而对平面压缩性能影响较小,但会明显降低复合材料的整体阻燃和烟毒性能;此外,对称铺层结构的材料整体结构稳定性明显优于非对称铺层结构。 展开更多

关键词 Nomex蜂窝夹层 流变 共固化 预浸料 胶膜 铺层结构

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低密度碳粘接碳纤维复合材料(CBCF)抗氧化改性研究 被引量：9

4

作者 师建军 张宗波 +3 位作者 冯志海 张大海 王筠 徐彩虹 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期728-734,共7页

以全氢聚硅氮烷(PHPS)为原料,采用浸渍-热转化方法,在低密度碳粘接碳纤维复合材料(CBCF)中短切碳纤维表面成功包覆硅氧氮(SiON)涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)等分析测试手段对碳纤维表面的SiON涂层进行了形貌... 以全氢聚硅氮烷(PHPS)为原料,采用浸渍-热转化方法,在低密度碳粘接碳纤维复合材料(CBCF)中短切碳纤维表面成功包覆硅氧氮(SiON)涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)等分析测试手段对碳纤维表面的SiON涂层进行了形貌和物相分析,结果表明:涂层主要由Si、O、N元素组成,在PHPS浓度为3wt%和5wt%条件下制备的涂层均匀、致密,随着PHPS浓度的提高,涂层厚度增加,但易发生结块。当PHPS浓度为10wt%和20wt%时,制备的SiON涂层出现结块并且存在裂纹。采用热重分析和等温氧化实验对纯CBCF和SiON涂层改性的CBCF复合材料抗氧化性能进行考核,结果显示碳纤维表面包覆SiON涂层能够显著提高CBCF复合材料的抗氧化性,随着PHPS浓度增大,低密度CBCF复合材料抗氧化性能显著提高。 展开更多

关键词 全氢聚硅氮烷 碳粘接碳纤维复合材料 浸渍-热转化法 SiON涂层 抗氧化

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三维间隔连体织物酚醛泡沫复合材料性能研究 被引量：6

5

作者 王志才 潘晓行 +3 位作者 缪长礼 郭梅梅 张宗强 匡松连 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期23-26,共4页

制备了三维间隔连体织物酚醛泡沫复合材料。研究发现,随着密度增加,泡沫孔的刚性提高,纤维增强效应增加,材料的压缩强度近似呈现指数增长;随着三维间隔连体织物高度的增加,复合材料的压缩强度呈现下降趋势。酚醛树脂经聚酰胺树脂增韧后... 制备了三维间隔连体织物酚醛泡沫复合材料。研究发现,随着密度增加,泡沫孔的刚性提高,纤维增强效应增加,材料的压缩强度近似呈现指数增长;随着三维间隔连体织物高度的增加,复合材料的压缩强度呈现下降趋势。酚醛树脂经聚酰胺树脂增韧后,韧性提高,泡沫伴随纤维错动、屈曲的可能性增加,复合材料的压缩强度有所降低。泡沫与纱线之间的协同增强效应使得材料在灼烧后保持良好的几何形状,复合材料的耐灼烧性能及隔热性能良好,经过最高热面温度1200℃的石英灯静热测试后,1200 s时背面温度为151.1℃。 展开更多

关键词 三维间隔连体织物 酚醛泡沫 压缩强度 耐灼烧性能 隔热性能

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超高温本体抗氧化碳/碳复合材料研究 被引量：7

6

作者 宋永忠 徐林 +2 位作者 许正辉 王俊山 冯志海 《中国材料进展》 CAS CSCD 2012年第8期15-19,32,共6页

通过向碳/碳复合材料基体中掺杂难熔金属化合物,研制出了一类集碳/碳材料优异的高温力学、热物理性能和超高温陶瓷材料非烧蚀性能于一体的超高温本体抗氧化碳/碳复合材料。攻克了难熔金属化合物在复合材料中分布以及组元与碳纤维反应控... 通过向碳/碳复合材料基体中掺杂难熔金属化合物,研制出了一类集碳/碳材料优异的高温力学、热物理性能和超高温陶瓷材料非烧蚀性能于一体的超高温本体抗氧化碳/碳复合材料。攻克了难熔金属化合物在复合材料中分布以及组元与碳纤维反应控制关键技术,提高了复合材料的力学性能。静态和动态高频等离子风洞超高温本体抗氧化试验表明,在驻点温度达到2 500℃,600 s烧蚀后烧蚀量仅为碳/碳复合材料的1/5,给出了超高温本体抗氧化碳/碳复合材料氧化烧蚀抑制机理。 展开更多

关键词 碳/碳复合材料 难熔金属化合物 烧蚀性能

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本体涂层协同抗氧化超高温碳/碳复合材料研究 被引量：2

7

作者 王俊山 宋永忠 +2 位作者 李兴超 刘风亮 张莹 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期86-91,共6页

通过向碳/碳复合材料基体中掺杂难熔金属化合物结合表面超高温抗氧化涂层,研制出了超高温本体涂层协同抗氧化碳/碳复合材料。通过微结构设计及控制,解决了纤维异构化、基体与陶瓷涂层间热胀匹配和多相复合陶瓷成分和结构精确控制的关键... 通过向碳/碳复合材料基体中掺杂难熔金属化合物结合表面超高温抗氧化涂层,研制出了超高温本体涂层协同抗氧化碳/碳复合材料。通过微结构设计及控制,解决了纤维异构化、基体与陶瓷涂层间热胀匹配和多相复合陶瓷成分和结构精确控制的关键技术,提高了复合材料的烧蚀性能。动态高频等离子风洞超高温抗氧化试验表明,在驻点温度1900~2500℃,经过2500s烧蚀,烧蚀速率10^(-4)mm/s,实现非烧蚀,而抗氧化碳/碳复合材料816s的烧蚀量则达到20mm以上。 展开更多

关键词 碳/碳复合材料 难熔金属化合物 烧蚀性能

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碳/碳多孔防热复合材料压缩性能研究 被引量：2

8

作者 张尧 卢子兴 +2 位作者 杨振宇 张大海 师建军 《宇航材料工艺》 CSCD 北大核心 2017年第5期52-55,共4页

常见高性能热防护材料的力学性能较为薄弱,这成为了飞行器热防护系统发展的瓶颈。因此,如何设计热防护材料,使其具有良好隔热效果同时兼具足够的承载能力,成为当前的研究热点。本文针对碳/碳多孔防热复合材料进行了单轴压缩实验,获得了... 常见高性能热防护材料的力学性能较为薄弱,这成为了飞行器热防护系统发展的瓶颈。因此,如何设计热防护材料,使其具有良好隔热效果同时兼具足够的承载能力,成为当前的研究热点。本文针对碳/碳多孔防热复合材料进行了单轴压缩实验,获得了其压缩应力—应变曲线,研究了其压缩变形特征及相应的失效模式,并通过SEM观测变形前后的材料细观结构,分析了材料内部的细观变形机制,也为进一步建立表征材料内部细观结构特征的有限元模型和进行数值模拟研究奠定了实验基础。实验结果表明:材料内部纤维主要沿面内随机分布,呈现出明显的分层现象。受其结构的影响,该材料面内方向力学性能比厚度方向优越。 展开更多

关键词 碳/碳多孔防热复合材料 细观结构 力学性能 实验测试

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航天飞行器热防护系统低密度烧蚀防热材料研究进展 被引量：48

9

作者 冯志海 师建军 +3 位作者 孔磊 罗丽娟 梁馨 匡松连 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期14-24,共11页

当前,树脂基烧蚀防热仍被认为是最有效、最可靠、最成熟和最经济的一种热防护方式,在航天飞行器热防护系统中普遍采用。近些年在载人航天、探月工程、深空探测和新型航天飞行器系列工程的需求牵引下,本团队开发了蜂窝增强低密度材料、... 当前,树脂基烧蚀防热仍被认为是最有效、最可靠、最成熟和最经济的一种热防护方式,在航天飞行器热防护系统中普遍采用。近些年在载人航天、探月工程、深空探测和新型航天飞行器系列工程的需求牵引下,本团队开发了蜂窝增强低密度材料、新型防隔热一体化材料、轻质烧蚀维形材料等先进防热复合材料,并开展了相应的应用基础以及工程应用研究工作,对烧蚀材料复杂防热机理及多重防热机制的协同作用进行了探索研究。随着再入/进入航天飞行器先进热防护系统需求的发展,功能多样化、兼容与集成是低密度树脂基烧蚀防热材料的主要发展趋势。 展开更多

关键词 烧蚀 低密度 气凝胶 多重热防护 多功能集成

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高导热碳/碳复合材料的设计与制备 被引量：13

10

作者 樊桢 余立琼 +3 位作者 李炜 孔清 王晓东 冯志海 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期369-376,共8页

高导热碳/碳复合材料具有轻质、高导热、高模量、低热胀以及传统碳/碳复合材料的高温高强度等优异性能,已成为当前复合材料研究的热点,在航天航空、电子科技、核工业等领域具有广阔的应用前景。本文依据构建的典型结构碳/碳复合材料热... 高导热碳/碳复合材料具有轻质、高导热、高模量、低热胀以及传统碳/碳复合材料的高温高强度等优异性能,已成为当前复合材料研究的热点,在航天航空、电子科技、核工业等领域具有广阔的应用前景。本文依据构建的典型结构碳/碳复合材料热导率模型,定量分析了重点结构参数对碳/碳复合材料热导率的影响,并据此开展了高导热碳/碳复合材料结构设计、调控、制备与表征研究,制备出室温导热方向热导率分别达到700,400和350 W/m·K以上单向、二维和三维高导热碳/碳复合材料。 展开更多

关键词 高导热 碳/碳复合材料 设计 制备 表征

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高导热碳/碳复合材料的制备 被引量：11

11

作者 冯志海 樊桢 +2 位作者 孔清 余立琼 徐林 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期51-58,共8页

以中间相沥青和中间相沥青基碳纤维为原料,采用碳布热压法、液相浸渍法制备了二维和三维高导热碳/碳复合材料,且所制得复合材料的热导率分别高达443和340 W/(m·K).依据碳/碳复合材料的热导率模型,分析了不同结构特征参数对材料热... 以中间相沥青和中间相沥青基碳纤维为原料,采用碳布热压法、液相浸渍法制备了二维和三维高导热碳/碳复合材料,且所制得复合材料的热导率分别高达443和340 W/(m·K).依据碳/碳复合材料的热导率模型,分析了不同结构特征参数对材料热导率的影响.结果表明,基体碳热导率、孔隙率以及界面相厚度均会在一定程度上影响材料的导热性能. 展开更多

关键词 高导热碳 碳复合材料 中间相沥青 中间相沥青基碳纤维

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碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料的性能与微结构 被引量：5

12

作者 孙银洁 李秀涛 +2 位作者 宋扬 石晓斌 许春来 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期81-84,共4页

利用前驱体浸渍、裂解方法制备了两种超高温陶瓷基复合材料,并对材料的力学性能进行了评价。采用SEM、EDS表征手段分析了材料复合过程中的微观结构特征,获得了工艺过程中碳纤维、基体、界面特征及其变化规律。结果表明,材料致密化周期减... 利用前驱体浸渍、裂解方法制备了两种超高温陶瓷基复合材料,并对材料的力学性能进行了评价。采用SEM、EDS表征手段分析了材料复合过程中的微观结构特征,获得了工艺过程中碳纤维、基体、界面特征及其变化规律。结果表明,材料致密化周期减少,热处理时间缩短,对纤维的损伤减轻,能充分提高碳纤维的强度利用率,从而提高材料的力学性能。 展开更多

关键词 超高温陶瓷复合材料 碳纤维 前驱体 微观结构 性能

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基于三维载荷传递机制的单向复合材料纵向拉伸的多尺度模型 被引量：2

13

作者 潘月秀 于雅琳 +3 位作者 朱世鹏 祁国成 张博明 高建丽 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期5-11,共7页

首先建立了单向复合材料代表性体积单元(RVE)载荷传递的三维有限元模型,阐述了载荷传递系数和载荷传递无效长度的计算方法。其次,基于单丝拉伸强度Weibull分布,引入Monte-Carlo概率随机数,建立了渐进损伤分析和强度预报的解析模型。再次... 首先建立了单向复合材料代表性体积单元(RVE)载荷传递的三维有限元模型,阐述了载荷传递系数和载荷传递无效长度的计算方法。其次,基于单丝拉伸强度Weibull分布,引入Monte-Carlo概率随机数,建立了渐进损伤分析和强度预报的解析模型。再次,测量了东丽T700S和T800H以及国产GCT700和GCT800等四种碳纤维单丝拉伸强度,并通过拟合得到Weibull函数,作为力学模型输入;为验证模型有效性,用热压罐成型工艺制造了与碳纤维分别对应的四种单向复合材料,并测量其纵向拉伸强度。最后,模拟了单向复合材料纵向拉伸渐进损伤过程,并对四种碳纤维增强复合材料强度的预报值和实验值进行了对比分析,表明该多尺度力学模型能较为准确地预报单向复合材料损伤过程和拉伸强度。 展开更多

关键词 碳纤维 强度 应力传递 有限元分析 数值分析 力学测试

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C_f/ZrB_2-SiC复合材料的制备及抗热冲击性能 被引量：2

14

作者 孙新 李军平 +2 位作者 胡继东 张国兵 冯志海 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期50-54,共5页

采用前驱体转化法制备Cf/ZrB2-SiC复合材料,对材料的热物理和热震性能进行了研究。采用扫描电镜和X射线衍射分析材料的微观结构及物相变化。结果表明:复合材料在1 700℃热震循环10次材料保持完整,表现出了良好的抗热震性能。通过微观结... 采用前驱体转化法制备Cf/ZrB2-SiC复合材料,对材料的热物理和热震性能进行了研究。采用扫描电镜和X射线衍射分析材料的微观结构及物相变化。结果表明:复合材料在1 700℃热震循环10次材料保持完整,表现出了良好的抗热震性能。通过微观结构分析,高温氧化后生成的多孔SiO2氧化层能够吸收热应力,缓解因热震带来的巨大温度差,ZrB2组元的加入有效地提高了材料抗热震性。 展开更多

关键词 CF ZrB2-SiC复合材料 微结构 抗热震性能

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C_f/ZrC-ZrB_2-SiC-C超高温陶瓷复合材料的显微结构表征 被引量：3

15

作者 周延春 张伟刚 郑丽雅 《中国材料进展》 CAS CSCD 2012年第8期20-24,32,共6页

利用X-射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Cf/ZrC-ZrB2-SiC-C超高温陶瓷复合材料的相组成、纤维/热解碳层的界面特征和超高温陶瓷基体的显微结构特征进行了表征。在碳纤维表面有一层厚度为2～3μm石墨化程度较高的热解碳界面层... 利用X-射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Cf/ZrC-ZrB2-SiC-C超高温陶瓷复合材料的相组成、纤维/热解碳层的界面特征和超高温陶瓷基体的显微结构特征进行了表征。在碳纤维表面有一层厚度为2～3μm石墨化程度较高的热解碳界面层,该界面层可以避免采用PIP工艺制备超高温陶瓷基体时可能对碳纤维造成的损伤。热解碳层与碳纤维之间为弱机械结合,其界面间分布着20～30 nm的ZrC纳米颗粒。Cf/ZrC-ZrB2-SiC-C超高温陶瓷复合材料基体主要由ZrC,ZrB2,SiC和石墨相(Cg)组成。基体中石墨的(002)面沿着ZrC,ZrB2或SiC的表面生长。在石墨与ZrB2和石墨与SiC的界面没有观察到取向关系,界面处既没有反应层也没有非晶相存在。在石墨与ZrC之间存在ZrC(111)∥Cg(002),ZrC[110]∥Cg[010]的取向关系。ZrB2和SiC之间也没有界面反应和非晶层存在。 展开更多

关键词 超高温陶瓷 复合材料 显微结构 界面

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高性能针刺碳/碳复合材料的制备与性能 被引量：17

16

作者 刘宇峰 俸翔 +5 位作者 王金明 许正辉 李同起 焦星剑 王雅雷 熊翔 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1105-1111,共7页

为获得高性能针刺碳/碳复合材料,拓展其应用领域,通过优化针刺工艺参数,设计并研制了不同结构参数的针刺预制体。采用沥青高压致密化工艺将针刺预制体制备成一系列针刺碳/碳复合材料,研究了针刺碳/碳复合材料的微观结构、力学性能和热... 为获得高性能针刺碳/碳复合材料,拓展其应用领域,通过优化针刺工艺参数,设计并研制了不同结构参数的针刺预制体。采用沥青高压致密化工艺将针刺预制体制备成一系列针刺碳/碳复合材料,研究了针刺碳/碳复合材料的微观结构、力学性能和热物理性能。结果表明,针刺预制体的针刺深度、针刺密度以及短/长纤维配比等对碳/碳复合材料的力学性能和热物理性能影响显著。当针刺深度为12 mm、针刺密度为22针/cm^2、短/长纤维比例为1.0:4.8时,针刺碳/碳复合材料表现出优良的综合性能,拉伸、压缩、弯曲、面内剪切和层间剪切强度分别达到207、228、285、54和28 MPa。 展开更多

关键词 碳/碳复合材料 针刺结构参数 力学性能 热物理性能

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连续碳纤维增强阴离子聚酰胺 6热塑性复合材料的制备与性能 被引量：6

17

作者 孙福瑞 纪高宁 +7 位作者 朱世鹏 杨云华 冯志海 马壮 左小彪 孔磊 王伟 陈金耀 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期45-50,共6页

采用树脂传递模塑工艺(RTM)制备了阴离子聚酰胺6树脂和连续碳纤维(CF)增强阴离子聚酰胺6(APA6)热塑性复合材料,研究了催化剂配比对APA6树脂转化率、结晶度和力学性能的影响。进一步探讨了纤维体积分数对连续CF/APA6复合材料力学性能的影... 采用树脂传递模塑工艺(RTM)制备了阴离子聚酰胺6树脂和连续碳纤维(CF)增强阴离子聚酰胺6(APA6)热塑性复合材料,研究了催化剂配比对APA6树脂转化率、结晶度和力学性能的影响。进一步探讨了纤维体积分数对连续CF/APA6复合材料力学性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的拉伸断裂形貌。结果表明,APA6树脂转化率和结晶度随着催化剂比例增大而降低;当纤维体积分数为40%时,连续CF/APA6复合材料的拉伸强度和弹性模量最高分别达到493 MPa和60 GPa;SEM分析表明,继续增加纤维体积分数(>40%),APA6树脂基体在碳纤维中的浸润性变差,弱化的界面使增强体作用难以发挥。 展开更多

关键词 碳纤维 阴离子聚酰胺6 热塑性复合材料

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短纤维增强C/C-SiC复合材料的微观结构与力学性能 被引量：4

18

作者 刘聪聪 王雅雷 +3 位作者 熊翔 叶志勇 刘在栋 刘宇峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期88-101,共14页

综合原料的热物理性能分析和配比设计,实现了C/C复合材料载体孔隙体积的精细控制,采用热压-熔渗两步法在低温条件下制备了具有高致密、低残余Si含量特征的短碳纤维增强C/C-SiC复合材料。系统解析了C/C-SiC复合材料成型过程中的结构演变... 综合原料的热物理性能分析和配比设计,实现了C/C复合材料载体孔隙体积的精细控制,采用热压-熔渗两步法在低温条件下制备了具有高致密、低残余Si含量特征的短碳纤维增强C/C-SiC复合材料。系统解析了C/C-SiC复合材料成型过程中的结构演变行为,研究了短纤维增强C/C-SiC复合材料的力学性能和失效机制。结果表明:多孔C/C复合材料载体孔隙的孔径呈双极分布特征,添加芳纶纤维可提高网络孔隙结构的连通性,具有显著的孔隙结构调控作用。SiC基体以网络骨架形态分布于C/C-SiC复合材料内部,与纤维束形成了强界面结合钉扎结构,高含量纤维协同作用下使C/C-SiC复合材料具有优异的综合力学性能,添加芳纶纤维可明显增加复合材料内部裂纹扩展路径,提高C/C-SiC复合材料的断裂韧性。碳纤维的面内各向同性分布及陶瓷相层间均匀分布对C/C-SiC复合材料承载、摩擦稳定性提升均具有积极作用。 展开更多

关键词 C/C-SIC复合材料 热压-熔渗两步法 微观结构 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

19

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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界面相对3D-SiC/SiC复合材料静态力学性能及内耗特征的影响 被引量：3

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作者 马登浩 侯振华 +3 位作者 李军平 孙新 金恩泽 尹健 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期55-60,共6页

采用先驱体浸渍裂解工艺制备无界面、SiC、PyC和PyC/SiC等界面相SiC/SiC复合材料,研究了SiC/SiC复合材料的微观结构及静态力学性能,并通过强迫振动法系统分析了界面相对复合材料内耗行为的影响。研究结果表明,引入界面相有效改善了复合... 采用先驱体浸渍裂解工艺制备无界面、SiC、PyC和PyC/SiC等界面相SiC/SiC复合材料,研究了SiC/SiC复合材料的微观结构及静态力学性能,并通过强迫振动法系统分析了界面相对复合材料内耗行为的影响。研究结果表明,引入界面相有效改善了复合材料的微观结构及力学性能,并降低了复合材料的内耗。其中,PyC/SiC复相界面中亚层SiC限制了PyC界面相与纤维的结合及塑性形变,提高了复合材料的力学性能;同时,界面相对SiC/SiC复合材料内耗行为有显著影响,材料内耗水平与界面剪切强度成反比。对比50和350℃时的材料内耗变化率发现,随界面剪切强度增大,材料内耗呈降低的趋势,且含有PyC的PyC/SiC界面复合材料具有较低的内耗变化率,说明PyC/SiC复相界面的SiC/SiC复合材料更适于高温振动环境。 展开更多

关键词 SIC/SIC复合材料 界面相 内耗 力学性能

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