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航空发动机用连续SiC_f/SiC复合材料制备工艺及应用前景 被引量：19
1
作者 刘虎 杨金华 焦健 《航空制造技术》 2017年第16期90-95,共6页
介绍了连续碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiC_f/Si C)常见的3种制备工艺,即化学气相渗透(CVI)工艺、前驱体浸渍/裂解(PIP)工艺及熔渗(MI)工艺的不同特点,探讨了国外不同工艺制备的复合材料的基本性能,并简述了SiC_f/SiC陶瓷基复合材... 介绍了连续碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料(SiC_f/Si C)常见的3种制备工艺,即化学气相渗透(CVI)工艺、前驱体浸渍/裂解(PIP)工艺及熔渗(MI)工艺的不同特点,探讨了国外不同工艺制备的复合材料的基本性能,并简述了SiC_f/SiC陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用情况,以期为该材料在国内航空发动机领域的发展提供一定的参考。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 化学气相渗透 前驱体浸渍/裂解 熔渗
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国外航空发动机用SiC_f/SiC复合材料的材料级性能测试研究进展 被引量：38
2
作者 刘虎 杨金华 +3 位作者 周怡然 吕晓旭 齐哲 焦健 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1-12,共12页
国外在航空发动机用SiC_f/SiC复合材料的研发和应用方面进展迅速,这得益于其开展了大量的材料级性能测试并借此建立的材料性能数据库。本文梳理了SNECMA,NASA,GE公司典型SiC_f/SiC复合材料牌号的基本物理性能和力学性能,探讨了制备工艺... 国外在航空发动机用SiC_f/SiC复合材料的研发和应用方面进展迅速,这得益于其开展了大量的材料级性能测试并借此建立的材料性能数据库。本文梳理了SNECMA,NASA,GE公司典型SiC_f/SiC复合材料牌号的基本物理性能和力学性能,探讨了制备工艺等因素对材料性能的影响,着重分析并讨论了复合材料的拉伸性能;同时综述了国外在该类材料使用性能方面开展的测试,主要包括高温抗氧化性、高温水/氧环境性能、疲劳及蠕变性能、抗热冲击性能以及抗外来物冲击测试等,并对材料在热、力、水、氧等不同环境因素下的损伤行为和失效机制进行了阐述。在此基础上,提出了我国在SiC_f/SiC复合材料后续性能测试研究方面的建议。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 材料级测试 物理性能 力学性能 使用性能
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酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗性能的影响
3
作者 房永超 李姝 +5 位作者 刘振 李彰 王森源 王长亮 田浩亮 韩晓涵 《材料工程》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
为探究酸性盐雾腐蚀对铝氮化硼(Al-BN)涂层可磨耗行为的影响,开展了酸性盐雾腐蚀192 h前后大气等离子喷涂制备Al-BN涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和可磨耗性能的对比研究。结果表明:经过酸性盐雾192 h腐蚀后,Al-BN涂层表面形成了... 为探究酸性盐雾腐蚀对铝氮化硼(Al-BN)涂层可磨耗行为的影响,开展了酸性盐雾腐蚀192 h前后大气等离子喷涂制备Al-BN涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和可磨耗性能的对比研究。结果表明:经过酸性盐雾192 h腐蚀后,Al-BN涂层表面形成了由Al,Al_(2)O_(3),NaCl,BN组成的厚度约为300~350μm的腐蚀致密层。相较于腐蚀前涂层,该腐蚀致密层的平均硬度与平均结合强度方差增大,在刮削过程中部分弱结合部位易发生刮离,并黏附于对偶叶片摩擦面,造成Al-BN涂层的进给深度比(incursion depth ratio,IDR)值由酸性盐雾腐蚀前的(11.43±0.46)%转变为酸性盐雾腐蚀后的(-12.02±0.38)%,导致Al-BN涂层的可磨耗刮磨机制由塑性变形、黏着磨损混合形式转变为塑性变形、黏着磨损、刮离黏附混合机制,摩擦因数由腐蚀前0.34±0.02提升至0.55±0.03。由此可知,酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层的可磨耗性能造成了不利影响。 展开更多
关键词 铝氮化硼涂层 酸性盐雾腐蚀 可磨耗性能 大气等离子喷涂
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酸性盐雾腐蚀预损伤对镍铬铁/铝/氮化硼涂层的可磨耗性能影响研究
4
作者 房永超 李姝 +7 位作者 刘振 李超超 李彰 王森源 肖晨兵 杜修忻 王长亮 田浩亮 《表面技术》 北大核心 2025年第6期87-97,共11页
目的 探究酸性盐雾192 h腐蚀对镍铬铁/铝/氮化硼(NiCrFe/Al/BN)涂层可磨耗性能的影响。方法 采用火焰喷涂与大气等离子喷涂方式制备NiCrFe/Al/BN涂层,并对其进行192h酸性盐雾腐蚀处理。通过表面洛氏硬度检测、结合强度检测、可磨耗刮擦... 目的 探究酸性盐雾192 h腐蚀对镍铬铁/铝/氮化硼(NiCrFe/Al/BN)涂层可磨耗性能的影响。方法 采用火焰喷涂与大气等离子喷涂方式制备NiCrFe/Al/BN涂层,并对其进行192h酸性盐雾腐蚀处理。通过表面洛氏硬度检测、结合强度检测、可磨耗刮擦性能检测,分析酸性盐雾192 h腐蚀前后涂层的硬度、结合强度、进给深度比(Incursion Depth Ratio,IDR)值转变,并通过扫描电镜分析酸性盐雾腐蚀前后涂层的表面、截面与可磨耗刮擦面形貌。结果 经过酸性盐雾192 h腐蚀后,NiCrFe/Al/BN涂层表面的Ni、Cr等元素发生腐蚀,生成CrO(OH)、Ni_(2)O_(2)(OH)_(4)、Ni(ClO_(4))_(2)、NiClO_(4)、FeCl_(2)·2H_(2)O、Al_(2)O_(3)等绿色、白色与锈红色混合腐蚀产物,内部局部位置发生渗透腐蚀。涂层的表面平均硬度由(64.9±3.1) HR15Y降低至(61.3±3.7) HR15Y,平均结合强度由(8.8±0.3) MPa降低至(7.0±1.0) MPa,平均IDR值由(13.09±1.80)%提升至(14.33±1.16)%,平均摩擦因数由0.341±0.017提升至0.460±0.019。酸性盐雾腐蚀后NiCrFe/Al/BN涂层的可磨耗性能下降。结论NiCrFe/Al/BN涂层内部的局部腐蚀位置质软且结构疏松,刮磨作用下倾向于发生黏着态磨损,而并非腐蚀前喷涂态涂层的黏着磨损与磨粒磨损混合,进而导致涂层与对偶叶片间的刮磨加剧,引发径向碰磨力下降,切向碰磨力升高,平均摩擦因数升高。 展开更多
关键词 镍铬铁/铝/氮化硼涂层 酸性盐雾腐蚀 可磨耗性能 热喷涂 磨损机制
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航空发动机涡轮叶片热障涂层研究进展 被引量：26
5
作者 赵云松 张迈 +7 位作者 戴建伟 郭会明 孙志军 郭媛媛 张剑 花银群 霍坤 戴峰泽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期73-79,共7页
涡轮叶片的热障涂层技术是保障和提升航空发动机性能的关键技术之一,涡轮叶片的工作环境要求热障涂层需要具备隔热性能好、热膨胀系数与基材相匹配、抗氧化性能好、抗熔盐腐蚀性能好等一系列特点,这对热障涂层的材料、结构以及制备工艺... 涡轮叶片的热障涂层技术是保障和提升航空发动机性能的关键技术之一,涡轮叶片的工作环境要求热障涂层需要具备隔热性能好、热膨胀系数与基材相匹配、抗氧化性能好、抗熔盐腐蚀性能好等一系列特点,这对热障涂层的材料、结构以及制备工艺提出了巨大的挑战,是当前航空发动机领域的热点研究之一。本文对构成热障涂层的金属粘结层和陶瓷层材料,以及热障涂层体系结构的研究现状做了详细介绍,并简要介绍了常用的热障涂层制备方法,展望了金属粘结层和陶瓷层材料体系和制备技术的发展趋势,以期为未来航空发动机涡轮叶片热障涂层体系的构建提供有益参考。 展开更多
关键词 涡轮叶片 热障涂层体系 金属粘结层 陶瓷层
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航空航天用钛合金表面工程技术研究进展 被引量：39
6
作者 王欣 罗学昆 +1 位作者 宇波 汤智慧 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期14-24,共11页
钛合金以其高比强度、低密度等优点,被广泛应用于航空航天零件中。然而,钛合金也存在硬度低、耐磨性差、高温氧化抗力差等弱点,表面应力集中敏感导致的疲劳问题也较突出,需利用表面工程技术克服磨损、腐蚀和疲劳3大问题。介绍了近10年... 钛合金以其高比强度、低密度等优点,被广泛应用于航空航天零件中。然而,钛合金也存在硬度低、耐磨性差、高温氧化抗力差等弱点,表面应力集中敏感导致的疲劳问题也较突出,需利用表面工程技术克服磨损、腐蚀和疲劳3大问题。介绍了近10年来钛合金耐磨涂层、抗氧化涂层与抗疲劳表面改性技术的研究进展,并对技术发展趋势进行了展望,为表面工程技术的科研和工程人员提供参考。 展开更多
关键词 钛合金 磨损 氧化 疲劳 涂层 表面改性
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大气等离子喷涂Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)环境障涂层的制备与水氧腐蚀行为
7
作者 崔永静 郭孟秋 +4 位作者 马玉洁 周邦阳 范尚武 焦健 成来飞 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期37-45,共9页
以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层... 以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层的显微组织、相结构和力学性能。结果表明:粉体材料由83%Yb_(2)Si_(2)O_(7)相和17%Yb_(2)SiO_(5)相(质量分数)组成,等离子喷涂获得的Yb_(2)Si_(2)O_(7)层孔隙率为(6.61±0.65)%,涂层结合强度达(22.82±3.55)MPa,涂层断裂韧度达(1.98±0.12)MPa·m1/2。此外,涂层1350℃条件下水氧耦合腐蚀测试结果显示Yb_(2)Si_(2)O_(7)单斜相含量先降低后提高,硅黏结层高温氧化形成的热生长氧化物SiO_(2)与Mullite+BSAS界面相容,未发现Mullite+BSAS与Yb_(2)Si_(2)O_(7)层互扩散现象,硅层的损耗是涂层使用寿命的主要限制环节。 展开更多
关键词 环境障涂层 等离子喷涂 碳化硅陶瓷基复合材料 Yb_(2)Si_(2)O_(7)
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硼酸-硫酸阳极氧化2A97Al-Cu-Li合金在热带海洋大气环境中的初期腐蚀机理 被引量：10
8
作者 骆晨 Sergiu P.Albu +3 位作者 孙志华 汤智慧 陆峰 Xiaorong Zhou 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期8-15,共8页
采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电化学阻抗谱测试结合超薄切片,分析阳极氧化2A97Al-Cu-Li合金在大气腐蚀前后的微观形貌、化学成分及电化学性能。结果表明:在不同温度利用含有硼酸-硫酸或酒石酸-硫酸组合的电解液生长膜层时,硼酸... 采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、电化学阻抗谱测试结合超薄切片,分析阳极氧化2A97Al-Cu-Li合金在大气腐蚀前后的微观形貌、化学成分及电化学性能。结果表明:在不同温度利用含有硼酸-硫酸或酒石酸-硫酸组合的电解液生长膜层时,硼酸添加和较高温度允许较大的电流密度通过,使膜生长加速;对于不同电解液,孔的几何构形和结构相似;硼酸-硫酸阳极氧化试样在热带海洋大气环境中暴露1个月后,出现主要由O,Al,Cl,Cu组成的分散性黑色锈斑,表面产生白色沉淀;随着户外暴露时间的延长,合金发生严重的点蚀并深入合金内部,腐蚀的扩展与θ相粒子有关。 展开更多
关键词 硼酸-硫酸阳极氧化 AL-CU-LI合金 大气腐蚀 点蚀
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溶胶-凝胶杂化防护涂层研究及应用进展 被引量：4
9
作者 刘虎 原玲 杨瑞 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期81-86,共6页
通过溶胶-凝胶法制备杂化防护涂层是一项绿色环保的表面处理技术,前驱体经水解和缩聚反应后,形成的涂层在较薄的厚度下即可显著提升基材的耐腐蚀性等综合性能。文中介绍了该项技术的原理及特点,并综述了溶胶-凝胶杂化涂层在不同的基材... 通过溶胶-凝胶法制备杂化防护涂层是一项绿色环保的表面处理技术,前驱体经水解和缩聚反应后,形成的涂层在较薄的厚度下即可显著提升基材的耐腐蚀性等综合性能。文中介绍了该项技术的原理及特点,并综述了溶胶-凝胶杂化涂层在不同的基材——不锈钢、铝合金、碳钢、有机玻璃、聚碳酸酯、混凝土、木材等表面的研究和应用进展,同时阐述了杂化涂层的防护机制并展望了其发展方向。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶 杂化涂层 防腐蚀 耐沾污
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Nb/Nb-Si微叠层复合材料制备及性能 被引量：1
10
作者 牟仁德 申造宇 黄光宏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期1-6,共6页
采用离子束辅助(IBAD)电子束物理气相沉积(EB-PVD)工艺制备Nb/Nb-Si微叠层状复合材料,利用XRD和SEM对材料的物相结构和组成进行分析,测定材料的抗氧化性能和耐燃气热腐蚀性能,分析影响材料抗氧化性能和耐燃气热腐蚀性能的原因。结果表明... 采用离子束辅助(IBAD)电子束物理气相沉积(EB-PVD)工艺制备Nb/Nb-Si微叠层状复合材料,利用XRD和SEM对材料的物相结构和组成进行分析,测定材料的抗氧化性能和耐燃气热腐蚀性能,分析影响材料抗氧化性能和耐燃气热腐蚀性能的原因。结果表明:Nb/Nb-Si微叠层材料主要由立方Nb和四方Nb_5Si_3混合相组成;1150℃恒温氧化条件下抗氧化性能达到航空工业行业标准的抗氧化级,900℃/100 h燃气热腐蚀试验后试样的平均腐蚀速率为0.517 g/(m^2·h);Ti,Cr元素的加入显著提高了Nb/Nb-Si微叠层的抗氧化性能和耐燃气热腐蚀性能。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 Nb/Nb-Si微叠层 抗氧化性能 耐燃气热腐蚀性能
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Nb/Nb_5Si_3微叠层材料及其制备技术 被引量：1
11
作者 牟仁德 申造宇 王占考 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期124-131,共8页
Nb/Nb_5Si_3合金是未来最具潜力的超高温结构材料,实现该材料的结构微叠层化是一种新颖的材料设计思路和制备方法。Nb/Nb_5Si_3微叠层材料是将Nb和Nb_5Si_3按一定的层间距及层厚比以ABABAB型交互重叠结构形成的多层材料,其几种典型的制... Nb/Nb_5Si_3合金是未来最具潜力的超高温结构材料,实现该材料的结构微叠层化是一种新颖的材料设计思路和制备方法。Nb/Nb_5Si_3微叠层材料是将Nb和Nb_5Si_3按一定的层间距及层厚比以ABABAB型交互重叠结构形成的多层材料,其几种典型的制备技术包括热压、等离子喷涂、磁控溅射和电子束物理气相沉积(EB-PVD)。其中EBPVD是一种最适合工程应用的Nb/Nb_5Si_3微叠层材料制备方法,结构和功能复合、纳米化叠层、高韧化工艺是EBPVD技术制备Nb/Nb_5Si_3微叠层材料的发展方向。 展开更多
关键词 Nb/Nb_5Si_3 微叠层 电子束物理气相沉积 超高温结构材料
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NiCoCrAlYSiHf涂层退除对DSM11合金性能的影响
12
作者 蔡妍 张涛 +2 位作者 赵文君 牟仁德 张学军 《材料工程》 北大核心 2025年第6期44-51,共8页
采用真空电弧镀(AIP)技术在镍基高温合金DSM11基体表面制备NiCoCrAlYSiHf涂层,并通过化学方法对涂层进行完全退除。通过高温持久、高温瞬时拉伸等力学实验评价涂层退除及再涂覆对基体合金力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察... 采用真空电弧镀(AIP)技术在镍基高温合金DSM11基体表面制备NiCoCrAlYSiHf涂层,并通过化学方法对涂层进行完全退除。通过高温持久、高温瞬时拉伸等力学实验评价涂层退除及再涂覆对基体合金力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察和分析涂层退除前后的截面形貌。结果表明:采用1^(#)溶液可以有效退除NiCoCrAlYSiHf涂层,反应时间达180 min时,试样减重0.1078 g,涂层基本完全退除。涂层退除后,涂层/基体合金界面及基体合金的微观组织形貌与原始状态相比基本保持不变,表明退除过程未对基体合金造成显著影响。在涂层退化过程中,涂层逐层剥落,失重与反应时间呈规律性变化,验证了该现象。NiCoCrAlYSiHf涂层对DSM11合金的力学性能无显著影响,涂层退除对基体合金的高温持久性和高温瞬时拉伸性能也基本无影响。 展开更多
关键词 涂层退除 化学方法 NiCoCrAlYSiHf涂层 DSM11合金 力学性能
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激光喷丸-机械喷丸复合强化对GH4169合金表面完整性和振动疲劳性能的影响
13
作者 田凯 吴小燕 +3 位作者 李伟 谢超 罗学昆 王欣 《材料工程》 北大核心 2025年第8期147-156,共10页
基于压气机叶片受载特点设计振动疲劳试样,并对试样分别进行机械喷丸、激光喷丸、激光喷丸-机械喷丸复合强化。采用白光干涉仪、X射线衍射残余应力测试仪、显微硬度计和扫描电镜分别对表面强化GH4169合金试样的表面三维形貌、残余应力... 基于压气机叶片受载特点设计振动疲劳试样,并对试样分别进行机械喷丸、激光喷丸、激光喷丸-机械喷丸复合强化。采用白光干涉仪、X射线衍射残余应力测试仪、显微硬度计和扫描电镜分别对表面强化GH4169合金试样的表面三维形貌、残余应力分布、硬度梯度和截面微观组织等表面完整性参数进行表征,研究表面完整性状态对振动疲劳性能的影响规律。结果表明:复合强化表现出喷丸和激光冲击处理的共同优点,消除了机械加工痕迹,引入高幅值(1199 MPa)、大深度(330μm)残余压应力场,产生了深度超过120μm的组织硬化层与超过90μm的塑性变形层。由于复合强化表面完整性的改善,复合强化试样的中值疲劳寿命较未强化、机械喷丸和激光喷丸试样分别提高了77.6倍、4.0倍和14.5倍,使得疲劳源由次表层萌生。 展开更多
关键词 激光喷丸-机械喷丸复合强化 GH4169 表面完整性 振动疲劳寿命
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300M钢表面铝基涂层防护性能对比研究 被引量：7
14
作者 詹中伟 孙志华 彭超 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2015年第9期1-6,11,共7页
铝基涂层有望替代镉基镀层作为钢表面防护技术,综合对比了离子镀铝和离子液体电镀铝-锆合金涂层的形貌、电化学性能和耐蚀性能。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和能谱研究了两种铝基涂层表面及断面的微观形貌和成分;采用开路电位、... 铝基涂层有望替代镉基镀层作为钢表面防护技术,综合对比了离子镀铝和离子液体电镀铝-锆合金涂层的形貌、电化学性能和耐蚀性能。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和能谱研究了两种铝基涂层表面及断面的微观形貌和成分;采用开路电位、极化曲线等方法检测了两种铝基涂层的电化学性能;采用中性盐雾试验与交流阻抗谱结合方法研究了铝基涂层的耐蚀性,拟合分析了涂层结构的变化。研究结果表明,离子镀铝涂层和离子液体电镀铝-锆合金涂层具有不同的表面形貌,电化学性能有所差异,但是二者都具有十分优异的耐蚀性能。 展开更多
关键词 离子镀铝 离子液体电镀铝-锆合金 微观形貌 电化学 耐蚀性
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共熔法制备超高温陶瓷基复合材料 被引量：2
15
作者 杨金华 刘占军 郭全贵 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期37-43,共7页
首次采用共熔法制备超高温陶瓷基复合材料,三个样品初始组分分别为ZrB_2与鳞片石墨,ZrB_2、TaB_2、SiC及鳞片石墨,ZrB_2、MoSi_2与鳞片石墨。研究结果表明,共熔法制备的复合材料中各相分散均匀,产物中的石墨高度有序,石墨层间距分别为0.... 首次采用共熔法制备超高温陶瓷基复合材料,三个样品初始组分分别为ZrB_2与鳞片石墨,ZrB_2、TaB_2、SiC及鳞片石墨,ZrB_2、MoSi_2与鳞片石墨。研究结果表明,共熔法制备的复合材料中各相分散均匀,产物中的石墨高度有序,石墨层间距分别为0.335 4、0.335 9与0.337 7 nm,且三者的微晶厚度分别为63.4、51.5及68.7 nm,拉曼光谱结果表明硼已经掺杂进入了石墨的网格结构。所制得的超高温陶瓷基复合材料样品中均存在一定的孔隙率,且制备的超高温陶瓷基复合材料的热导率较低。该方法为一种新型、快速、一步法制备超高温陶瓷基复合材料工艺。 展开更多
关键词 二硼化锆 超高温陶瓷 陶瓷基复合材料 共熔
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熔融渗硅处理对PIP工艺制备的SiC_f/SiC复合材料性能影响 被引量：9
16
作者 杨金华 姜卓钰 +3 位作者 吕晓旭 刘虎 杨瑞 焦健 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2019年第6期833-839,共7页
采用前驱体浸渍裂解工艺及浸渍裂解-熔融渗硅复合工艺制备了SiC_f/SiC复合材料。首先采用前驱体浸渍裂解工艺及两种不同界面层的纤维布制备复合材料,当界面层为BN/SiC双界面层时,制备的复合材料弯曲强度为373±71MPa,体积密度为2.35... 采用前驱体浸渍裂解工艺及浸渍裂解-熔融渗硅复合工艺制备了SiC_f/SiC复合材料。首先采用前驱体浸渍裂解工艺及两种不同界面层的纤维布制备复合材料,当界面层为BN/SiC双界面层时,制备的复合材料弯曲强度为373±71MPa,体积密度为2.351g/cm^3,显气孔率为15%;当界面层为热解碳界面层时,制备的复合材料弯曲强度为717±59MPa,体积密度为2.263g/cm^3,显气孔率为21%。经熔融渗硅后,上述两种复合材料的弯曲强度分别为291±42MPa与320±134MPa,体积密度分别为2.504g/cm^3与2.496g/cm^3,显气孔率分别降至7%与6%。实验结果表明,界面层对复合材料性能影响较为显著,采用复合工艺能够明显降低材料孔隙率,熔融渗硅后材料性能下降,下降幅度与界面层类型有关。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 碳化硅纤维 熔融渗硅 前驱体浸渍裂解 碳化硅
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熔融渗硅工艺制备的SiC_(f)/SiC复合材料微观结构与性能 被引量：15
17
作者 刘虎 杨金华 +2 位作者 陈子木 郎旭东 焦健 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期48-54,共7页
SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC复合材料)在航空发动机热端部件方面具有重要应用。本文以第二代碳化硅纤维为增强材料,采用熔融渗硅工艺制备出SiCf/SiC复合材料,测试复合材料的基本物理性能及常规力学性能,并利用Micro-CT、SEM... SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC复合材料)在航空发动机热端部件方面具有重要应用。本文以第二代碳化硅纤维为增强材料,采用熔融渗硅工艺制备出SiCf/SiC复合材料,测试复合材料的基本物理性能及常规力学性能,并利用Micro-CT、SEM对试样的微观结构和断面进行了表征分析。结果显示:SiCf/SiC复合材料的体积密度为2.78 g/cm^3,开气孔率小于2.0%,基体较为致密,1200℃时热导率(厚度方向)为14.30 W/(m∙K),室温~1200℃厚度方向和面内方向的线胀率分别为0.59%、0.56%,平均热胀系数分别为5.02×10^-6、4.73×10^-6/K;室温面内拉伸强度典型值为317 MPa,SEM显示试样断面具有明显的纤维拔出效应,弯曲强度和层间拉伸强度典型值分别达794和49 MPa。 展开更多
关键词 SICF /SiC复合材料 熔融渗硅 力学性能
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三种典型发动机用材料疲劳极限应力集中敏感性及喷丸的影响 被引量：6
18
作者 王欣 李旭东 +5 位作者 宋颖刚 王强 罗学昆 艾莹珺 汤智慧 赵振业 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期102-107,共6页
针对发动机用C250钢、TA29钛合金和FGH96粉末合金,开展应力集中系数K_t=1和K_t=1.7条件下疲劳曲线研究,并研究喷丸对应力集中条件下疲劳极限的影响。结果表明:当应力集中系数由K_t=1提高到K_t=1.7时,C250钢、TA29钛合金和FGH96粉末合金... 针对发动机用C250钢、TA29钛合金和FGH96粉末合金,开展应力集中系数K_t=1和K_t=1.7条件下疲劳曲线研究,并研究喷丸对应力集中条件下疲劳极限的影响。结果表明:当应力集中系数由K_t=1提高到K_t=1.7时,C250钢、TA29钛合金和FGH96粉末合金的107周次疲劳极限分别从757 MPa,366 MPa和566 MPa降低到526 MPa,240 MPa和465 MPa,说明上述三个高强度合金都存在明显的疲劳极限应力集中敏感性;喷丸强化后,K_t=1.7条件下的疲劳极限提高至597 MPa,297 MPa和530 MPa,说明喷丸有助于从工艺角度缓和高强度合金的疲劳极限应力集中敏感性;随着应力集中系数增加,TA29钛合金和FGH96粉末合金的10~5周次和10~7周次对应疲劳强度差也随之减小,喷丸处理能够使疲劳性能数据的分散性有所降低。 展开更多
关键词 发动机典型材料 疲劳极限 应力集中敏感性 喷丸
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碳化硅陶瓷基复合材料界面层技术研究进展 被引量：17
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作者 杨金华 吕晓旭 焦健 《航空制造技术》 2018年第11期79-87,共9页
碳化硅陶瓷基复合材料的常用界面层为热解碳界面层与BN界面层,热解碳界面层的制备技术已经相对成熟,但由于在高于400℃时易发生氧化而限制了其在高温氧化性气氛下的长时间使用;BN界面层的制备技术近年得到了快速发展,并且新型原材料及... 碳化硅陶瓷基复合材料的常用界面层为热解碳界面层与BN界面层,热解碳界面层的制备技术已经相对成熟,但由于在高于400℃时易发生氧化而限制了其在高温氧化性气氛下的长时间使用;BN界面层的制备技术近年得到了快速发展,并且新型原材料及新型制备工艺层出不穷;界面层评价技术方面,尽管其对复合材料性能优化具有重要意义,但是目前存在样品制备困难及数据分散度大的难题。针对界面层在碳化硅陶瓷基复合材料中的作用、常见的界面层类型、界面层的制备方法、界面层的评价方法及界面层的发展趋势进行了综合阐述。认为在开发新型前驱体、开发新型制备工艺、提高原材料利用率方面,界面层研究有着广阔的发展空间,进一步提高材料性能及多层界面层设计是其未来发展趋势。对国内该领域的发展有一定的参考价值。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 界面层 碳化硅纤维 增韧机制 氮化硼 热解碳
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熔融渗硅对石墨材料微观结构及性能的影响 被引量：5
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作者 杨金华 艾莹珺 +4 位作者 陈子木 刘虎 齐哲 吕晓旭 焦健 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第1期231-240,251,共11页
选用四种不同孔隙结构的石墨进行熔融渗硅(简称熔渗)反应,采用扫描电镜、X-射线衍射、压汞、CT等方法表征了熔渗前后材料的微观形貌、物相及孔隙结构。结果表明,熔渗后的材料由石墨、硅及碳化硅三种物相组成,且硅及碳化硅的分布与石墨... 选用四种不同孔隙结构的石墨进行熔融渗硅(简称熔渗)反应,采用扫描电镜、X-射线衍射、压汞、CT等方法表征了熔渗前后材料的微观形貌、物相及孔隙结构。结果表明,熔渗后的材料由石墨、硅及碳化硅三种物相组成,且硅及碳化硅的分布与石墨孔隙结构相关。熔渗后样品孔隙率均<1%,体积密度提高21.08%~35.94%。熔渗后材料强度及模量均有明显提高,强度是原石墨样品的1.7~6.2倍,模量是原石墨样品的2.4~7倍,提高幅度与石墨孔隙结构及晶粒尺寸相关。理论计算结果表明,石墨样品熔渗过程主要受扩散-反应控制。 展开更多
关键词 石墨 陶瓷基复合材料 碳化硅 熔融渗硅 微观结构
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