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碳密封材料的研究进展及其在航空航天领域的应用

, 李贺军 , 李克智 , 张守阳

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2006.04.003

对近年来国内外碳密封材料研究进展及应用进行了概述.对碳密封材料进行了分类.介绍了碳密封材料的制作工艺.把高强石墨密封件与C/C复合材料密封件进行了对比分析,指出C/C复合材料密封件具有比高强石墨密封件高出3~6倍的弯曲强度,是未来空间领域中很有前途的一种摩擦密封材料.

关键词: 密封 , C/C复合材料 , 航天

用碳化稻壳制备碳/碳复合材料的SiC涂层

凤萍 , 李贺军 , 李克智 , 胡志彪 ,

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.06.003

以碳化稻壳为原料,采用包埋法在C/C复合材料表面制备了SiC涂层.用X衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪对SiC涂层晶相、微观形貌及成分进行了分析,并探讨了涂层的形成机理.研究结果表明:所制备的SiC涂层呈网状结构,以β-SiC为主,并含有少量的α-SiC,纯度较高;碳化稻壳中含有的纳米级的SiO2微晶是低温下制备SiC涂层及涂层呈网状结构的主要原因.

关键词: 碳化稻壳 , C/C复合材料 , SiC涂层

复合工艺制备炭/炭密封材料弯曲断裂特征

, 李贺军 , 李克智 , 张守阳

稀有金属材料与工程

为使高性能碳/碳(C/C)复合材料在航天密封材料领域中得到进一步的应用,研究了碳布叠层以及碳毡结构的C/C复合材料在一定压力下气体的渗漏情况,对比试样为俄罗斯高强石墨密封环材料,采用扫描电镜观察分析气体通过C/C复合材料的途径.结果表明:C/C复合材料比高强石墨更适合用做航天动密封材料.碳毡C/C复合材料比碳布叠层C/C复合材料气密性更好.C/C复合材料中的穿刺纤维、贯穿基体的孔隙和裂纹以及纤维与碳基体的结合情况对密封材料的密封性能起到很大的影响.

关键词: C/C复合材料 , 密封材料

用气相反应法制备C/C复合材料的梯度SiC涂层

凤萍 , 李贺军 , 李克智 , 卢锦花 ,

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.02.003

本文采用化学气相反应法(CVR)制备了C/C复合材料的梯度SiC涂层,对该梯度涂层的形成机理及抗氧化性能进行了试验研究.研究结果表明:Si渗入基体的速率对梯度涂层的形成产生直接的影响,当采用体密度较高的C/C基体时,得到了完整致密的梯度SiC涂层,生成的SiC为β-SiC,该涂层具有较好的高温抗氧化能力,在1500℃静态空气气氛中,氧化26小时后失重不超过2%.

关键词: 气相反应 , C/C复合材料 , 梯度 , SiC涂层

复合工艺制备炭/炭密封材料弯曲断裂特征

, 李贺军 , 李克智 , 张守阳

稀有金属材料与工程

为使高性能碳/碳(C/C)复合材料在航天密封材料领域中得到进一步的应用,研究了碳布叠层以及碳毡结构的C/C复合材料在一定压力下气体的渗漏情况,对比试样为俄罗斯高强石墨密封环材料,采用扫描电镜观察分析气体通过C/C复合材料的途径.结果表明:C/C复合材料比高强石墨更适合用做航天动密封材料.碳毡C/C复合材料比碳布叠层C/C复合材料气密性更好.C/C复合材料中的穿刺纤维、贯穿基体的孔隙和裂纹以及纤维与碳基体的结合情况对密封材料的密封性能起到很大的影响.

关键词: C/C复合材料 , 密封材料

不同转速及载荷下炭/炭复合材料的摩擦磨损性能

, 李贺军 , 李克智 , 胡志彪

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.03.002

在MM-200型摩擦磨损试验机上,对3K炭布叠层结构的炭/炭(C/C)复合材料进行低能条件下的摩擦磨损实验,用扫描电子显微镜对其磨损表面形貌进行观察分析.结果表明:在于摩擦条件下,随转速增加,复合材料的摩擦系数降低,磨损量增大.随载荷增加,复合材料的摩擦系数降低,磨损量增大.摩擦初始时主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损,润滑膜产生后主要磨损机理为疲劳磨损.炭/炭复合材料在低能条件下的磨损是正常磨损,其摩擦系数在0.1~0.2,温度在0~100℃之间.

关键词: C/C复合材料 , 低能条件 , 摩擦学性能

碳/碳复合材料密封性能分析

, 李贺军 , 刘皓 , 凤萍

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.06.007

为使高性能碳/碳(C/C)复合材料在航天密封材料领域中得到进一步的应用,本文研究了碳布叠层以及碳毡结构的C/C复合材料在一定压力下气体的渗漏情况,对比试样为俄罗斯高强石墨密封环材料,采用扫描电镜观察分析气体通过C/C复合材料的途径.结果表明:C/C复合材料比高强石墨更适合用作航天动密封材料.碳毡C/C复合材料比碳布叠层C/C复合材料气密性更好.C/C复合材料中的穿刺纤维以及贯穿基体的孔隙和裂纹以及纤维与碳基体的结合情况对密封材料的密封性能会产生很大的影响.

关键词: C/C复合材料 , 密封材料 , 航天发动机 , 高强石墨

碳毡及编织结构碳/碳复合材料常温力学性能研究

, 李贺军 , 刘皓 , 凤萍

材料导报

为研究两种不同预制体增强的碳/碳(C/C)复合材料的损伤破坏机制差别,将为该材料应用于结构件提供依据,对碳毡及2.5D编织结构增强的C/C复合材料的常温弯曲、剪切、压缩性能进行了测试,并用扫描电镜观察其断面形貌,对C/C复合材料在静态载荷下的力学性能及损伤破坏行为进行研究,探讨有关因素对材料性能和损伤破坏的影响.研究结果表明:两种不同增强体的C/C复合材料的断裂机理存在很大差异,且密度对C/C复合材料的常温力学性能有较大的影响.

关键词: C/C复合材料 , 碳毡 , 编织结构 , 力学性能

碳/碳复合材料摩擦学性能及摩擦机制研究进展

胡志彪 , 李贺军 , 陈强 , 李克智 ,

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.12.015

碳/碳复合材料是一种性能优异的高温摩擦材料,作为刹车材料在航空工业已得到成功应用.但碳/碳复合材料的摩擦磨损性能强烈地依赖于试验条件和制备工艺.综述了各种因素对碳/碳复合材料摩擦磨损性能的影响,总结了碳/碳复合材料摩擦磨损机理,并指出了碳/碳复合材料摩擦学需进一步深入研究的问题及新的研究方向.

关键词: 碳/碳复合材料 , 摩擦学行为 , 摩擦机制

高压浸渍-炭化制备炭/炭复合材料的组织结构

, 李贺军 , 李克智 , 胡志彪

材料科学与工艺

为研究高压浸渍-炭化制备的炭/炭复合材料的组织结构,以1 K PAN基高强度炭纤维为增强体.以调制中温煤沥青为基体前驱体,采用超高压浸渍-炭化工艺制备出2.5D沥青基炭/炭复合材料.采用偏光显微镜及SEM电镜对材料内部的组织形态进行了观察.研究表明:以中温沥青为基体前驱体所制备的炭/炭复合材料,在纤维束内,由于纤维之间的孔隙较小,形成的基体组织主要为镶嵌组织;而在纤维束之间,由于空间较大,出现的基体组织既有镶嵌型组织,也有域型组织.在沥青基炭基体中,有孔洞、裂纹、沟槽等缺陷.

关键词: 炭/炭复合材料 , 微观组织 , 高压浸渍-碳化 , 沥青 , 制备

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