徐永东
,
张立同
,
成来飞
,
范尚武
,
袁毅东
,
张富宽
,
田广来
,
陈志军
,
楼建军
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.01.007
采用三维针刺的碳纤维预制体,通过化学气相渗透方法制备具有一定密度的C/C复合材料,然后采用反应熔体浸渗方法进行后续致密化处理,得到高致密度的C/SiC复合材料,系统研究了材料的组织结构特征、刹车性能以及摩擦磨损机理.在纤维束内部每根C纤维单丝之间由化学气相渗透的碳充填形成致密的C/C区域,而在纤维束之间则主要由反应熔体浸渗法生成的SiC、残留Si和C组成.C/SiC复合材料具有非常优异的摩擦磨损性能,摩擦系数变化规律呈典型的马鞍状.平均摩擦系数为0.34,摩擦性能稳定,磨损率低(1.9 μm/次·面);摩擦性能几乎不受湿度的影响,湿态衰减仅为2.9%.在摩擦磨损过程中,C/SiC复合材料的表面能够形成连续稳定的摩擦面,磨损表现为典型的磨粒磨损.
关键词:
三维针刺
,
碳/碳化硅复合材料
,
摩擦磨损性能
邓晓东
,
成来飞
,
梅辉
,
孙磊
,
张立同
,
徐永东
,
孟志新
,
赵东林
复合材料学报
在C/SiC复合材料板上钻直径和深度不同的盲孔,模拟材料表面下的孔洞缺陷.利用红外热波检测技术对C/SiC缺陷试样盲孔缺陷的孔径和深度做定量检测,并与X射线照相及CT检测结果相比较.结果表明:红外热波检测适合C/SiC复合材料内部缺陷的检测,可同时定量检测C/SiC复合材料中缺陷的大小和深度,并能弥补X射线照相及CT检测的不足.缺陷直径测量误差随着缺陷孔径的增大而减小,随着缺陷深度的增加而增大;缺陷深度测量误差随着缺陷孔径的增大而减小,但在一定范围内随着缺陷深度的增加而减小.红外热波检测C/SiC复合材料孔洞缺陷存在定量测量的下限.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
无损检测
,
红外热波检测
,
测量
李思维
,
张立同
,
刘永胜
,
成来飞
,
冯祖德
,
栾新刚
,
张伟华
,
杨文彬
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01199
针对C/SiC低温氧化易失效的不足,研究了CVI B-C基体改性2D C/SiC在700℃湿氧中100MPa下加载至60h的氧化行为,利用SEM和TEM观察了改性材料不同服役时间的微结构特征,揭示了演变规律.研究表明,CVI B-C基体改性使C/SiC低温抗氧化能力显著提升.基体裂纹及其在应力加载下的开裂均为氧化气体提供进入通道,而后可被B-C氧化产物B2O3封填,抑制内部C消耗.CVI B-C与其氧化产物一同参与缺陷愈合.在60h内,B-C改性层愈合能力尚未完全发挥,可服役更长时间.
关键词:
C/SiC复含材料
,
基体改性
,
CVI B-C涂层
,
自愈合
,
SEM
,
TEM
董本兴
,
徐永东
,
蔡艳芝
,
姜娟
,
范尚武
,
张立同
,
成来飞
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.05.010
以石墨粉为填料,采用单向加压浸渍-热解制备了多孔C/C复合材料,然后利用反应熔体浸渗法制备低成本针刺毡C/Sic刹车材料,研究了材料的微结构变化及石墨粉对摩擦磨损性能的影响,结果表明:在C/Sic刹车材料中,大量石墨粉分布在纤维束间和胎网层;材料的摩擦系数高且稳定,在10m/s刹车时摩擦系数和稳定系数分别达到最大值为0.60,0.78;添加石墨粉后,材料的摩擦曲线平稳,磨损率及摩擦面温度显著降低.在高速刹车过程中,极易在摩擦面形成一层均匀稳定的摩擦膜,减缓摩擦面直接接触,有利于改善材料的摩擦磨损性能.
关键词:
石墨粉
,
针刺毡
,
C/Sic刹车材料
,
摩擦磨损性能
陈超
,
徐永东
,
张立同
,
成来飞
,
范尚武
,
刘小灜
,
夏卿
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.02.005
以酚醛树脂作为结合剂,以冷等静压方法成型制备氮化烧结Si3N4-SiC复相陶瓷,研究了结合剂对坯体强度和生成材料物相组成的影响.坯体强度随酚醛树脂含量增加而提高,最高强度达到23 MPa,实现坯体可直接机械加工.经过氮化烧结,生成材料物相中含有SiC,含量达到7.1%～15.7%,并观察到细小的等轴颗粒α-Si3N4、棒状晶粒β-Si3N4以及少量针状和晶须状Si3N4.SiC颗粒与Si3N4结合在一起,被Si3N4包裹.Si3N4-SiC复相材料的生成机理:300～600 ℃,酚醛树脂发生裂解,形成单质C,残碳率为50%;1000～1100 ℃,C开始与Si发生固相反应,形成SiC;1100 ℃后,Si开始发生氮化反应,生成Si3N4.
关键词:
Si3N4-SiC
,
酚醛树脂
,
氮化烧结
,
复相陶瓷
张立同
,
成来飞
,
徐永东
,
刘永胜
,
曾庆丰
,
董宁
,
栾新刚
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.048
为了满足高推重比航空发动机长时热力氧化环境的使用需求,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料正朝自愈合方向发展.本文介绍自愈合碳化硅陶瓷基复合材料的微结构与性能,自愈合与强韧化机理,制造方法和工艺特点及其在航空发动机热端部件的应用情况,表明多元多层微结构形成了"层层设防,就地消灭"的氧化防御体系,是复合材料实现自愈合与强韧化的关键.自愈合碳化硅陶瓷基复合材料能够满足发动机高温服役环境要求,显著降低发动机的结构重量,从而有效提高发动机的推重比.
关键词:
自愈合
,
碳化硅陶瓷基复合材料
,
应用
,
多元多层微结构
徐芳
,
张立同
,
孟祥康
,
陈延峰
,
徐永东
,
范尚武
,
张羿
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00233
采用反应熔体渗透法(reactive melt infiltration, RMI)制备了碳/碳化硅(C/SiC)刹车材料, 利用X射线衍射分析了材料组成, 并通过光学、扫描电子和透射电子显微镜从不同尺度观察了刹车材料的微观结构. 结果发现, 反应生成的SiC是面心立方的β-SiC, 主要分布在胎网层、针刺纤维附近以及无纬布层的纤维束间; 残余的单质Si分布在SiC的颗粒间. SiC在SiC-Si界面上, 以大约5～15μm的粗大颗粒存在; 而在SiC-C界面上, 以粒径100nm左右的细小颗粒存在.
关键词:
碳/碳化硅
,
braking material
,
microstructure
姚荣迁
,
冯祖德
,
张冰洁
,
林宏毅
,
李思维
,
余煜玺
,
张立同
功能材料
通过自制喷膜装置对聚铝碳硅烷(PACS)进行脱泡处理、熔融纺膜,并对其进行氧化交联、高温预烧及高温裂解终烧可制得连续含铝SiC自由薄膜.用扫描电镜(SEM)分析薄膜的形貌,通过红外光谱(FT-IR)分析氧化交联后薄膜的结构变化,通过电子探针(EPMA)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)与场发射高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对薄膜进行成分及微观结构分析,采用光致发光谱(PL)对薄膜的光学带隙和发光特性进行了研究.结果表明,熔融纺膜法与PACS先驱体法相结合可制得均匀、致密的耐高温连续舍铝SiC自由薄膜,室温下表现出了320～440nm宽谱带发光,其发光峰可分别归因于α-SiC和C簇,且随着烧结温度的提高,发光强度增大.
关键词:
聚铝碳硅烷
,
先驱体法
,
碳化硅自由膜
,
光致发光
谢翀博
,
徐永东
,
王毅
,
张立同
,
成来飞
,
王一光
,
童长青
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.07.005
采用含1μmTaC微粉4%(体积分数)的料浆向10mm厚的3D碳纤维预制体中引入TaC,得到微粉含量高、中、低的三种预制体, CVI沉积SiC致密化后制得3D C/SiC-TaC多元基复合材料.氧-乙炔烧蚀试验后采用XRD和SEM对烧蚀产物和显微结构进行分析.结果表明:料浆法结合CVI可制备出C/SiC-TaC复合材料,高含量的TaC微粉烧蚀后形成的TaC和Ta2O5的固液混合物,能对烧蚀面进行有效包覆,有助于提高烧蚀性能.
关键词:
料浆法
,
3DC/SiC-TaC
,
烧蚀性能
谢翀博
,
徐永东
,
王毅
,
张立同
,
成来飞
,
王一光
,
童长青
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.04.018
为了在厚度为10mm的3D碳纤维预制体中大量引入SiC微粉,在料浆不变的基础上采用真空浸渗法、加压浸渗法、加压过滤法、真空吸滤法等四种料浆浸渗法进行试验,并对引入微粉的量及其分布进行分析对比.结果表明,对于含1μm SiC微粉4vol% 的料浆,加压过滤法效果最佳,3次浸渗即能引入27 4vol%的SiC微粉,SiC微粉均匀致密填充.
关键词:
3D碳纤维预制体
,
料浆浸渗法
,
SiC微粉
