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C/C复合材料Ta2O5-TaC/SiC抗氧化抗烧蚀涂层研究

姚栋嘉 , 李贺军 , 付前刚 , 陶珺 , 王永杰

中国材料进展

采用包埋法和低压化学气相沉积(CVD)法在碳/碳(C/C)复合材料表面依次制备了Ta2O5-TaC内涂层和SiC外涂层,用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)及电子能谱(EDS)对涂层的相组成、微观形貌和元素组成进行了分析,研究了涂覆涂层后C/C复合材料在1500℃静态空气中的防氧化性能及在氧-乙炔烧蚀中的抗烧蚀性能。结果表明:采用两步法制得的Ta2O5-TaC/SiC复合涂层结构致密,该复合涂层有效提高了C/C复合材料的抗氧化和抗烧蚀性能;Ta2O5-TaC/SiC复合涂层在1500℃静态空气环境下可对C/C复合材料有效保护100h以上;涂层试样在氧乙炔烧蚀环境中烧蚀60S表明涂层可将C/C复合材料的线烧蚀率降低47.07%。质量烧蚀率降低29.20%。

关键词: C/C复合材料 , CVD-SiC涂层 , Ta2O5-TaC涂层 , 抗氧化 , 抗烧蚀

预炭层对ZrC浸渍C/C复合材料微观结构和力学性能的影响

李贺军 , 陶珺 , 姚栋嘉 , 付前刚 , 李克智

新型炭材料

采用化学气相浸渗法在炭纤维表面制备出不同厚度的预炭层,以ZrOCl2溶液浸渍法将锆化物引入含预炭层的预制体中,经热处理、致密化和石墨化等工艺处理,制备出一种含预炭层的ZrC-C/C复合材料。借助X射线衍射仪、扫描电镜以及能谱等手段,对材料的微观结构进行表征,采用三点弯曲实验研究材料的力学性能,并探讨预炭层厚度对材料微观结构及其力学性能的影响。结果表明,当预炭层厚度为1.5-1.7滋m时,复合材料的平均抗弯强度可达256.85 MPa,与不含预炭层试样相比,增加了67.01%;抗弯试样表现出脆性断裂模式;材料的抗烧蚀性能略有提高。

关键词: 预炭层 , ZrC , C/C复合材料 , 力学性能

溶胶-凝胶法制备HfB2粉体及其氧化行为

姚栋嘉 , 李贺军 , 刘磊 , 付前刚 , 李克智 , 陶珺

稀有金属材料与工程

以HfC14、H3BO3、酚醛树脂为原料,通过溶胶-凝胶结合碳热还原法成功制备了HfB2粉体.分别采用XRD和SEM对高温处理后的粉体相组成和微观形貌进行了分析;采用TGA研究了粉体的高温氧化行为.结果表明:处理温度及硼酸浓度的不同会导致产物纯度、颗粒大小的不同,而且高温氧化性能也有所不同.当处理温度为1800℃且硼酸含量高于生成硼化铪化学计量比时,产物的纯度较高,颗粒均匀,高温氧化性能较好.对溶胶凝胶结合碳热还原法制备HfB2粉体的反应机制进行了探讨.

关键词: 溶胶-凝胶 , 硼化铪 , 氧化性能

多点光纤光栅测温系统在渗流监测中的应用研究

陶珺 , 穆磊 , 杜平

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2010.01.018

为了监测土石坝内渗流水的情况,提出一种多点光纤Bragg光栅传感器(FBG)结构,采用InGaAs光电探测器阵列探测光强的光纤光栅传感阵列的波长解调方法.根据室内实验结果,对多点光纤光栅传感系统的可行性和监测数据的可靠性进行分析,用于坝体温度场监测的光纤光栅传感器波长温度响应灵敏度可达到0.0091 nm/℃.工程中采用电热脉冲方式对传感器附近小范围的土壤进行加热,使其与水的温度形成一定的温差,实测结果表明可以利用光纤光栅传感器监测温度异常的方法判断是否发生渗流,从而实现对坝体内集中渗漏点的定位和自动监测.在系统防雷击、抗干扰性方面,采用光纤光栅传感监测系统与传统仪器相比具有明显优势.

关键词: 光纤光学 , 渗流监测 , 多点光纤光栅传感器 , InGaAs阵列

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