邱海鹏
,
韩立军
,
丁海英
,
孙明
功能材料
超高温碳化硅基复合材料的环境耐久性主要受材料在环境中降解的影响.当材料的基体中有裂纹存在以及在热负荷循环条件下,材料降解相当严峻.本文介绍了近年来国内外超高温碳化硅复合材料表面涂层在干空气条件下的抗氧化涂层以及在湿环境条件下的环境阻挡层的研究进展.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
抗氧化涂层
,
环境阻挡涂层
邱海鹏
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刘朗
,
韩立军
,
丁海英
功能材料
用煅烧石油焦作填料、煤焦油沥青作粘结剂、钛粉作催化剂,采用热压工艺在2600℃左右、8～10MPa条件下热压成型,制备出一系列不同质量配比的单组元钛掺杂石墨.考察了钛组元的质量配比对单组元钛掺杂石墨的导电、力学性能的影响以及微观结构的变化.实验结果表明,与相同工艺条件下制备的纯石墨材料相比较,催化剂钛不仅可以降低掺杂石墨材料的电阻率,而且可以提高材料的力学性能.室温下材料的层面方向上,单组元钛掺杂石墨DT-15的电阻率为1.96μΩ·m,抗弯强度可达50.2MPa.经XRD及Raman分析表明,原料中掺杂适量的钛粉,在材料制备过程中可以起到催化石墨化作用,使材料的石墨化度及微晶尺寸增大,晶面层间距降低.其中,DT-15的石墨化度为96.4%,微晶尺寸La为306nm.XRD物相分析表明,催化剂钛粉最终在材料中以TiC的形式存在,钛粉在材料制备过程中的催化石墨化作用可以用液相转化机理得到较为合理的解释.
关键词:
电阻率
,
掺杂石墨
,
微观结构
韩立军
,
李铁虎
,
刘建军
,
郭恩明
,
邱海鹏
,
丁海英
功能材料
采用Z-PIN与粘胶基碳纤维毡、粘胶基碳纤维平纹织物、聚丙烯氰基碳纤维平纹织物制备了3D混杂梯度纤维预制体,多相碳素基体经丙烯等温化学气相渗透(ISO-CVI)和煤焦油沥青高压浸渍碳化(HPIC)复合工艺制备,分析研究了多相碳素基体的组织特征、Z向增强体对粘胶基碳纤维织物碳/碳复合材料(RCC)和聚丙烯氰基碳纤维织物碳/碳复合材料(ACC)层间性能的影响以及失效模式.碳基体的微观组织结构为各向同性层、光滑层和粗糙层多相复合体,粘胶基碳纤维表面和聚丙烯氰基碳纤维表面沉积碳的微观组织存在差异性.采用高密度Z-PIN增强体可提高层间性能40%～60%.失效模式为层间和纤维束内裂纹扩展,基体组织和纤维类型对层间性能的影响很小.
关键词:
碳/碳复合材料
,
混杂梯度
,
Z-PIN
,
微观结构
,
层间性能
韩立军
,
李铁虎
,
刘建军
,
邱海鹏
,
丁海英
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.02.004
采用炭纤维平纹织物和精细Z-pin制备了新型3D炭纤维预制件,炭基体采用等温化学气相沉积和高温煤沥青高压浸渍炭化制备.短梁剪切试验和开口拉剪试验用来表征Z-pin增强体对剪切破坏模式的影响.短梁剪切失效模式为假塑性,而拉剪失效模式为非假塑性破坏.分析了产生此现象的机制,短梁剪切假塑性失效由炭/炭复合材料叠层中纤维束内、纤维束间和叠层间微裂纹扩展形成,而产生拉剪失效的单一层间裂纹扩展不引起宏观假塑性现象.采用Z-pin作为提高层间剪切强度的增强体间隔1.5 mm比间隔2.5 mm可提高剪切强度40 %～50 %,该技术将成为3D炭/炭复合材料预制体制备更为先进的技术.
关键词:
层间破坏
,
3D C/C复合材料
,
Z-pin
,
假塑性
