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中科院兰州化学物理研究所碳化物陶瓷表面自润滑碳化物衍生碳涂层研究获重要进展

中国材料进展

二元碳化物（如碳化硅、碳化钨和碳化钛）和三元碳化物（如钛硅碳）是摩擦学领域十分重要的材料，然而它们在干滑动条件下都不具备自润滑特性，从而限制了其应用。中科院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研发中心研究人员通过在碳化硅和钛硅碳表面制备自润滑碳化物衍生碳（CDC）涂层，从而使这些碳化物在无润滑的滑动条件下亦具有自润滑性。

关键词: 化学物理研究所 , 自润滑特性 , 碳化物 , 碳涂层 , 中科院 , 陶瓷表面 , 衍生 , 兰州

表面涂碳及复合材料制备对SiC纤维性能的影响

杨延清 , 刘翠霞 , 李健康

材料热处理学报

采用化学气相沉积法对SiC(W芯)纤维进行表面涂碳处理,分别用未涂碳SiC纤维和涂碳SiC纤维作为增强体,通过真空热压制备了SiC/Ti-6Al-4V复合材料,然后从复合材料中萃取出SiC纤维.拉伸实验表明,纤维表面涂碳有效地增加了SiC纤维的抗拉强度,但萃取出的SiC纤维强度明显降低.统计研究表明,SiC纤维的强度服从威布尔分布,碳涂层使纤维的威布尔模数增大但复合材料制备降低了威布尔模数.扫描电镜观察证明SiC纤维的断口呈现出明显的脆性断裂特征,涂碳处理明显减少了SiC纤维的表面缺陷,从而提高了其强度,减少了强度分散性,涂碳处理还可以减少Ti基复合材料制备过程中对纤维表面的损伤.

关键词: 化学气相沉积 , SiC纤维 , 碳涂层 , 抗拉强度 , 威布尔分布

碳涂层对激光诱导铝等离子体辐射强度的影响

陈金忠 , 吴雄利 , 苏红新 , 李光 , 魏艳红 , 张琳晶

冶金分析 doi:10.3969/j.issn.1000-7571.2008.10.001

报道了一种在铝样品表面涂抹碳层以降低样品表面对激光束的反射率,提高激光诱导等离子体辐射强度的方法.结果表明,当一束高能量激光(～10 J)作用于覆盖有16μm的有两次涂抹碳层的铝样品时,激光等离子体发射的谱线强度提高了8%～29%.通过测量铝元素一组谱线强度,用斜率法求得等离子体的激发温度.铝样品表面涂抹合适厚度的碳层时,由于激光等离子体半径增大,激发温度和辐射强度均有提高,证明激光烧蚀能量与样品的热耦合效率提高.研究还发现,更强的原子发射光谱出现在激光等离子体径向的1 mm处,而不是在其中心位置.

关键词: 激光诱导等离子体 , 辐射强度 , 激发温度 , 铝样品 , 碳涂层

制备工艺对碳纤维增强碳化硅基复合材料结构和力学性能的影响

周长城 , 周新贵 , 张长瑞 , 曹英斌 , 邹世钦

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2005.05.015

以化学气相沉积碳为界面层, 聚碳硅烷为先驱体, 经过10个周期的浸渍-裂解制备了三维编织碳纤维增强碳化硅复合材料(3D-Cf/SiC).考察了碳涂层高温预处理和陶瓷先驱体第一个周期1600 ℃裂解对复合材料结构与性能的影响.结果表明: 碳涂层高温预处理有助于复合材料密度的提高, 弱化了复合材料的界面结合, 从而显著提高了复合材料的力学性能, 复合材料弯曲强度达到571 MPa, 剪切强度51 MPa, 断裂韧性18 MPa*m1/2.

关键词: 碳涂层 , 碳纤维增强碳化硅 , 高温处理 , 先驱体浸渍裂解

涂碳前后SiC纤维的强度测试和评价

刘翠霞 , 杨延清 , 张荣军 , 任晓霞

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.02.015

测定了室温下涂碳前后化学气相沉积法(CVD)制备的国产SiC纤维的抗拉强度,发现威布尔分布可以较好地描述SiC纤维的抗拉强度的统计分布.分析得出以下结论,涂碳后与涂碳前的纤维抗拉强度的Weibull模数,及其平均抗拉强度相比,前者明显高于后者.涂碳后SiC纤维的表面缺陷大大减小.随着标距和应变速率的增加,纤维的平均强度逐渐下降,而Weibull模数基本不变.并对断口进行分析,结果表明SiC纤维呈明显的脆性断裂.

关键词: CVDSiC纤维 , Weibull模数 , 碳涂层

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面性能

符跃春 , 石南林 , 张德志 , 杨锐

稀有金属材料与工程

采用纤维推出法测量了SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面剪切强度.结果表明,热压态碳涂层和未涂层纤维与基体的界面剪切强度分别为118.2 MPa和230 MPa,界面脱粘发生在碳涂层或纤维与界面反应层之间.500℃,600℃和800℃退火处理后,界面剪切强度均低于热压态的强度,随退火时间的增加,500℃处理后的界面剪切强度呈下降趋势,600℃和800℃处理后呈微弱上升趋势,而且800℃处理后,界面脱粘可发生在基体/界面反应层和碳涂层或纤维/界面反应产层2个界面.

关键词: 界面剪切强度 , SiCf/Ti-6Al-4V复合材料 , 碳涂层

纤维涂层处理SiCf/SiC复合材料

王亦菲 , 叶飞 , 刘伟峰 , 马青松

稀有金属材料与工程

分别采用酚醛和沥青为先驱体,在连续SiC纤维表面进行涂层制备,采用SEM、表面能谱等分析手段系统研究了涂层组成、结构及其对SiC纤维力学性能的影响.以含碳涂层的SiC纤维和聚碳硅烷(PCS)为原料通过先驱体转化法(PIP)制备SiCf/SiC复合材料,对其微观结构及性能进行了表征.结果表明,经过涂层处理后,在连续SiC纤维表面涂敷了一层无定形碳,纤维表面缺陷得到改善,抗拉强度有所提高.采用碳涂层SiC纤维制备SiCk/SiC复合材料后,断裂韧性明显提高.通过涂层处理有效地改善了SiCf/SiC复合材料的韧性.

关键词: SiC纤维 , 碳涂层 , SiCf/SiC复合材料