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SiC含量对C/C—SiC复合材料弯曲强度及抗氧化性能的影响 被引量：5
1
作者 杨星 崔红 闫联生 《炭素》 2007年第3期21-25,共5页
选用聚碳硅烷(PCS)为前驱体,对密度分别为1.34g/cm^3,1.52g/cm^3和1.62g/cm^3的针刺炭布C/C材料进行液相致密化处理,制得密度达1.75g/cm^3的C/C—SiC复合材料,并与密度为1.85g/cm^3的同结构高密度C/C材料的弯曲强度和抗氧化性能进行了... 选用聚碳硅烷(PCS)为前驱体,对密度分别为1.34g/cm^3,1.52g/cm^3和1.62g/cm^3的针刺炭布C/C材料进行液相致密化处理,制得密度达1.75g/cm^3的C/C—SiC复合材料,并与密度为1.85g/cm^3的同结构高密度C/C材料的弯曲强度和抗氧化性能进行了对比分析。结果表明:密度为1.34g/cm^3的C/C材料经过PCS致密化处理,在保持高密度C/C材料的弯曲强度同时,显著提高了材料的抗氧化性能。 展开更多
关键词 c/c复合材料 抗氧化 sic c/c-sic复合材料
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C/C—SiC复合材料的制备与性能 被引量：26
2
作者 余惠琴 陈长乐 +1 位作者 邹武 闫联生 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期28-32,共5页
采用化学气相渗透 (CVI)法和液相浸渍有机物先驱体混合工艺制备了C/C—SiC复合材料 ,并对复合材料力学性能、抗烧蚀性能和抗氧化性能进行表征。结果表明 :制备的C/C—SiC复合材料在基本保持C/C复合材料力学性能的基础上 ,抗氧化和抗烧... 采用化学气相渗透 (CVI)法和液相浸渍有机物先驱体混合工艺制备了C/C—SiC复合材料 ,并对复合材料力学性能、抗烧蚀性能和抗氧化性能进行表征。结果表明 :制备的C/C—SiC复合材料在基本保持C/C复合材料力学性能的基础上 ,抗氧化和抗烧蚀性能得以大幅度提高 ,提出了制备兼具C/C复合材料与陶瓷材料优良性能的碳陶结构复合材料的技术途径。 展开更多
关键词 c/c-sic复合材料 制备工艺 抗氧化 cVI 碳/碳 碳化硅
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活性添加剂B、Cr对C/C—SiC复合材料性能的影响 被引量：5
3
作者 余惠琴 陈长乐 邹武 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期36-40,共5页
在采用“化学气相沉积和液相浸渍有机物先驱体”混合工艺制备C/C—SiC复合材料的基础上 ,在陶瓷先驱体中分别添加B、Cr填料 ,制备多组元材料 ,并分析添加剂B、Cr对C/C—SiC复合材料性能的影响。研究结果表明 ,添加剂Cr能提高复合材料的... 在采用“化学气相沉积和液相浸渍有机物先驱体”混合工艺制备C/C—SiC复合材料的基础上 ,在陶瓷先驱体中分别添加B、Cr填料 ,制备多组元材料 ,并分析添加剂B、Cr对C/C—SiC复合材料性能的影响。研究结果表明 ,添加剂Cr能提高复合材料的弯曲强度约 4 0 % ,但抗氧化性能和抗烧蚀性能却有所下降 ;添加剂B不仅能提高复合材料的弯曲强度 ,且在 5 0 0℃～ 10 0 0℃范围内改善了复合材料的抗氧化性能 ,其抗烧蚀性能也明显提高。 展开更多
关键词 活性添加剂 B cR c/c sic 复合材料 影响 弯曲强度 抗氧化性 铬 硼
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高温环境下2.5D针刺C/SiC复合材料失效机理及多尺度失效分析方法研究
4
作者 陈亮 孟琳书 +6 位作者 张音旋 王广帅 曹奇凯 赵铭卓 吴涛 高希光 宋迎东 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第1期139-149,共11页
针对2.5D针刺C/SiC复合材料的失效破坏进行了试验和仿真计算研究。开展了室温、500℃、1000℃无氧环境下0°层、网胎层材料的拉伸、压缩破坏试验以及2.5D针刺C/SiC复合材料的拉伸、压缩和弯曲破坏试验,并利用电子显微镜对试验件断... 针对2.5D针刺C/SiC复合材料的失效破坏进行了试验和仿真计算研究。开展了室温、500℃、1000℃无氧环境下0°层、网胎层材料的拉伸、压缩破坏试验以及2.5D针刺C/SiC复合材料的拉伸、压缩和弯曲破坏试验,并利用电子显微镜对试验件断口进行观察,分析了2.5D针刺C/SiC复合材料在不同温度下的损伤模式和失效机理。基于试验数据与观察结果,建立了通过单一铺层性能参数获取宏观针刺元件力学性能的方法,并依据多尺度理论和渐进损伤方法,借助Abaqus子程序二次开发进行了针刺C/SiC复合材料强度仿真分析。仿真预测的应力分布、失效模式与试验结果吻合较好,采用最大应变准则的强度预测精度可达94.7%,验证了分析方法在室温与高温环境下的准确性。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 多尺度分析 性能预测 失效分析
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2.5D C/SiC复合材料磁场/液体辅助皮秒激光制孔试验研究
5
作者 刘畅 王科骄 李丞 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期54-63,共10页
2.5D C/SiC复合材料是航空国防领域耐高温构件用关键复合材料,其高硬度、高耐磨性使该材料的高质量微孔加工异常困难。本文提出了一种基于磁场/液体辅助(MLM)的2.5D C/SiC复合材料皮秒激光制孔工艺,通过提取微孔的出/入口直径、锥度、... 2.5D C/SiC复合材料是航空国防领域耐高温构件用关键复合材料,其高硬度、高耐磨性使该材料的高质量微孔加工异常困难。本文提出了一种基于磁场/液体辅助(MLM)的2.5D C/SiC复合材料皮秒激光制孔工艺,通过提取微孔的出/入口直径、锥度、氧化、重铸层等特征,与皮秒激光加工(PM)、磁场辅助加工(MM)、液体辅助加工(LM)3种工艺进行了对比研究。结果表明,基于MLM的皮秒激光加工能够有效降低微孔的入口直径,同时增大出口直径,在两组不同的试验参数下分别获得了锥度1.3°及1.1°的微孔,比PM工艺的锥度分别降低了18.75%和45%,比MM工艺的锥度分别降低了13.33%和31.25%,比LM工艺的锥度分别降低了91.22%和79.63%。此外,利用EDS能谱分析、拉曼光谱以及XPS技术对制备的微孔开展了微观组织分析。可以发现,MLM工艺更有效地减少了孔壁的石墨化缺陷。其中,液体辅助避免了微孔入口处的氧化,同时清晰地观察到裸露的纤维和基体,有效避免了热损伤和重铸层缺陷。在皮秒激光制孔中,MLM的主要作用机制体现在液体的冷却效应、隔绝氧气机制,以及磁场纵向拉伸等离子体,从而减弱等离子体屏蔽效应。 展开更多
关键词 皮秒激光 磁场/液体辅助加工 2.5D c/sic复合材料 孔锥度 烧蚀机理
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C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展
6
作者 王硕博 刘可立 +6 位作者 宋运泽 王兵 杨超 董健 柳彦博 刘玲 王琴 《推进技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能... 在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能,又不会显著影响基体的高温力学性能,有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发,对现有涂层体系进行了梳理,再结合涂层的化学组成特点,系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展,并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析,最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。 展开更多
关键词 热防护 c/c复合材料 陶瓷涂层 表面涂层技术 抗氧化 耐高温 综述
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液体冲压发动机燃烧室C/C-SiC复合材料的烧蚀行为及力学性能
7
作者 王玲玲 姜韬 +2 位作者 高勇 闫联生 郭春园 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期118-124,共7页
采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试,研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明:在含固体粒子条件下,烧蚀严重区域烧... 采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试,研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明:在含固体粒子条件下,烧蚀严重区域烧蚀量较大,而一般区域也有一定的烧蚀量,均比不含固体粒子条件下相应区域烧蚀量大;C/C-SiC复合材料表面涂层先发生氧化反应,生成的SiO_(2)玻璃态膜覆盖在涂层表面,阻挡了氧气的进入,有效地保护了基体材料。随着温度不断上升,材料发生主动氧化,气流的剥蚀和冲刷会加速该过程,使得SiO_(2)难以附着在产品内表面上,SiC基体和碳纤维失去保护而被损耗。纤维变细,强度逐渐降低,纤维的增韧效果大幅减小,两种实验条件下C/C-SiC复合材料的弯曲强度和剪切强度均发生了下降,在颗粒冲刷下,材料的力学性能损失更加严重。 展开更多
关键词 c/c-sic燃烧室 液体冲压 固体粒子 烧蚀行为 力学性能
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复合材料C型梁热隔膜成型与手铺成型工艺对比
8
作者 曹涛 周盼 房晓斌 《中国新技术新产品》 2025年第1期65-67,共3页
研究复合材料C型梁的高质量成型,对减轻飞机质量、减少装配工作量、提高结构强度等具有重要意义。本文对C型梁的结构特点和成型难点进行分析,介绍了热隔膜成型和手工铺贴成型的工艺方案、制造过程和零件质量。结果表明,与手工铺贴成型相... 研究复合材料C型梁的高质量成型,对减轻飞机质量、减少装配工作量、提高结构强度等具有重要意义。本文对C型梁的结构特点和成型难点进行分析,介绍了热隔膜成型和手工铺贴成型的工艺方案、制造过程和零件质量。结果表明,与手工铺贴成型相比,热隔膜成型具有成型效率高、成型质量稳定、不受工人技能水平影响的优点,适用于复合材料C型梁的制造。 展开更多
关键词 复合材料 c型梁 热隔膜
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复合材料C型梁R角褶皱缺陷的形成机理及评价方法研究
9
作者 李紫璇 孙金贵 +4 位作者 岳广全 满珈诚 申文轲 林德志 刘卫平 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期110-116,共7页
C型梁R角区域在热压罐成型过程中易产生褶皱缺陷,严重影响构件成型质量和使用性能。为了准确评价褶的皱缺陷程度,提供减少褶皱产生的思路,利用热压罐成型工艺开展了国内外两种不同牌号预浸料在不同铺层数下的C型梁样件制造,对成型过程中... C型梁R角区域在热压罐成型过程中易产生褶皱缺陷,严重影响构件成型质量和使用性能。为了准确评价褶的皱缺陷程度,提供减少褶皱产生的思路,利用热压罐成型工艺开展了国内外两种不同牌号预浸料在不同铺层数下的C型梁样件制造,对成型过程中R角预浸料的变形行为进行了分析,探究了褶皱缺陷形成的机理。提出了包含厚度分布、边缘滑移角和R角部分褶皱量化分析3个方面的评价方法,并利用该方法对样件进行了评价和对比。结果表明,预浸料的层间滑移行为是褶皱形成机理的关键,滑移阻力过大导致褶皱缺陷的产生;所测试的国产预浸料与国外预浸料相比,其整体黏度更大,所制造的C型梁更易产生褶皱缺陷;3个方面的评价指标具有一致性,可以从多个角度综合衡量C型梁R角的褶皱缺陷程度。 展开更多
关键词 热固性复合材料 热压罐成型工艺 c型梁 R角区域 褶皱缺陷
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新型TiC铁基复合材料制备工艺研究
10
作者 李宏 廖鑫 +1 位作者 吴恩辉 马兰 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
TiC铁基复合材料具有高硬度和强度、良好塑韧性、成型简单等优势,被广泛应用于航空航天、机械设备、汽车等行业,现有TiC铁基复合材料制备过程大部分选用高纯Ti粉、Fe粉、C粉、B4C粉等为原料合成制备。本研究以钒钛铁精矿和煤粉为主要原... TiC铁基复合材料具有高硬度和强度、良好塑韧性、成型简单等优势,被广泛应用于航空航天、机械设备、汽车等行业,现有TiC铁基复合材料制备过程大部分选用高纯Ti粉、Fe粉、C粉、B4C粉等为原料合成制备。本研究以钒钛铁精矿和煤粉为主要原料,采用碳热还原-酸浸浸出工艺制备新型TiC铁基复合材料,采用单因素试验考察了碳热还原及酸浸工艺参数对TiC铁基复合材料制备的影响。结果表明,温度对产物物相组成影响较大,随温度上升,Fe以Fe_(0.9)Si_(0.1)的形式存在逐渐变为以Fe_(3)Si的形存在;在球料比4∶1、还原温度1 550℃、还原时间30 min的条件下,物相组成主要为Fe_(3)Si、Ti(C,N)、过量C和MgAl_(2)O_(4)等;在10%HCl、固液比20∶1、浸出温度85℃、浸出时间120 min的条件下,酸浸除去了多余杂质,成功制备了TiC/Fe复合材料;酸浸前后形貌和粒径变化不大,酸浸前粒径为22μm、酸浸后为23μm;需要注意,所制备的TiC/Fe复合材料增强相TiC不纯,多以Ti(C,N)的形式存在,通过选择合适的原料球料比和碳热还原时间以及尽可能增大碳热还原温度可有效避免该问题。 展开更多
关键词 TIc/FE复合材料 钒钛铁精矿 煤粉 原位合成 碳热还原-酸浸 Tic纯度 TI(c N)
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C/SiC-BN复合材料的制备及氧化行为
11
作者 姜灵毅 庞生洋 +3 位作者 杨超 张悦 胡成龙 汤素芳 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期779-786,共8页
C/SiC复合材料作为一种高温结构材料,在航空航天热防护领域具有广泛的应用前景。然而,该材料的中低温抗氧化性能相对较差,制约了其在更广泛领域的应用。本研究采用料浆抽滤工艺,通过调节料浆中陶瓷含量在纤维增强体中引入不同含量的抗... C/SiC复合材料作为一种高温结构材料,在航空航天热防护领域具有广泛的应用前景。然而,该材料的中低温抗氧化性能相对较差,制约了其在更广泛领域的应用。本研究采用料浆抽滤工艺,通过调节料浆中陶瓷含量在纤维增强体中引入不同含量的抗氧化组元BN,再通过反应熔体渗透法制备C/SiC-BN复合材料。系统研究了不同BN含量对复合材料结构组成及抗氧化行为的影响,并分析相关氧化机理。研究结果表明:引入BN颗粒显著降低了C/SiC的开口孔隙率,并明显提高了C/SiC的起始氧化温度。引入质量分数3%BN时,C/SiC-BN复合材料(B3样品)的抗氧化性能最优,其在900、1200和1500℃静态氧化1 h的质量损失率分别为0.009%、–0.301%、–0.596%,显著优于C/SiC。1500℃氧化后,B3样品的强度保持率最高,达到52%。900℃氧化时,C/SiC-BN复合材料主要经历C相和BN相的氧化,以O_(2)扩散反应控制的缓慢失重为主;1200℃氧化时,C相和BN相氧化速率加快,SiC发显著氧化,生成的B_(2)O_(3)、硼硅酸盐和SiO_(2)等氧化产物减缓了O_(2)的扩散速率,减小了基体碳的损伤;1500℃氧化时,SiC氧化速率加快,生成的SiO_(2)在复合材料表面形成的连续氧化膜阻碍了O_(2)的向内扩散。B_(2)O_(3)、CO等气体产物溢出及持续生成SiO_(2)主导了整个氧化过程。 展开更多
关键词 料浆浸渍 c/sic BN 微观结构 氧化行为
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C/SiC复合材料数据库及机器学习性能预测平台的设计与开发
12
作者 曹文轩 史振宇 +3 位作者 邹斌 王继来 张成鹏 袭建人 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期51-61,共11页
以MySQL Workbench 8.0为数据库平台,采用三层浏览器/服务器架构,利用PyCharm 2022开发了一套基于Web界面和机器学习技术的C/SiC复合材料数据库系统,该系统包括材料数据库和机器学习模型2部分,具有对材料组分结构、制备工艺、试验性能... 以MySQL Workbench 8.0为数据库平台,采用三层浏览器/服务器架构,利用PyCharm 2022开发了一套基于Web界面和机器学习技术的C/SiC复合材料数据库系统,该系统包括材料数据库和机器学习模型2部分,具有对材料组分结构、制备工艺、试验性能等材料研发各阶段的信息查询、添加、修改、删除、搜索以及支持信息管理、设计分析视图、案例推理辅助设计、用户与系统管理等功能。基于神经网络回归算法训练机器学习模型,利用材料微观结构参数预测材料力学性能,对不同微观结构参数的影响权重进行评价,并部署在系统平台中;通过Web用户界面调用机器学习模型,对预留的验证集数据进行拉伸模量和弯曲模量预测。结果表明:机器学习模型预测材料力学性能的精度达到95%左右,训练出来的预测模型具有良好的精度与泛化能力。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 材料数据库 WEB系统 神经网络 性能预测
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浆料浸渍辅助PIP工艺制备C/HfC-SiC复合材料的微观结构及性能研究
13
作者 粟毅 史扬帆 +4 位作者 贾成兰 迟蓬涛 高扬 马青松 陈思安 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期726-732,共7页
针对高速飞行器对于防热/承载一体化超高温陶瓷基复合材料的迫切需求,以及现有反应型HfC先驱体存在的成本高、效率低和致密效果差等不足,本研究将HfC亚微米粉体配制成稳定的陶瓷浆料,利用浆料加压浸渍辅助先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了... 针对高速飞行器对于防热/承载一体化超高温陶瓷基复合材料的迫切需求,以及现有反应型HfC先驱体存在的成本高、效率低和致密效果差等不足,本研究将HfC亚微米粉体配制成稳定的陶瓷浆料,利用浆料加压浸渍辅助先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了HfC基体均匀分布的C/HfC-SiC复合材料,探讨了HfC含量对于复合材料微观结构、力学与烧蚀性能的影响。结果表明,当HfC实际体积分数为13.1%~20.3%时,复合材料密度为2.20~2.58 g·cm^(-3),开孔率约为5%。通过单层碳布加压浸渍陶瓷浆料,HfC颗粒能够分散到纤维束内部,且在复合材料中分布比较均匀。提高HfC含量会降低复合材料纤维含量,其力学性能也呈现出降低趋势。当HfC体积分数为20.3%时,复合材料的密度、拉伸强度和断裂韧性分别为2.58 g·cm^(-3)、147 MPa和9.3 MPa·m^(1/2);经氧乙炔焰烧蚀60 s后,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0062 mm/s和0.005 g/s,烧蚀过程中形成的熔融相Hf_(x)Si_(y)O_(z)能覆盖在材料表面,起到良好的保护作用。 展开更多
关键词 c/Hfc-sic复合材料 浆料浸渍 力学性能 抗烧蚀性能
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管状C/SiC复合材料高温空气氧化行为与宏细观建模研究
14
作者 全文心 余艺平 +2 位作者 方冰 李伟 王松 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期920-928,共9页
氧化损伤是影响火箭发动机用C/SiC复合材料喷管寿命的主要因素之一。为准确评估C/SiC复合材料喷管的氧化损伤,本研究以近似喷管结构的管状C/SiC复合材料为实验对象,研究了管状C/SiC复合材料在高温(900~1300℃)空气环境下的氧化行为,包... 氧化损伤是影响火箭发动机用C/SiC复合材料喷管寿命的主要因素之一。为准确评估C/SiC复合材料喷管的氧化损伤,本研究以近似喷管结构的管状C/SiC复合材料为实验对象,研究了管状C/SiC复合材料在高温(900~1300℃)空气环境下的氧化行为,包括其组成、结构及力学性能的演变规律,发现管状C/SiC复合材料在该高温空气环境下表现出受扩散控制的氧化特征,质量与剩余强度随时间呈幂函数下降趋势,下降速率与温度正相关。在此基础上,从氧化动力学与传质学理论角度出发,建立了管状C/SiC复合材料细观/宏观尺度氧化模型,模拟了管状C/SiC复合材料高温空气氧化过程,并预测了材料的质量与剩余强度。模型预测结果与实验数据拟合程度较高,可为C/SiC复合材料喷管的寿命评估提供参考。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 高温氧化 氧化模型 寿命预测
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不同预制体结构制备C/C-SiC复合材料的微观结构演变及力学性能
15
作者 魏琰斌 王雅雷 +2 位作者 熊翔 叶志勇 刘在栋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期127-138,共12页
采用缝合结构与针刺结构碳纤维预制体,经化学气相渗透法(CVI)和反应熔渗法(RMI)制备出C/C-SiC复合材料,系统研究了两种结构预制体制得的C/C多孔体微观结构、孔隙特征及C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能。结果表明:缝合结构C/C多孔体... 采用缝合结构与针刺结构碳纤维预制体,经化学气相渗透法(CVI)和反应熔渗法(RMI)制备出C/C-SiC复合材料,系统研究了两种结构预制体制得的C/C多孔体微观结构、孔隙特征及C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能。结果表明:缝合结构C/C多孔体孔径呈双峰分布,孔隙多为纤维束间孔,针刺结构C/C多孔体孔径呈单峰分布,由于网胎的加入使得部分纤维束间孔转变为连通的小孔隙网络,经过模拟后者Z向绝对渗透率略大于前者,有利于后者后续RMI致密化过程(高密度,低开孔率,低残余金属);缝合结构C/C-SiC复合材料平均弯曲强度高于针刺结构C/C-SiC复合材料,二者都呈现“假塑性”断裂方式;针刺结构C/C-SiC复合材料密度更高,残余Si含量更低,但其纤维体积含量较低,长直纤维的完整性较差,使得复合材料承载性能较低。 展开更多
关键词 c/c-sic复合材料 孔隙结构 微观结构 弯曲性能
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SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的研究进展
16
作者 张倩玮 陈意高 +1 位作者 崔红 吴小军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期80-89,共10页
SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性... SiC-ZrC复相超高温陶瓷改性C/C复合材料的制备工艺原理与单一陶瓷相改性C/C复合材料的工艺原理基本相同,但SiC-ZrC复相陶瓷具有耐高温、温域宽(1600~2500℃)、抗氧化、工艺适应性好等优点,在测试和应用中表现出优异的力学性能和抗烧蚀性能,能够有效填补目前高温段热防护材料的空缺,因此已经成为C/C复合材料基体掺杂改性的重要选择,在航天飞行器防热领域极具应用潜力。本文针对C/C-SiC-ZrC复合材料的发展潜力和应用空间,从制备工艺、结构特征以及性能特点三个方面综述了C/C-SiC-ZrC复合材料当前的研究进展,分析了制备工艺对复合材料微结构和性能的影响规律,提出了基于工程应用C/C-SiC-ZrC防热材料的发展建议。 展开更多
关键词 c/c复合材料 sic-Zrc复相陶瓷 基体改性
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沉积热解炭与树脂炭比例对C/C-SiC复合材料弯曲强度的影响
17
作者 曹佩 王毅 +2 位作者 王旭东 杨晓辉 白龙腾 《中国陶瓷工业》 CAS 2024年第1期11-17,共7页
以针刺整体炭毡为坯体,采用树脂浸渍和化学气相沉积混合的方法制备得到相同密度的C/C多孔体,采用熔硅浸渗(RMI)制得C/C-SiC复合材料。研究了沉积热解炭与树脂炭比例对基体显微结构及弯曲性能的影响。结果表明:随着沉积得到的沉积热解炭... 以针刺整体炭毡为坯体,采用树脂浸渍和化学气相沉积混合的方法制备得到相同密度的C/C多孔体,采用熔硅浸渗(RMI)制得C/C-SiC复合材料。研究了沉积热解炭与树脂炭比例对基体显微结构及弯曲性能的影响。结果表明:随着沉积得到的沉积热解炭含量增加,C/C-SiC复合材料基体内部孔隙率先降后升,而密度、弯曲强度先增后减。当沉积热解炭与树脂炭的比例为1∶1时,C/C-SiC复合材料密度与弯曲强度最高,分别达到2.03 g/cm^(3)和240 MPa。 展开更多
关键词 沉积热解炭 树脂炭 c/c-sic复合材料 弯曲强度
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ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料的微观结构和烧蚀性能
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作者 汤磊 尹健 +3 位作者 熊翔 张红波 汪帅 左劲旅 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3093-3104,共12页
为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能,采用反应熔渗法(reactive melt infiltration,RMI)制备ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料,考察ZrB_(2)超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明:相较... 为进一步提升C/C-SiC-ZrC复合材料的抗烧蚀性能,采用反应熔渗法(reactive melt infiltration,RMI)制备ZrB_(2)超细粉体改性C/C-SiC-ZrC复合材料,考察ZrB_(2)超细粉体含量对改性复合材料的微观结构和烧蚀性能的影响。研究结果表明:相较于未改性的C/C-SiC-ZrC复合材料,ZrB_(2)超细粉体的引入使C/C-SiC-ZrC复合材料的密度由2.25 g/cm^(3)增至2.40~2.48 g/cm^(3);ZrB_(2)主要分布在ZrC基体中,且分布均匀;ZrB_(2)超细粉体的添加显著提升了复合材料的抗烧蚀性能;电火花等离子体烧蚀120 s后,当ZrB_(2)超细粉体摩尔分数为2%时,复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率最低,分别为6.90 mg/s和2.26μm/s;在烧蚀过程中,氧化生成的ZrO_(2)黏附在材料表面,与具有一定流动性的SiO_(2)形成龟壳状的ZrO_(2)-SiO_(2)氧化层,该氧化层减少了烧蚀过程中等离子体向基体的扩散和热传递,有效提升了改性复合材料的抗烧蚀性能。 展开更多
关键词 ZrB_(2) c/c-sic-Zrc 反应熔渗 微观结构 抗烧蚀性能
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C/SiC复合材料的人工孔发汗冷却性能分析及优化研究
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作者 俞逸斯 李明佳 +2 位作者 杜燊 戴嘉鹏 徐航 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期88-95,I0002,共9页
C/SiC复合材料在热防护领域中应用广泛,但受制备工艺、成本等方面的限制,具有低孔隙率、小孔径的特征,在发汗冷却过程中这些微小孔隙难以支撑足够的冷却剂供应量且易发生堵塞,限制了冷却的进行。针对此问题,本文研究通过增加人工孔来改... C/SiC复合材料在热防护领域中应用广泛,但受制备工艺、成本等方面的限制,具有低孔隙率、小孔径的特征,在发汗冷却过程中这些微小孔隙难以支撑足够的冷却剂供应量且易发生堵塞,限制了冷却的进行。针对此问题,本文研究通过增加人工孔来改善C/SiC复合材料发汗冷却性能的可行性。建立了人工孔表征单元结构及等效模型,获得了打孔后复合材料内冷却工质的流量比及等效渗透率的变化情况,探究了打孔方式与工质流量对复合材料等效体换热系数的影响规律,并拟合了打孔后复合材料等效体换热系数经验公式。结果表明:渗透特性方面,冷却工质的主要流量分布于人工孔中;对于渗透率为1×10^(-16) m^(2)的低渗透率材料,打孔后复合材料自身工艺孔中的流量占比小于0.1%,其中的工质流动可忽略;在换热特性方面,可通过调节打孔方式改善复合材料的换热性能,相同渗透率下调节打孔方式可使体换热系数提升154%。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 热防护 传热传质 发汗冷却 人工孔 数值模拟
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C/SiC复合材料的烧蚀机理试验研究
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作者 付斌 王永海 +2 位作者 陈鑫 曹占伟 阎君 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期77-80,共4页
C/SiC复合材料具有优异的热力学性能,在临近空间领域具有较好的应用前景。针对C/SiC复合材料的烧蚀机理理论方法开展研究,建立了C/SiC复合材料主/被动氧化烧蚀分析方法,并在传统主动和被动氧化烧蚀的基础上,对于更高温度条件则采用一种... C/SiC复合材料具有优异的热力学性能,在临近空间领域具有较好的应用前景。针对C/SiC复合材料的烧蚀机理理论方法开展研究,建立了C/SiC复合材料主/被动氧化烧蚀分析方法,并在传统主动和被动氧化烧蚀的基础上,对于更高温度条件则采用一种升华分解烧蚀模型。通过设计典型状态电弧风洞试验,验证了主/被动氧化模型烧蚀、升华分解烧蚀模型的准确性,试验结果表明典型状态下C/SiC复合材料无因次质量烧蚀率与理论值吻合,有关研究及结果可以为C/SiC复合材料防热设计分析提供参考。 展开更多
关键词 c/sic复合材料 烧蚀机理 升华分解 防热设计 氧化烧蚀
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