简介:C/C-SiC复合材料是新一代高性能刹车材料,在高速列车、飞机和重型汽车等高能载制动领域具有广阔的应用前景。介绍了C/C-SiC复合材料的制备方法,分析了各种制备方法的优缺点。从材料的物相组成和使役条件两方面分析了C/C-SiC刹车材料摩擦磨损性能的影响因素,介绍了C/C-SiC刹车材料的优化设计,并对未来的研究方向、研究重点进行了展望。
简介:在中密度C/C复合材料基体上采用催化化学气相沉积方法生长碳化硅纳米线(SiCnw)及制备碳化硅纳米线/碳化硅(SiCnw/SiC)涂层,研究中密度C/C复合材料基体上加载催化剂后涂层沉积及其抗氧化性能,结果表明:中密度基体上催化制备SiCnw涂层,可改善沉积效率,同时可抑制裂纹扩展,明显改善SiC涂层在1200℃的氧化防护能力。另外,在1500℃的空气中氧化10h后,SiCnw/SiC涂层氧化质量损失率仅为1.34%,明显低于质量损失率为8.67%的单层SiC涂层。
简介:摘要:介绍了飞机C/C、C/C-SiC飞机刹车材料石墨化度的表征方法、材料石墨化度的影响因素,以及石墨化处理对材料性能的影响,以对工程应用提供指导。
简介:Theapplicabilityandlimitationofseveralquadraticstrengththeorieswereinvestigatedwithrespectto2D-C/SiCand2.5D-C/SiCcomposites.Akindofdamage-basedfailurecriterion,referredtoasD-criterion,isproposedfornonlinearceramiccomposites.Meanwhile,thenewlydevelopedcriterionispreliminarilyvalidatedundertension-shearcombinedloadings.ThepredictionshowsthatthefailureenvelopegivenbyD-criterionislowerthanthatfromTsai–HillandHoffmancriteria.Thisrevealsthatthedamage-basedcriterionisreasonableforevaluationofdamage-dominatedfailurestrength.
简介:C/SiC复合材料密度低、耐高温、抗氧化、抗烧蚀,并且具有非常好的高温力学性能,是制备高性能液体火箭发动机推力室的理想材料。本文从C/SiC复合材料燃烧室结构计算、无损探伤及C/SiC与金属连接等方面,论述了上海空间研究所在C/SiC复合材料应用于液,本火箭发动机推力室方面的基础研究及应用进展。
简介:Basedonthethermodynamictheory,anorthotropicdamageconstitutivemodelwasdevelopedtodescribethenonlinearmechanicalbehaviorofC/SiCcomposites.Thediferentnonlinearkinematicandisotropichardeningfunctionswereadoptedtodescribeaccuratelythedamageevolutionprocesses.Thedamagevariablesweredefinedwiththedamagedmodulusandtheinitialundamagedmodulusonenergyequivalenceprinciple.Theinitialorthotropyanddamagecouplingwerepresentedinthedamageyieldfunction.Tensileandin-planeshearloadingandunloadingtestswereperformed,andagoodagreementbetweenthemodelandtheexperimentalresultswasachieved.
简介:分别以针刺编织预制体(2.5D)和三维编织预制体(3D)为增强体,采用化学气相沉积结合高温熔渗工艺制备2种不同预制体结构的C/C-SiC-ZrC复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电镜和能谱分析仪等测试手段,对材料的微观结构进行分析,采用三点弯曲实验和压缩实验研究材料的力学性能,得出不同预制体对最终复合材料断裂性能的影响规律。结果表明:材料中的SiC与ZrC呈偏聚态分布,2.5D复合材料的弯曲强度和压缩强度高达147.38MPa,252.4MPa;与3D复合材料相比,2.5D复合材料强度分别提高了192%和90.7%。这主要是由于2.5D复合材料纤维含量少,孔隙多,反应后密度较高所致。
简介:采用交联剂对聚碳硅烷(PCS)先驱体进行改性,以改性先驱体配置溶液制备了C/SiC复合材料。在制备过程中,由于改性先驱体较高的陶瓷产率,缩短了复合材料基体致密化周期,气孔率降低到7.2%,密度提升到2.01g/m^3。在改善试样显微结构的同时,改性先驱体能够明显提升C/SiC复合材料力学性能,弯曲强度提高到459.4MPa,断裂韧性提升到13.6MPa·m^1/2,相比单组分PCS先驱体分别提高了51.9%和32.0%。烧蚀性能考核表明,试样的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为8.3×10^-3mm/s和4.3×10^-3g/s,相比单组分PCS制备的试样分别降低了85.7%和73.1%。通过对试样内部显微结构和考核后形貌进行分析,结果表明试样力学和烧蚀性能的提升主要得益于致密化的基体以及基体对纤维很好的保护作用。
简介:采用反应合成方法制备孔隙度为54.3%的高纯Ti3SiC2多孔材料,并研究其在400~1000°C下空气中的氧化行为。采用热重-差热分析法、扫描电镜、X射线衍射技术、能谱仪、拉曼光谱、BET比表面分析法和孔结构测试等研究Ti3SiC2多孔材料在氧化前后的氧化动力学、物相组成、微观形貌以及孔结构参数演变。结果表明:形成不同晶型TiO2氧化产物是影响Ti3SiC2多孔材料抗氧化性及孔结构稳定性的主要因素。由于氧化产物体积应力以及热应力的存在,因此,在400~1000°C试验过程中试样表面均出现开裂现象。其中,在400~600°C下形成的锐钛矿型TiO2会导致Ti3SiC2晶粒出现严重开裂,并引发快速氧化以及孔径和透气度的异常减小。600°C以上在氧化过程中主要形成金红石型TiO2,开裂现象得以缓解,但是氧化膜的外延生长大幅降低了Ti3SiC2多孔材料孔隙的连通性。
简介:以短炭纤维、Si粉、炭粉和树脂为原料,通过均匀混合、温压成形,在1500℃原位反应最终制得C/C—SiC复合材料。测试试样的开孔隙率、热扩散率及摩擦磨损性能,研究制备工艺过程中后续炭化对摩擦磨损性能的影响,并对摩擦表面及磨屑进行扫描电镜观察和X射线衍射分析。结果表明:采用树脂浸渍炭化工艺制备的C/C—SiC制动材料具有适中的摩擦因数和较低的磨损率;经后续炭化,树脂转变为树脂炭,以磨粒的形式增大摩擦力,同时有效地降低了磨损率。
简介:以密度分别为0.92,1.10和1.46g/cm3的多孔C/C材料为坯体,采用熔融渗硅法获得密度分别为1.94,1.86和1.79g/cm3的C/C-SiC复合材料A、B和C。将C/C-SiC复合材料与40Cr钢配副进行滑动摩擦实验,研究其摩擦磨损行为。结果表明:随载荷增加,坯体密度为1.83g/cm3的材料B的摩擦因数较稳定,基本围绕0.60波动,波动幅度0.2。材料A的摩擦因数波动幅度为0.3,而材料C的摩擦因数呈直线下降,降幅最大达0.5。但随时间延长,在试验载荷下,材料A的摩擦因数稳定性最好,波动幅度为0.07。SEM形貌表明,低载荷下,C/C-SiC复合材料的陶瓷相磨屑易聚集在摩擦膜边缘,而高载荷下磨屑分布较均匀,但摩擦表面都较粗糙,未形成完整、致密的摩擦膜。
简介:Tomeettheincreasingdemandforadvancedmaterialscapableofoperationover2000℃forfuturethermalprotectionsystemsapplication,C/C—ZrC—SiCcompositeswerefabricatedbyreactivemeltinfiltration(RMI)withZr,Simixedpowdersasrawmaterials.ThestructuralevolutionandformationmechanismoftheC/C—ZrC-SiCcompositeswerediscussed,andthemechanicalpropertyoftheas-preparedmaterialwasinvestigatedbycompressiontest.TheresultsshowedthataftertheRMIprocess,aspecialstructurewithZrC-SiCmulti-coatingasouterlayerandZrC-SiC-PyCceramicsasinnermatrixwasformed.ZrCandSiCrichareaswereformedinthecompositesandonthecoatingsurfaceduetotheformationofZr-SiintermetalliccompoundsintheRMIprocess.MechanicaltestsshowedthattheaveragecompressionstrengthoftheC/C-ZrC-SiCcompositeswas133.86MPa,andthecarbonfibersinthecompositeswerenotseriouslydamagedaftertheRMIprocess.
简介:钡锶铝矽酸盐(BSAS)和Si/BSAS涂层经由一个二拍子的圆舞激光cladding过程在C/SiCcomposites的表面上被制作。微观结构,机械性质,和样品的水蒸汽腐蚀行为被调查。BSAS涂层被发现紧被结合到底层和仅仅一些毛孔,microcracks被观察。硅中间层的介绍被揭示减少热应力并且支持在激光cladding过程期间形成的缺点愈合。为了评估腐蚀抵抗,BSAS和Si/BSAS-coated,C/SiCcomposites暴露于50%H2在1250敢椠?慦桳潩的O和50%O2吗?
简介:摘要:为研究C/SiC波纹点阵结构复合材料在高温条件下的力学行为,对比两种不同的热力耦合计算结果,分析不同耦合方式获得温度场和应力场差异,确定不同耦合方式的适用范围,利用ABAQUS软件数值模拟了不同温度和结构尺寸对热应力的影响。结果表明:顺序耦合方式所需的计算资源更少计算时间更短,而完全耦合方式的计算结果更精确但所需的时间长,在不同的温度边界下,C/SiC波纹点阵结构的温度分布差异较小,温度集中和应力集中的部位位于芯子板和上下面板的连接处;另外,温度边界条件一定时,随着芯子板角度变大,下面板温度变大,因为在两种传热方式中,辐射传热占主导,辐射随芯子板角度变大。