反应熔渗工艺制备的C/C-SiC复合材料烧蚀性能及构件研制

采用反应熔渗工艺(RMI)快速制备了不同碳化硅含量的C/C-SiC复合材料,通过氧-乙炔烧蚀试验,测试了材料的烧蚀性能。利用SEM/EDS表征了复合材料烧蚀后的表面形貌和成分,分析了碳化硅含量对复合材料烧蚀性能的影响。结果表明,随着基体中碳化硅含量的提高,烧蚀过程中生成的二氧化硅保护膜更加致密,导致C/C-SiC复合材料的烧蚀率逐渐降低。在此基础上,利用优化工艺制备了密度均匀的大尺寸C/C-SiC构件,经过地面热试车考核,构件接近零烧蚀,满足发动机热试车的应用。     

BAS粘接碳化硅材料的性能

采用原位生成钡长石为烧结助剂,研究BAS/SiC复相陶瓷的低温无压液相烧结工艺,制备高致密度的陶瓷材料。通过XRD、SEM及力学试验机等研究烧结温度、BAS含量对复相碳化硅陶瓷的致密化、组织结构及力学性能的影响。结果表明:在1800℃温度下原位生成了BAS相,运用无压液相烧结法制备出了密度达到3.2 g/cm~3的BAS/SiC复相陶瓷;陶瓷中BAS以六方结构析出、SiC颗粒均匀分布;烧结温度不宜超过1800℃,温度过高将促使碳化硅颗粒长大,损伤陶瓷材料抗弯强度和断裂韧度;当复相BAS/SiC陶瓷中BAS质量分数为30%时,弯曲强度达到413 MPa,模量达到210 GPa,断裂韧度达到5.03 MPa·m~(1/2)。     

Preparation of SiCp/Al2O3-Al Composites by Directed Metal Oxidation

SiCp/Al2O3-Al composites were synthesized by means of direct metal oxidation method. The composition and microstructures of the composites were investigated using X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM） and metallurgical microscope. The effects of technical parameters on the properties of the product were analyzed. The results indicate that the composite possesses a dense microstructure, composed of three interpenetrated phases. Of them, SiO2 layer prohibits the powdering of the composites; Mg promotes the wetting and infiltration of the system and Si restricts the interfacial reaction while improving the wetting ability between reinforcement and matrix.     

SiC／A12O3纳米复合材料压痕周围残余应力的压谱特性研究

提出了用拉曼显微镜测试SiC／A12O3纳米复合材料表层V氏压痕周围残余应力的新方法。试验结果表明，其荧光光谱R曲线峰频率随高压痕中心的距离大小而变化，压头施加在材料上的载荷的大小，严重影响R曲线频率的变化。中假定应力张量横向各向异性，并以加压之前材料的荧光光谱作为基值，确定压痕周围的残余应力。最后，采用等静应力解释并比较了压痕周围残余应力与压痕载荷、高压痕中心距离之间的关系．     

SiCw／Al复合材料塑性加工型材的组织与性能

本文对用挤压铸造法制备的ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料进行了挤压和轧制变形。用扫描电镜和透射电镜对变形后的ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料微观组织进行了观察，发现变形后的复合材料中晶须折断，并沿变形方向取内，同时基体合金中产生了较高密度的位错和位错缠结。性能测试结果表明，挤压和轧制变形不同程度地提高了ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料的拉伸强度。其原因主要是晶须取向、基体变形强化以及由于基体的提高而导致的复合材料中晶须临界长度     

连续碳化硅束丝增强铝复合丝室温与300℃下的疲劳特性

本文利用超声液相法制备的ＳｉＣ束丝纤维增强Ｌ２工业纯铝复合丝为试样，对这种复合材料的拉拉应力疲劳性能进行了试验和分析。试验得出其疲劳抗力随着应力循环周次的增加会迅速下降，在循环周次为１０＾６次时其疲劳循环最大应力已降至静拉强度的４０％左右，约变４５０ＭＰａ。试验中发现应力循环过程中，试样能被拉长，基体铝也存在循环硬化现象，因此提高基体的力学性能将是提高其疲劳性能的有效途径，在３００℃的高温下进行了     

SiC晶须增强机械合金化Al—12Ti复合材料的力学性能

研究了ＳｉＣ晶须对机械合金化Ａｌ－１２Ｔｉ基复合材料的这曙力学性能和５５０℃空气气氛下暴露后力学性能的变化规律。     

热压碳化硅陶瓷的电火花加工试验研究

通过提高单个脉冲能量、改进伺服进给系统判别能力,能实现热压碳化硅陶瓷的电火花加工。本文对电火花加工HP-SiC的工艺规律进行了初步探讨。新的工艺途径能增加热压碳化硅陶瓷的实用可能。     

冲压发动机C/SiC喷管承压失效研究

新型三维编织碳/碳化硅复合材料存在较强的各向异性,而各个方向的性能数据积累不足,复合材料的强度计算方法尚不完善,为了发现新型三维编织碳/碳化硅复合材料在冲压发动机喷管中应用可能遇到的问题,并找到相应地解决措施,开展了这种复合材料应用于冲压发动机喷管的承压强度计算和承压实验研究.对承压实验中出现的低压破坏情况进行了分析,分析了低压破裂的原因,提出了改进措施.分析结果表明:C/SiC喷管喉部密度较低,导致强度较低,承载能力下降,是首次强度验证实验过程中该局部破坏的原因;为提高喷管强度,需要通过其形状设计并控制沉积流场,保证其喉部的沉积密度达到1.9g/cm3以上.对改进后的喷管进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致,满足要求.因此,在实际应用中应对喷管喉部和纵向密度的分布进行工业CT无损检测,确保喷管密度的分布均匀.