碳/环氧复合材料方形薄壁梁的研制

本文概括介绍了碳/环氧复合材料方形薄壁梁的研制情况。着重介绍了制品的选材及材料性能、铺层设计、力学性能和环模试验等内容。制品经各种条件试验后,性能稳定可靠,并已应用于产品上,取得比较满意的结果。     

高铬不锈钢制件的碳氮共渗

分析了高铬不锈钢零件经液体、气体碳氮共渗的渗层组织成分和性能特性以及渗层黑色组织和裂纹的生成原因；试验论证了气体碳氮共渗不同工艺参数的渗济量和冷却方式等对渗层组织成分和性能方面的影响及其取代液体碳氨共渗在解决渗层黑色组织和裂纹等缺陷方面的作用和效果。     

碳／碳复合材料的氧化性能研究

本文研究了碳/碳复合材料的氧化性能,测定了国产碳材料的氧化速率及表观活化能.通过样品的摩擦试验和全尺寸飞机碳刹车装置的惯性动力试验,研究了碳/碳复合材料氧化重量损失与总的重量损失的关系.     

三向碳/碳材料转捩压力的测量

为评估三向碳/碳材料的烧蚀性能，在北京空气动力研究所研制的FD—04F电弧加热器上对三向碳／碳材料进行了滑行试验，测出了三向碳／碳材料的转接压力。试验结果表明：滑行试验在测量转接压力方面是有效的，并给出了三向碳／碳模型的转授压力数据和最终外形形状。     

再入飞行器鼻锥材料的筛选试验—M组

本文提供了再入飞行器鼻锥材料筛选试验的结果,这些筛选试验是在俄亥俄州莱特·彼得逊空军基地的空军飞行动力实验室再入鼻锥试验设施上进行的。这些试验称为“M组”试验,是政府部门为发展先进鼻锥材料而进行的若干批鼻锥筛选试验中的第一批试验。至少有10个承包商和政府部门参加了这些试验,共计试验了75个模型和21种材料。这组试验的结果以及试验后的若干分析工作,为当前的鼻锥材料建立了一个广阔的数据基础。这些模型中。有4种是石墨材料,有17种是碳—碳材料。碳—碳编织形式包括1—1—1、1—1—3、1—1—4、1—1—5、2—2—1、2—2—3、2—2—4、2—2—6的排布形式,外加一种极向编织方案。关于碳—碳的制作,至少包括了五种工艺方法。从鼻锥材料在再入鼻锥试验设施中展示的性能来说,最好的材料是994石墨和2—2—3精细编织碳—碳。另外。其余那些石墨和几种碳—碳结构也都是有希望的材料。     

单向碳/碳复合材料高温疲劳试验研究

为了研究单向碳/碳的高温疲劳特性,从疲劳损伤力学出发,提出了考虑温度、氧化速率的碳/碳复合材料剩余刚度、剩余强度模型,并开展了碳/碳复合材料[0]16单向板试验件在室温、有涂层700℃和无涂层700℃的拉/拉疲劳试验和剩余强度试验。试验结果表明:单向碳/碳复合材料的剩余刚度曲线呈倒"S"形,材料的刚度退化存在三个阶段;单向碳/碳复合材料在室温和有抗氧化涂层700℃的疲劳加载初期和末期存在刚度突降,中期的刚度无明显退化;单向碳/碳复合材料在室温的疲劳刚度退化小于10%,而有抗氧化涂层单向碳/碳复合材料700℃的刚度退化超过30%;无抗氧化涂层单向碳/碳复合材料在疲劳中期存在明显刚度退化,末期无刚度突降。模型的拟合结果表明:复合材料高温剩余刚度、剩余强度模型能够很好地预测单向碳/碳复合材料在室温和700℃的剩余刚度、剩余强度变化。     

碳／环氧波纹壳的研制

本文介绍应用于卫星的碳/环氧波纹壳代号8509研制情况。研制的产品经试验表明,所采用的材料和制造技术是先进的,主要力学性能超出2914波纹壳的性能。     

考虑编织角动态变化的3维编织碳/碳复合材料高温剩余刚度模型

为研究3维编织碳/碳复合材料在高温环境下的疲劳特性,建立了一种编织角与循环数相关的编织角动态变化模型,将 其引入考虑温度的单向复合材料剩余刚度模型中,根据应力、编织角的变化以及温度等因素的影响,建立了3维编织复合材料高 温疲劳剩余刚度模型。在700 ℃的大气环境下,对添加抗氧化涂层的3维编织碳/碳复合材料进行了拉-拉疲劳试验,获取了剩余 刚度、剩余强度以及试验段长度等参量。结果表明：在700 ℃下3维编织碳/碳复合材料在拉-拉疲劳加载初期的剩余刚度显著提 高,然后保持稳定,在接近疲劳寿命时突降;剩余强度经10 5 循环后比初始强度提高了19.75%;在疲劳过程中的迟滞回线面积随着 循环数的增加逐渐增大;高温剩余刚度模型对700 ℃下剩余刚度试验数据拟合度较高,且通过编织角动态变化模型求得的不同循 环数下编织角模拟值与试验值的误差小于5%。     

三维编织碳/环氧复合材料聚能冲击性能研究

利用爆炸冲击试验对三维编织碳／环氧复合材料聚能冲击性能进行了研究,并分析了三维编织碳／环氧复合材料的聚能冲击破坏的宏观和微观破坏机理。结果表明,导爆索直接与碳／环氧接触时,碳／环氧复合材料将被破坏;在导爆索和碳／环氧之间加入橡胶,可以保护碳／环氧复合材料不被破坏。     

28钢和406钢的化学成分对其组织和性能影响的研究

采用相同条件下感应电炉熔炼、电渣重熔,经锻造和退火,930℃加热、油中淬火,不同温度回火2小时后空气冷却,测定拉伸性能、梅氏冲击韧性、三点弯曲 K_(1c) 值和WOL 试样在3.5%Nacl 水溶液的 K_(1scc)值,比较了含碳量为0.27、0.31%的 Cr3SiNiMoWV系钢(28钢系列)和0.32%C 的 SiMnCrMoV 系钢(降碳406钢)的性能。试验结果表明,碳对超高强度钢在回火马氏体状态下的强韧性和抗延迟断裂性能具有决定性的作用。相同碳含量条件下 Cr3SiNiMoWV 系钢具有比 SiMnCrMoV 系钢更高的冲击韧性;当碳含量稍高时,在550℃回火后具有较高的强韧结合和耐延迟断裂的性能。降碳406钢在低温回火后的各项性能并不逊色。     

碳机轮刹车系统可靠性增长试验

介绍了采用可靠性试验和寿命试验相结合的方法,成功完成某碳机轮刹车系统可靠性增长试验,及根据试验数据完成可靠性评估和寿命评估的作法。     

碳/碳复合材料室温和700 ℃面内剪切疲劳试验

为了研究高温环境碳/碳复合材料面内剪切疲劳特性,以含防氧化涂层的[±45] 4S 铺层碳/碳复合材料为研究对象,开展了 室温和700 ℃下的拉/拉疲劳试验。结果表明：碳/碳复合材料面内剪切剩余刚度变化呈横向的“S”形,对比室温环境,在700 ℃下 碳/碳复合材料面内剪切疲劳在中期损伤时的刚度降低趋势更为明显,在室温时发生疲劳断裂的剩余刚度为初始刚度的82%,而 在700 ℃下则降低至初始刚度的68%;在室温环境下碳/碳复合材料在33%和66%循环数后的面内剪切剩余强度分别为初始强度 的95.20%和85.70%,当温度升高为700 ℃时,分别为96.43%和85.59%。基于损伤因子的刚度和强度表征,考虑温度、应力水平的 影响,建立了碳/碳复合材料剩余刚度、剩余强度模型,较好地拟合了试验数据,高精度地获得了室温和700 ℃下碳/碳复合材料面 内剪切疲劳剩余刚度、剩余强度理论曲线,为后续复杂碳/碳复合材料结构件疲劳寿命预测提供了重要数据。     

沥青基碳/碳复合材料的弯曲破坏分析

沥青基碳 /碳复合材料试件的弯曲试验表明 ,其弯曲断裂特征与材料密度有着密切联系。本文分析讨论了沥青基碳 /碳复合材料的弯曲破坏特征及其过程机理     

碳-铝复合材料低应力破坏原因探讨

本文主要就碳-铝复合材料的纵向抗拉强度低于混合律估算值,纤维的增强作用不能充分发挥,发生低应力破坏的原因进行探讨。研究了M40/LD_2,T300/LD_2,上碳/LD_2等碳-铝复合材料经液氮深冷—150℃冷热循环处理和不同温度加热真空处理,产生不同程度的界面反应和界面状态所引起抗拉强度的变化。分析探讨碳-铝复合材料发生低应力破坏的原因。 试验结果表明碳-铝复合材料在制备过程中发生不同程度的界面反应,造成碳纤维损伤,生成界面反应层,使纤维与铝基体的界面结合增强。过强的界面结合使裂纹易于向碳纤维内部扩展,造成脆断。界面结合强弱对碳-铝复合材料的破坏过程和抗拉强度有重要影响,控制碳纤维与铝基体的界面结合是获得高性能碳-铝复合材料的关键。通过适当的处理改善界面结合状态可使M40/LD_2复合材料抗拉强度提高25～40％。     

渗碳零件表面碳浓度精确控制的探讨

通过对６种常用渗碳材料在９３０℃下进行渗碳试验,建立了表面碳浓度控制模型,渗碳时间延长时,表面碳浓度按抛物线规律上升。钢种、碳势不同,表面碳浓度也不同,研究了表面碳浓度与炉气碳势达到的渗碳平衡时间。     

硫及硫化物对镍基合金碳蚀的抑制作用与机理

通过小单管燃烧试验,证实了燃油中适量的硫及硫化物对镍基高温合金碳蚀的抑制作用,并根据碳蚀机理和催化剂中毒原理,探讨了硫及硫化物对镍基高温合金碳蚀的抑制机理。为了防止镍基合金的碳腐蚀 ,提出了控制燃油中总硫含量和改进结构设计及合理选材的建议。     

三向碳-碳用中强碳纤维高温热处理研究

本文研究了三向碳-碳用中强碳纤维经高温热处理以后的强度、热膨胀系数、比电阻、X光结构参数等性能变化情况,并对三向碳-碳复合物的强度性能等进行了讨论。     

美国民兵Ⅲ-马克12A导弹再人碳-碳鼻锥研制情况

美国用于民兵Ⅲ-马克12A导弹再入鼻锥的三向碳-碳复合材料,经过多年试验研究与实弹飞行试验考核,据1980年报导已正式生产,投入使用。由阿夫柯公司负责组织生产配套,通用电气公司承担三向碳-碳复合材料的高压致密复合工艺。复合最后产品,交给阿夫柯公司加工、配套和组装。     

碳／环氧网格骨架加筋铝合金薄壳结构

本文提出了一种新型复合结构——碳/环氧网格骨架加筋铝合金薄壳结构,论述了它的主要优点和主要技术问题,最后给出了这种新型复合结构的强度试验结果。试验结果表明:用碳/环氧网格骨架加筋铝合金薄壳达到了预期的增强效果,新型复合结构具有广泛应用前景。     

钼酚醛树脂成碳率测量的影响因素及其不确定度

酚醛树脂的成碳率受样品自身及成碳条件的各种因素影响,使其成碳率的热重法(TGA)测量结果因试验条件不同而不同.为掌握其中关系,以便对酚醛树脂体系的成碳率做出正确的测评,本文通过试验考察了样品粒径分布、氮气流速、样品量等因素对钼酚醛树脂成碳率测量结果的影响程度与规律,并对其测量不确定度进行了分析.结果表明,样品粒径分布与样品量是影响钼酚醛树脂成碳率的主要因素,在常规测试条件下,TGA法测量钼酚醛树脂成碳率的扩展不确定度为0.9%.