碳化硅纤维／铝复合材料截锥壳体工艺和性能研究

介绍了碳化硅纤维/铝复合材料截锥壳体工艺和性能研究。用预制丝铺排、缠绕、热压扩散结合及二次加工,获得了合格的、中等尺寸的碳化硅/铝截锥壳体构件.经无损检测证明构件结合质量良好,该构件还具有优良的耐腐蚀性能.这种工艺方法可推广应用于制造较大型、异型金属基复合材料宇航结构件.     

碳/环氧复合材料缺陷修补工艺研究

介绍了碳/环氧复合材料产品在生产过程中常出现的缺陷问题,并结合生产实际进行产品缺陷的修补工艺研究。通过多种类型修补试片性能的测试分析,确定了最佳修补材料和修补工艺方法。并通过工艺试验,考核和验证了修补的质量效果。试验结果表明:修复的碳/环氧复合材料产品效果很好,修补的弹翼承载强度超过了设计载荷,其它各项指标也满足设计和使用要求。     

对标准微电路型号质量等级代码“M”的新认识

美国军用标准体系在20世纪90年代初进行重大改革,将军用标准体系从以生产线认证和产品鉴定的合格产品目录(QPL)模式转向以生产线认证和工艺流程鉴定为基础的合格生产厂目录(QML)模式,由于新体系允许旧体系下的产品进行过渡,造成目前国内对美国标准微电路型号(SMD)质量等级代码"M"存在错误的认识。标准微电路型号质量等级代码"M"包括"M"和"空白"。通过对美国军用标准体系过渡前后的研究和分析,结合美国国防部电子供应中心(DSCC)发布的文件以及MIL-PRF-38535中的相关条款,发现质量等级代码"M"可能的质量等级为M级或Q级。     

奇盾牌防弹衣

北京空间机电研究所利用航天回收技术和复合材料技术优势,研制的新型高强纤维材料软质防弹背心,曾于1993年7月通过了由中国航天工业总公司专家进行的技术鉴定。近年,该产品已形成系列产品;经公安部安全与警用电子产品质量检测中心检测合格,多次在国家定点     

C/C-B-SiC复合材料的烧蚀性能研究

采用聚合物浸渗裂解法制备了C/C-B-S iC复合材料,用H2-O2焰法对其烧蚀性能进行了研究,并推测了C/C-B-S iC复合材料的烧蚀机理。结果表明,C/C-B-S iC复合材料的烧蚀率随材料密度ρ的增加呈下降趋势,ρ=1.50 g/cm3的C/C-B-S iC复合材料的线烧蚀率相当于ρ=1.86 g/cm3的C/C复合材料的61%,烧蚀时间为60 s时的质量烧蚀率相当于ρ=1.77 g/cm3的C/C复合材料。C/C-B-S iC复合材料在H2-O2焰条件下的烧蚀机制是热化学烧蚀(氧化和升华)和机械冲刷的综合作用。     

航天用碳纳米管增强铝合金复合材料的力学与阻尼性能

碳纳米管(CNT)作为增强体的铝基复合材料(CNT/Al)具有轻质、高强、高模量、易加工的性能优势,用作轻量化材料在航天航空领域具有巨大的应用前景。为了获得兼顾其力学性能和阻尼性能的轻量化结构材料,采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5% CNT/2A12复合材料,并研究了不同时效条件下的力学性能与阻尼性能。在130 ℃时效6~14 h时,复合材料具有最佳的拉伸强度与延伸率,抗拉强度最高可达595 MPa(时效12 h),延伸率最高可达14.0%(时效8 h)。复合材料的阻尼在0~180 ℃时变化不大,其在0.005左右,180~300 ℃时明显提高,300 ℃时可达0.05,阻尼性能受时效时间影响不大。复合材料的储存模量随测试温度升高而下降,在180~300 ℃时随振动频率升高而升高。时效条件为130 ℃-8 h时,质量分数1.5% CNT/2A12复合材料性能兼具良好的力学性能与阻尼性能。     

C/C-SiC复合材料的氧化行为与等效弹性性能计算模型研究

结合伴随化学反应的质量传递理论,研究了C/C-SiC复合材料的氧化机理,获得其氧化动力学模型。通过建立各材料组元(碳、碳化硅或其他材料)合理的氧化动力学方程,结合已有的C/C-SiC微结构参数化建模及性能预测技术,将氧化机理与微结构表征建模相结合,建立C/C-SiC复合材料在高温氧化环境下的弹性性能随温度、时间等参数变化动态预测模型,实现对高温环境下各种复杂构型C/C-SiC复合材料的性能预测研究。数值计算结果和实验数据吻合较好,表明该文建立的数值模型,可有效预测高温氧化环境下C/C-SiC的质量变化和等效弹性性能。     

烧结温度对C/C-ZrC-SiC复合材料性能的影响

以葡萄糖作为碳源,硅溶胶作为硅源,氧氯化锆作为锆源,采用水热共沉积-碳热还原法制备了C/C-ZrC-SiC复合材料,研究了材料的烧结温度对C/C-ZrC-SiC复合材料的微观形貌、力学性能和耐烧蚀性能的影响。结果表明,烧结温度对水热共沉积制备C/C-ZrC-SiC复合材料的性能影响显著。水热共沉积制备的C/C-ZrO_2-SiO_2陶瓷在1600℃下烧结,可获得C/C-ZrC-SiC复合材料,ZrC和SiC陶瓷相颗粒粒径约为500 nm,在基体中均匀分布。1600℃烧结的C/C-ZrC-SiC复合材料表现出最佳的力学性能和抗烧蚀性能,其最大弯曲强度为173.8 MPa,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.28×10~(-4)g/(cm~2·s)和1.67μm/s。过高的烧结温度导致晶粒粗大、孔隙缺陷增多,使得复合材料力学性能恶化、抗烧蚀性能大幅降低。     

三、材料工艺研究及应用

用有限单元法计算复合材料结构的材料弹性常数/洪志泉/1983(2),32～38 本文讨论用有限单元法从构件表面二个以上测点测得的应变数据,用以确定复合材料结构的材料弹性常数C_(11)、C_(12)、C_(22)和C_(44)的计算公式和程序框图。复合材料弹性模量有限元法结构分析应变     

碳/环氧复合材料层板热压罐固化过程中气孔和厚度的控制

文中介绍了一种能在碳/环氧复合材料层板热压罐固化过程中控制气孔和厚度的新方法。这是一种反馈控制法,它利用固化过程中的联机模型,通过调整固化周期达到控制产品质量的目的。其中与质量有关的变量包括产品层板的厚度和层板中出现气孔的最大尺寸。利用仿真神经网络(ANN)回归原有的操作数据,产生非线性模型来预测产品的质量。该方法特点是计入了原材料预浸料性能,并在固化过程中采取了二次测量。     

一种全复合材料卫星天线承力筒的研制

针对卫星天线承力筒轻质、高轴向模量、低轴向热膨胀的需求,文章开展了承力筒总体成型方案设计、材料基础热力学性能测试及产品试制等工作,并通过了实验考核。结果表明:对于材料的热力学性能,按经纬向比例1︰2编织的M40J炭布层压板在常温下纬向拉伸模量为118GPa,纬向拉伸强度为771MPa;在(?190~150)℃范围内,纬向热膨胀系数为(0.3~1.4)×10?6℃?1,经向热膨胀系数为(0.3~5.3)×10?6℃?1。该复合材料承力筒比铝质承力筒质量减少40%以上。复合材料承力筒经过(?170~120)℃/24h、6.5个循环的高低温循环实验考核,产品无残余变形,内部未出现开裂、分层等现象。     

C／SiC陶瓷复合材料推力室的制备与性能表征

采用"化学气相渗透法 聚合物先驱体浸渍裂解法"(CVI PIP)混合工艺制备出连续炭纤维增强碳化硅陶瓷复合材料(3D C/SiC)推力室,综合考察了复合材料的机械性能、微观结构和气密性能,以及姿控、轨控发动机环境试验考核.结果表明,"CVI PIP"混合工艺制备C/SiC复合材料不仅工艺周期缩短,而且材料性能优异.复合材料密度达2.1 g/cm3,室温弯曲强度和断裂韧性(KIC)分别达到520 MPa和17.9 MPa·m1/2;而且断裂破坏行为呈现典型的韧性模式.C/SiC复合材料推力室的高温气密性、抗氧化和抗烧蚀性能通过了双燃料液体发动机试验考核.     

复合材料在长焦距空间光学遥感器上的应用

对碳纤维增强聚合材料(CFRP)和碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料在空间光学遥感器的应用进行了介绍,并以某长焦距空间光学遥感器的主支撑结构为例,对应用不同材料时遥感器的质量、固有频率、热位移等进行了研究。研究结果表明:应用复合材料能够使主支撑结构质量降为278kg,从而降低发射成本;结构具有较大的刚度,固有频率为156.09Hz,满足设计指标;可以更加有效控制结构热变形引起的光学元件刚体位移,提高成像品质。文章对复合材料更好地应用于长焦距空间光学遥感器,具有一定的参考价值。     

CVD-PyC界面层和SiC涂层厚度数学计算模型的建立与验证

建立了合适的化学气相沉积碳界面层厚度数学计算模型和SiC涂层厚度数学计算模型,并通过工艺实验对该模型进行了验证。结合实验结果分析,发现通过该模型计算出的化学气相沉积碳界面层厚度和SiC涂层厚度与SEM照片分析结果基本接近,因此可利用上述模型估算出C/SiC复合材料产品的化学气相沉积碳界面层厚度和SiC涂层厚度,快速评估C/SiC复合材料产品化学气相沉积质量能否满足实际工况使用要求。     

炭布叠层穿刺C/C复合材料螺栓连接件微观组织和力学性能

以炭布叠层穿刺结构作为预制体,通过热梯度化学气相沉积(TCVI)工艺,制备了C/C复合材料,并沿不同纤维增强方向加工出C/C复合材料螺栓。考虑到机械加工对C/C复合材料性能的损伤,提出了C/C复合材料螺栓力学性能的测试方法,通过自行设计的模具,对所制备连接件的力学性能进行了测试表征,并利用偏光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM),对C/C复合材料螺栓的微观组织结构及断口形貌进行了分析。结果表明,所制备的螺栓具有较好的抗拉和抗剪能力,沿平行于炭布X-Y面方向(xy向)加工的C/C复合材料连接件具有较高的力学性能,螺柱的抗拉强度和剪切强度分别为52.3 MPa和49.8 MPa,圆柱销剪切强度为52.2 MPa。     

相容剂改善硅橡胶/EPDM共混热防护材料性能的研究

对一种用相容剂改善硅橡胶/三元乙丙橡胶(EPDM)共混热防护材料的性能进行了研究。在硅橡胶/EPDM共混体系中加入自制的相容剂以提高两者的相容性,给出共混工艺。用扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、氧-乙炔烧蚀仪等方法研究了相容剂对热防护材料性能的影响。结果表明:该相容剂可改善硅橡胶与EPDM两相间的相容性,使混合体系更均匀,断裂处更平整,并显著提高了共混绝热复合材料的力学性能和热稳定性,其中:拉伸强度提高了20%以上;相容剂用量为10份时,硅橡胶/EPDM共混复合材料的初始降解质量分数10%的温度提到至437.5℃,发生最大质量损失速率时的温度提高至466.2℃;随着相容剂的增加,共混绝热复合材料的线烧蚀率逐渐下降,相容剂用量为10份时,线烧蚀率可下降至0.058mm/s。     

多孔硅树脂/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及其孔结构表征

采用甲基苯基硅树脂为树脂基体,嵌段共聚物聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯(PDMS-PEO)为模板剂,合成甲基苯基硅树脂/聚二甲基硅氧烷(MPS/PDMS)复合材料,并采用透射电镜(TEM)、氢核磁(1H NMR)和氮气吸附脱附等对所制备材料的结构和性能进行表征。结果表明,所制备的MPS/PDMS复合材料具有有序的介孔结构,其BET比表面积、孔容和平均孔径分别为285 m2/g、0.21 cm3/g和24.2 nm。     

美国航空航天局碳纳米管研究取得重要进展

正2017年5月,美国航空航天局(NASA)研制的碳纳米管复合材料压力容器(COPV)搭乘探空火箭进行试验以测试力学性能。同年,NASA研发的多功能碳纳米管复合材料结构制造工艺开始迈入商业应用阶段。这些进展标志着碳纳米管复合材料航天产品力学结构部件和多功能结构制造技术研究取得重要进展。碳纳米管及其复合材料有望推动航天材料甚至航天器设计、制造和任务能力的变革。     

西安向阳航天材料股份有限公司

正西安向阳航天材料股份有限公司是中国航天科技集团公司所属的高科技股份公司,总部位于古城西安。公司主营金属复合材料、高分子材料及其制品,目前已形成双金属复合管、特种橡胶及复合材料、环保设备、催化剂和二氧化碳驱油系列产品,产品广泛应用于石油天然气、化工、电力、环保等众多领域。公司现已通过挪威船级社(DNV)质量管理体系认证、14001环境管理体系认证和28001职业健康安全管理体系认证,并多次获得高新技术企业认证和国家、省、市级的多项荣誉称号。     

树脂补增密前后C/C复合材料在不同制动压力下的摩擦学性能

对树脂补增密前、后的C/C复合材料(简称材料A和材料B)在不同制动压力下的摩擦磨损性能进行了研究。通过光学显微镜和扫描电镜对C/C复合材料的摩擦表面和磨屑进行了观察和分析。结果表明,随着制动压力的增大,C/C复合材料摩擦表面的摩擦膜变得更加致密完整,而质量磨损和线性磨损均呈现出先增加、后略降低,而后再增加的一种趋势;树脂补增密后,C/C复合材料(材料B)表现出了更好的摩擦磨损性能,其制动曲线为理想的"马鞍"型。虽然补增密后材料B的摩擦系数比补增密前材料A的要小,但在相同制动压力下,材料B的制动时间不仅明显比材料A的要短,而且其磨损率也明显比材料A的也要小。