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高性能C/SiC复合材料的快速制备 被引量:28
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作者 宋麦丽 王涛 +3 位作者 闫联生 邹武 余惠琴 刘毅佳 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第2期57-60,共4页
研究开发了“CVI+PIP”组合工艺 ,本着“低成本、短研制周期 ,适合批量化生产”的目的 ,研制的C/SiC复合材料弯曲强度高达 5 6 1MPa ,断裂韧性高达 17MPa·m1/2 ,制成的C/SiC复合材料推力室开孔率小于 2 % ,在0 .6MPa气压下不漏气。
关键词 C/SIC复合材料 CVI工艺 浸渍裂解工艺 联合工艺 碳化硅陶瓷 碳纤维
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新型碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展 被引量:226
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作者 张立同 成来飞 徐永东 《航空制造技术》 北大核心 2003年第1期24-32,共9页
介绍了碳化硅陶瓷基复合材料的应用和发展现状 ,阐述了CVI -CMC -SiC制造技术在我国的研究进展 ,开展了CVI -CMC -SiC的性能与微结构特性的研究和CVI过程控制及其对性能影响的研究 ,研制了多种CMC -SiC和其构件。
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 制造 航天材料 航空发动机 航空材料
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自愈合碳化硅陶瓷基复合材料研究及应用进展 被引量:46
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作者 张立同 成来飞 +4 位作者 徐永东 刘永胜 曾庆丰 董宁 栾新刚 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第3期226-232,共7页
为了满足高推重比航空发动机长时热力氧化环境的使用需求,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料正朝自愈合方向发展。本文介绍自愈合碳化硅陶瓷基复合材料的微结构与性能,自愈合与强韧化机理,制造方法和工艺特点及其在航空发动机热端部件... 为了满足高推重比航空发动机长时热力氧化环境的使用需求,连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料正朝自愈合方向发展。本文介绍自愈合碳化硅陶瓷基复合材料的微结构与性能,自愈合与强韧化机理,制造方法和工艺特点及其在航空发动机热端部件的应用情况,表明多元多层微结构形成了“层层设防,就地消灭”的氧化防御体系,是复合材料实现自愈合与强韧化的关键。自愈合碳化硅陶瓷基复合材料能够满足发动机高温服役环境要求,显著降低发动机的结构重量,从而有效提高发动机的推重比。 展开更多
关键词 自愈合 碳化硅陶瓷复合材料 应用 多元多层微结构
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连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用 被引量:34
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作者 王鸣 董志国 +1 位作者 张晓越 姚博 《航空制造技术》 北大核心 2014年第6期10-13,共4页
本研究通过对国外连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的分析,结合航空发动机设计对于复合材料构件的使用要求,从发动机材料工程化应用的角度,提出国内连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究中还需要解决的问题,并且提出相应的建议。
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 航空发动机设计 连续纤维增强 应用 复合材料构件 发动机材料 工程化
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碳化硅陶瓷基复合材料加工技术研究进展 被引量:28
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作者 王晶 成来飞 +2 位作者 刘永胜 刘小瀛 张青 《航空制造技术》 2016年第15期50-56,共7页
碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-Si C)是一种新型战略性热结构材料,在航空、航天、核能等高新技术领域具有广阔应用前景。但CMC-Si C材料硬度高、不导电等特性决定了实现其高精度、高质量加工较为困难。综述了CMC-Si C材料的传统加工和特种... 碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-Si C)是一种新型战略性热结构材料,在航空、航天、核能等高新技术领域具有广阔应用前景。但CMC-Si C材料硬度高、不导电等特性决定了实现其高精度、高质量加工较为困难。综述了CMC-Si C材料的传统加工和特种加工工艺的研究现状与进展,重点阐述了激光加工陶瓷及CMC-Si C材料的加工机理和加工效果。最后,指出了CMC-Si C材料加工技术的发展趋势。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 激光加工 加工机理
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包渗法制备C_f/SiC陶瓷基复合材料MoSi_2—SiC—Si防氧化涂层 被引量:17
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作者 刘荣军 周新贵 +1 位作者 张长瑞 周安郴 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期45-48,共4页
采用包渗法制备了Cf/SiC陶瓷基复合材料MoSi2 —SiC—Si防氧化涂层 ,研究了渗层同埋粉关系、包渗时间对包渗结果的影响 ,并对涂层防氧化性能进行了分析。结果表明 :包渗法制得的涂层致密、无裂纹 ,涂层起到了良好的防氧化作用 ,140 0℃... 采用包渗法制备了Cf/SiC陶瓷基复合材料MoSi2 —SiC—Si防氧化涂层 ,研究了渗层同埋粉关系、包渗时间对包渗结果的影响 ,并对涂层防氧化性能进行了分析。结果表明 :包渗法制得的涂层致密、无裂纹 ,涂层起到了良好的防氧化作用 ,140 0℃在空气中氧化 1h后试样的质量保留率为 94.1% ,保留强度为2 94. 展开更多
关键词 CF/SIC MoSi2-SiC-Si涂层 防氧化 包渗法 碳化硅陶瓷复合材料
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碳化硅陶瓷基复合材料激光刻蚀技术研究进展 被引量:19
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作者 翟兆阳 梅雪松 +1 位作者 王文君 崔健磊 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期16-26,共11页
碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)具有密度低、强度高、耐高温、抗腐蚀等优点,在航空航天领域具有广泛的应用潜力。但是CMC-SiC属于具有超高硬度且各向异性的难加工材料,常规加工技术难以胜任这种新型材料的优质高效加工。激光加工凭借加... 碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)具有密度低、强度高、耐高温、抗腐蚀等优点,在航空航天领域具有广泛的应用潜力。但是CMC-SiC属于具有超高硬度且各向异性的难加工材料,常规加工技术难以胜任这种新型材料的优质高效加工。激光加工凭借加工质量高、非接触加工、输入热量低、适用范围广、易于和数控技术结合实现自动化等优势,有望成为CMC-SiC材质构件精密制造的主流技术。本文从CMC-SiC与激光的相互作用机理出发,分析了激光加工CMC-SiC中出现的典型热致缺陷,阐述了超短脉冲激光在CMC-SiC精密加工中展现的优势。在此基础上,指出了CMC-SiC激光加工技术的发展趋势,旨在为新型航空航天CMC-SiC材质构件的精密制造提供理论依据与技术参考。 展开更多
关键词 激光光学 激光加工 碳化硅陶瓷复合材料 作用机理 热致缺陷 超短脉冲激光
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碳化硅陶瓷基复合材料基体和涂层改性研究进展 被引量:17
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作者 刘巧沐 许建锋 刘佳 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1700-1706,共7页
随着航空航天器性能的提高,其热端部件如航空发动机、高超音速飞行器的头锥及翼前缘等服役环境愈加苛刻。为了满足更苛刻的服役环境,需要对碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-Si C)进行基体或涂层改性以发展更长... 随着航空航天器性能的提高,其热端部件如航空发动机、高超音速飞行器的头锥及翼前缘等服役环境愈加苛刻。为了满足更苛刻的服役环境,需要对碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-Si C)进行基体或涂层改性以发展更长寿命、更耐高温和结构功能一体化的陶瓷基复合材料。介绍了航空航天器热端部件用CMC-SiC复合材料基体和涂层改性的研究进展、成果、现状及存在的问题,指出了今后需要着重解决改性CMC-SiC复合材料的工程化应用问题、发展具有更高使用温度的改性材料体系以及发展在发动机环境中应用的环境屏障涂层体系。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 高超音速飞行器 航空发动机 改性
原文传递
硅树脂高温转化陶瓷结合层连接陶瓷材料 被引量:9
9
作者 所俊 陈朝辉 +1 位作者 韩卫敏 郑文伟 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期386-390,共5页
由硅树脂作为先驱体,在高温(800~1400℃)转化陶瓷结合层对石墨、SiC陶瓷及3D(dimension)Cf(carbonfiber)/SiC复合材料进 行了连接实验,着重探讨了硅树脂固化裂解过程、裂解温度、保温时间及升温速率对连接性能的影响。研究表明:硅树脂... 由硅树脂作为先驱体,在高温(800~1400℃)转化陶瓷结合层对石墨、SiC陶瓷及3D(dimension)Cf(carbonfiber)/SiC复合材料进 行了连接实验,着重探讨了硅树脂固化裂解过程、裂解温度、保温时间及升温速率对连接性能的影响。研究表明:硅树脂的交联固化主要是通 过消耗Si—OH来完成。对于石墨、SiC的连接,1200℃是较佳的处理温度,而对于Cf/SiC则最佳的处理温度为1400℃。随着保温时间由1 h延长到5h,SiC陶瓷连接强度得到提高,但对复合材料的连接不利。低升温速率(2℃/min)时的连接强度比10℃/min时的高很多。 展开更多
关键词 先驱体 硅树脂 碳纤维-碳化硅陶瓷复合材料 碳化硅陶瓷 石墨 连接 剪切强度
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碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展及应用 被引量:14
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作者 文章苹 张骋 张永刚 《人造纤维》 2018年第1期18-24,共7页
介绍了碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的组成、界面及强韧化机制、制备工艺进展及其应用,并分析了各种制备工艺的优缺点以及未来的研究重点。
关键词 碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料 界面 强韧化机制 制备工艺 应用
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碳化硅陶瓷基复合材料的自愈合及结构吸波一体化研究进展 被引量:13
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作者 马晓康 殷小玮 +2 位作者 范晓孟 成来飞 张立同 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1-9,共9页
为满足高推重比航空发动机在长时热力氧化环境下的使用需求和航空发动机关键热结构部件的隐身需求,碳化硅陶瓷基复合材料正朝着自愈合抗氧化、兼具承载和吸波性能的结构吸波一体化发展。本文分别介绍了碳化硅陶瓷基复合材料在强韧化、... 为满足高推重比航空发动机在长时热力氧化环境下的使用需求和航空发动机关键热结构部件的隐身需求,碳化硅陶瓷基复合材料正朝着自愈合抗氧化、兼具承载和吸波性能的结构吸波一体化发展。本文分别介绍了碳化硅陶瓷基复合材料在强韧化、自愈合抗氧化、电磁波吸收三方面的设计原则,综述了在这三方面的研究现状。一种材料同时具有高强度高韧性、自愈合抗氧化和吸收电磁波三方面的性质将是结构功能一体化CMC-SiC未来发展的大趋势。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 强韧化 自愈合抗氧化 电磁波吸收
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SiC复相陶瓷的强化增韧趋势 被引量:8
12
作者 熊昆 徐光亮 李冬梅 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期101-106,共6页
SiC陶瓷因其具有优良的性能而广泛应用于军事和民用领域。但陶瓷固有的脆性严重影响了其作为结构材料的应用潜力,因此SiC陶瓷的强化增韧成为了近年来研究的热点。综述了SiC基复相陶瓷的几种主要强化增韧方式,讨论了其强化增韧机制。采... SiC陶瓷因其具有优良的性能而广泛应用于军事和民用领域。但陶瓷固有的脆性严重影响了其作为结构材料的应用潜力,因此SiC陶瓷的强化增韧成为了近年来研究的热点。综述了SiC基复相陶瓷的几种主要强化增韧方式,讨论了其强化增韧机制。采用纳米颗粒、晶须协同强化增韧和特殊技术制备纳米复相陶瓷将是提高SiC基陶瓷性能的有效途径。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 协同增韧 晶须 碳纳米管
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平纹机织多元多层碳化硅陶瓷基复合材料的等效弹性模量预测 被引量:8
13
作者 许英杰 张卫红 +1 位作者 杨军刚 汪海滨 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1350-1355,共6页
针对平纹机织多元多层碳化硅陶瓷基复合材料,按照"从底向上"的顺序考虑了纤维丝/界面/基体尺度以及纤维束/基体/涂层尺度下的微结构有限元模型。采用能量法依次进行了两个尺度上的等效性能计算,首先在纤维丝/界面/基体的尺度... 针对平纹机织多元多层碳化硅陶瓷基复合材料,按照"从底向上"的顺序考虑了纤维丝/界面/基体尺度以及纤维束/基体/涂层尺度下的微结构有限元模型。采用能量法依次进行了两个尺度上的等效性能计算,首先在纤维丝/界面/基体的尺度上计算了纤维束的等效弹性参数,然后将这些参数代入到纤维束/基体/涂层尺度微结构模型中,计算得到复合材料的整体弹性常数。数值计算结果与实验结果吻合较好,验证了所提计算方法以及模型的有效性。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 平纹机织 多元多层 能量法 多尺度分析 数值预测
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燃烧合成多孔碳化硅陶瓷基复合材料 被引量:5
14
作者 张宇民 张建寒 +1 位作者 韩杰才 赫晓东 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2003年第4期14-17,共4页
采用燃烧合成技术制备多孔碳化硅基复合材料。利用Si、C、Ti体系的放热反应得到SiC/TiC复相陶瓷,其中Ti+C含量要大于25%,否则燃烧反应无法完全进行。燃烧合成产物中含有α—SiC、β-SiC、TiC和少量Si。所研究体系的产物致密度为理论密... 采用燃烧合成技术制备多孔碳化硅基复合材料。利用Si、C、Ti体系的放热反应得到SiC/TiC复相陶瓷,其中Ti+C含量要大于25%,否则燃烧反应无法完全进行。燃烧合成产物中含有α—SiC、β-SiC、TiC和少量Si。所研究体系的产物致密度为理论密度的45%~64%。对燃烧合成产物进行了XRD相分析和SEM断口形貌分析。 展开更多
关键词 燃烧合成 多孔碳化硅陶瓷复合材料 XRD SEM 自蔓延高温合成 多孔材料
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陶瓷基复合材料可磨耗环境障涂层制备及性能
15
作者 袁世峰 郭婧 +3 位作者 郭孟秋 赵春玲 崔永静 焦健 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-94,共13页
随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用,与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术,制备4层结构的BSAS(Ba_(0.75)Sr_(0.25)Al_2Si_2O_8)-聚酯基可磨耗环境障涂层(A/EBCs),探究工艺参数对可磨耗面层孔隙... 随着碳化硅陶瓷基复材制备的涡轮外环的逐步应用,与其匹配的可磨耗涂层技术需求迫切。本工作采用大气等离子喷涂技术,制备4层结构的BSAS(Ba_(0.75)Sr_(0.25)Al_2Si_2O_8)-聚酯基可磨耗环境障涂层(A/EBCs),探究工艺参数对可磨耗面层孔隙率的影响规律以及涂层在1300℃下的相结构和组织演变。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)对涂层相结构、微观组织及成分进行分析表征。结果表明:BSAS-聚酯基可磨耗面层的孔隙率为26.4%~36.8%,BSAS-聚酯粒子温度敏感的参量是主气(氩气)流量、辅气(氢气)流量和喷涂距离,速度敏感的参量是主气(氩气)流量;其中主气(氩气)流量同时对BSAS-聚酯的粒子温度和速度具有反向影响作用。该可磨耗面层在1300℃高温氧化300 h保持单斜相结构,组织和成分稳定,局部析出球状非晶氧化硅颗粒。采用高温高速刮削实验对涂层可磨耗性能进行评价,涂层表面发现纳米高温合金微粒黏附,叶片高度磨损比(IDR)为20%,达到可磨耗封严涂层使用要求。 展开更多
关键词 可磨耗环境障涂层 等离子喷涂 碳化硅陶瓷复合材料 BSAS 高温性能
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大气等离子喷涂Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)环境障涂层的制备与水氧腐蚀行为
16
作者 崔永静 郭孟秋 +4 位作者 马玉洁 周邦阳 范尚武 焦健 成来飞 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期37-45,共9页
以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层... 以固相烧结法制备的Yb_(2)Si_(2)O_(7)粉体作为原材料,采用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/Yb_(2)Si_(2)O_(7)三层结构环境障涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析仪、纳米压痕试验机等设备研究涂层的显微组织、相结构和力学性能。结果表明:粉体材料由83%Yb_(2)Si_(2)O_(7)相和17%Yb_(2)SiO_(5)相(质量分数)组成,等离子喷涂获得的Yb_(2)Si_(2)O_(7)层孔隙率为(6.61±0.65)%,涂层结合强度达(22.82±3.55)MPa,涂层断裂韧度达(1.98±0.12)MPa·m1/2。此外,涂层1350℃条件下水氧耦合腐蚀测试结果显示Yb_(2)Si_(2)O_(7)单斜相含量先降低后提高,硅黏结层高温氧化形成的热生长氧化物SiO_(2)与Mullite+BSAS界面相容,未发现Mullite+BSAS与Yb_(2)Si_(2)O_(7)层互扩散现象,硅层的损耗是涂层使用寿命的主要限制环节。 展开更多
关键词 环境障涂层 等离子喷涂 碳化硅陶瓷复合材料 Yb_(2)Si_(2)O_(7)
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热处理对等离子喷涂BSAS环境障涂层性能影响 被引量:2
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作者 崔永静 洪智亮 +3 位作者 郭孟秋 王长亮 焦健 成来飞 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期59-66,共8页
采用自制的固相烧结BSAS粉体,利用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/BSAS三层结构环境障涂层。通过扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射分析仪等研究环境障涂层在不同热处理温度下涂层的相结构、显微组织演变规律。... 采用自制的固相烧结BSAS粉体,利用大气等离子喷涂工艺在SiC基体表面制备Si/Mullite+BSAS/BSAS三层结构环境障涂层。通过扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射分析仪等研究环境障涂层在不同热处理温度下涂层的相结构、显微组织演变规律。结果表明:喷涂态BSAS涂层主要由单斜结构BAS相和非晶相组成;经过1100℃热处理后,涂层内部非晶相转变为六方结构BAS相;1200℃热处理后六方结构BAS相逐渐向单斜结构BAS相转变,在1300℃热处理后单斜结构BAS相的含量达到最大;随着热处理温度的进一步上升,出现鳞石英结构的SiO_(2)相和高钡含量的Ba3SiO5相以及副钡长石结构BAS相,1400℃热处理过程中发现硅液滴渗出的现象。 展开更多
关键词 环境障涂层 等离子喷涂 碳化硅陶瓷复合材料 BSAS
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碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展 被引量:3
18
作者 臧小静 《建材与装饰》 2019年第36期66-67,共2页
碳化硅陶瓷基复合材料作为热结构材料体系中的重要构成材料之一,其在我国航空航天以及空间技术、交通工具制造、光学系统等多个领域均有一定的应用,是材料工程领域研究和关注的重点。本文将通过对碳化硅陶瓷基复合材料的特点及其技术研... 碳化硅陶瓷基复合材料作为热结构材料体系中的重要构成材料之一,其在我国航空航天以及空间技术、交通工具制造、光学系统等多个领域均有一定的应用,是材料工程领域研究和关注的重点。本文将通过对碳化硅陶瓷基复合材料的特点及其技术研究现状分析,结合实例,对碳化硅陶瓷基复合材料及其有关技术在实践中具体应用进行研究。 展开更多
关键词 碳化硅陶瓷复合材料 技术现状 应用进展 研究
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纤维束丝数对平纹编织C/SiC复合材料力学性能的影响 被引量:2
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作者 管国阳 矫桂琼 潘文革 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1094-1099,共6页
通过对2种丝束平纹编织碳纤维布增强SiC(C/SiC)复合材料的力学性能实验,研究了纤维束丝数(1 k和3 k)对复合材料性能的影响。实验结果表明:1 k C/SiC复合材料的拉伸模量、拉伸强度、压缩模量、压缩强度、面内剪切强度和弯曲强度分别为90.... 通过对2种丝束平纹编织碳纤维布增强SiC(C/SiC)复合材料的力学性能实验,研究了纤维束丝数(1 k和3 k)对复合材料性能的影响。实验结果表明:1 k C/SiC复合材料的拉伸模量、拉伸强度、压缩模量、压缩强度、面内剪切强度和弯曲强度分别为90.8 GPa,281.8 MPa,135.8 GPa,452.2 MPa,464.3 MPa和126.8 MPa,分别比3 k C/SiC高39%,15.8%,25%,132%,29.3%和30.2%。纤维束粗细不同是导致纤维束弯曲度和复合材料孔隙率差异的主要原因,对压缩强度的影响最大,对拉伸强度的影响最小。 展开更多
关键词 平纹编织 碳/碳化硅陶瓷复合材料 力学性能 化学气相浸渍
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钎焊金刚石磨粒钻钻削C/SiC陶瓷基复合材料孔时切屑对钻削过程的影响 被引量:2
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作者 邵国栋 史振宇 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第3期348-355,共8页
钎焊金刚石磨粒钻适合钻削碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料孔,但大量切屑会对孔的钻削过程产生不利影响。为此,针对切屑排出过程,分析切屑形貌,研究钻削时切屑对轴向钻削力、孔加工质量、钻头磨损的影响。结果表明:切屑对轴向钻削力有影... 钎焊金刚石磨粒钻适合钻削碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料孔,但大量切屑会对孔的钻削过程产生不利影响。为此,针对切屑排出过程,分析切屑形貌,研究钻削时切屑对轴向钻削力、孔加工质量、钻头磨损的影响。结果表明:切屑对轴向钻削力有影响,尤其钻削深孔时影响显著。切屑对孔进口的加工质量几乎没有影响,只表现为孔进口处的轻微崩边;切屑对孔出口的加工质量影响显著,可引起严重的纤维断裂、撕裂缺陷以及基体的大区域脱落。同时,切屑加剧钻头磨损,使钻头不仅出现崩刃、微裂纹等轻微磨损,而且还产生基体剥落、金刚石剥落等严重磨损行为。 展开更多
关键词 碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料 钎焊金刚石磨粒钻 切屑 轴向钻削力 钻头磨损
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