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微观组织结构对C/C复合材料力学行为的影响 被引量：15
1
作者 孙万昌 李贺军 +1 位作者 白瑞成 黄勇 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期671-676,共6页
采用快速化学液相气化渗透法制备了2D-C/C复合材料,沉积温度为1200-1250℃, 系统压力约0.1MPa.利用偏光显微镜及扫描电子显微镜观察了不同沉积温度制备的基体热解碳的微观组织结构及断口形貌.实验结果表明,1200℃沉积的基体热解碳中粗... 采用快速化学液相气化渗透法制备了2D-C/C复合材料,沉积温度为1200-1250℃, 系统压力约0.1MPa.利用偏光显微镜及扫描电子显微镜观察了不同沉积温度制备的基体热解碳的微观组织结构及断口形貌.实验结果表明,1200℃沉积的基体热解碳中粗糙层组织占大多数,其弯曲强度较高、韧性较低; 1250℃的基体热解碳呈现为光学各向异性程度不同的光滑层/粗糙层交替层状组织,其弯曲强度较低、韧性较高,具有非脆性断裂行为.不同微观结构的材料具有不同的强度及断裂模式,除了纤维/基体间界面结合强度不同外,不同温度沉积得到的热解碳微观结构的不同引起裂纹在不同微观结构碳层内的扩展阻力也会不同.此外,裂纹在光滑层/粗糙层界面处的偏转会导致断裂面的高低不平,从而使后者韧性增强. 展开更多
关键词 碳/碳复合材料 快速致密化 热解碳 组织结构 断裂模式
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不同层次界面对C/C复合材料断裂行为的影响 被引量：13
2
作者 孙万昌 李贺军 +2 位作者 卢锦花 白瑞成 黄勇 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1457-1462,共6页
采用快速化学液相气化渗透法制备了C/C复合材料;利用扫描电子显微镜观察了材料的断口形貌特征;研究了不同层次界面状态对C/C复合材料力学行为及断裂模式的影响. 研究表明:束内纤维与基体间结合要适度,既不能过强也不能过弱,保证材料具... 采用快速化学液相气化渗透法制备了C/C复合材料;利用扫描电子显微镜观察了材料的断口形貌特征;研究了不同层次界面状态对C/C复合材料力学行为及断裂模式的影响. 研究表明:束内纤维与基体间结合要适度,既不能过强也不能过弱,保证材料具有高强度同时又具有一定塑韧性;当碳布层间或束间的基体热解碳与纤维柬表面之间残余孔隙量较多或者结合较弱时,则裂纹沿碳布层表面的纤维与基体热解碳之间扩展而分层;热解碳碳层面排列的越紧密,层面间的结合强度越高,则倾向于在基体热解碳内形成齐茬形断面;若碳层面之间存在过多间隙或结合较弱,则倾向于沿碳层面剥离而分层. 展开更多
关键词 碳/碳复合材料 快速致密化 组织结构 力学行为
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碳化硅表面氢气吸附机理研究
3
作者 尹博闻 曾庆丰 +6 位作者 关康 王璐 刘建涛 刘永胜 董宁 张相华 彭诚 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2024年第1期22-28,共7页
在CVD沉积SiC过程中,载气体H_(2)与沉积SiC基体表面的反应影响沉积速率和沉积产物品质,因此研究这些微观反应机理具有十分重要的科学意义和工程价值.本文基于第一性原理研究了H_(2)在3C-SiC(111)(硅原子暴露面)和3C-SiC■(碳原子暴露面... 在CVD沉积SiC过程中,载气体H_(2)与沉积SiC基体表面的反应影响沉积速率和沉积产物品质,因此研究这些微观反应机理具有十分重要的科学意义和工程价值.本文基于第一性原理研究了H_(2)在3C-SiC(111)(硅原子暴露面)和3C-SiC■(碳原子暴露面)面的吸附位置、吸附能、电子结构和覆盖率等吸附情况.发现H_(2)倾向于吸附在3C-SiC(111)面,H原子的最稳定吸附位为OT位(顶位)且属于化学吸附.H_(2)在吸附时会自发解离为两个H原子,以双顶位形式吸附在两个相邻的Si原子上.该过程中基体表面Si原子的电子向H偏移,此时两者的主要相互作用源于Si原子的p轨道和H的s轨道的重叠杂化.通过计算氢气在表面的覆盖率,发现吸附能随着覆盖率的增大而增大,在低H覆盖率(θ_(H)≤4/9 ML)下,H原子之间存在着较强的吸引力,随着H覆盖率的增加(θ_(H)>4/9 ML),H原子之间排斥力逐渐增大,吸附能增加趋缓,整体结构更加稳定. 展开更多
关键词 第一性原理 SIC H_(2) 覆盖率 吸附能
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冷冻干燥法制备高气孔率、低介电的Si3N4陶瓷 被引量：4
4
作者 孙肖坤 孙孟勇 +1 位作者 刘小冲 赵娟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期25-31,共7页
采用冷冻干燥法制备具有低介电、定向双峰孔径分布的多孔Si 3N 4陶瓷,并利用Zeta电位、流变仪研究分散剂种类、含量及pH值对浆料的影响。结果表明:当分散剂为聚丙烯酸铵(NH 4-PAA)且其含量为0.8%(质量分数),浆料pH值在10左右时浆料的分... 采用冷冻干燥法制备具有低介电、定向双峰孔径分布的多孔Si 3N 4陶瓷,并利用Zeta电位、流变仪研究分散剂种类、含量及pH值对浆料的影响。结果表明:当分散剂为聚丙烯酸铵(NH 4-PAA)且其含量为0.8%(质量分数),浆料pH值在10左右时浆料的分散效果最好。利用压汞仪、XRD、SEM与矢量网络分析仪研究了粘结剂含量与固相含量对多孔陶瓷微观结构与性能的影响。结果表明:随着粘结剂含量与固相含量的增加,陶瓷的气孔率下降,力学性能增强。当固相含量由15%(体积分数)增加至40%(体积分数)时,气孔率由82.9%降低至40.6%,抗弯强度由(1.2±0.2)MPa增加到(94.7±5)MPa,抗压强度由(2.1±0.5)MPa增加到(314±8)MPa,介电常数由1.5增加至3.7(12.4~18 GHz波段内)。通过冷冻干燥法制备的多孔Si 3N 4陶瓷在过滤、催化剂载体、透波材料等领域具有更广阔的应用。 展开更多
关键词 冷冻干燥法 多孔Si 3N 4陶瓷 低介电 高气孔率
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化学气相渗透制备SiC_w/SiC层状结构陶瓷 被引量：2
5
作者 成来飞 解玉鹏 +1 位作者 梅辉 张立同 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期300-308,共9页
提出了采用流延法(tape casting,TC)结合化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)制备碳化硅晶须(SiCw)/Si C层状结构陶瓷的方法,分析了TC-CVI方法的特点,研究了制备工艺对层状结构陶瓷力学性能和微观结构的影响,探讨了SiCw/S... 提出了采用流延法(tape casting,TC)结合化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)制备碳化硅晶须(SiCw)/Si C层状结构陶瓷的方法,分析了TC-CVI方法的特点,研究了制备工艺对层状结构陶瓷力学性能和微观结构的影响,探讨了SiCw/Si C层状结构陶瓷的强韧化机理.结果表明,TC-CVI制备方法一方面能够提高晶须体积分数,减少制备过程中对晶须的损伤并且致密化单层,保持整个制备过程中材料体积无收缩,从而有效地提高材料的强度;另一方面,TC-CVI制备方法能够较好地控制层内(晶须/基体)及层间(单层/单层)界面结合强度,进而提高材料的韧性.SiCw/Si C层状结构陶瓷中晶须含量可达40%(体积分数),其弯曲强度、拉伸强度和断裂韧性分别为315 MPa,158 MPa和8.02 MPa m1/2.层状结构陶瓷材料的单层厚度对材料致密性及层间界面结合强度产生显著影响;晶须表面状态对层内界面结合强度有重要作用.SiCw/Si C层状结构陶瓷充分发挥层状结构与晶须协同增韧作用,层间裂纹偏转,层内裂纹偏转、裂纹桥接和晶须拔出等为主要的增韧机制. 展开更多
关键词 SiCw/SiC层状结构陶瓷 SIC晶须 化学气相渗透 流延法 强韧性
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一硼化铪的晶体结构预测与构效关系基因
6
作者 魏晓婷 曾庆丰 +1 位作者 张琪 冯钦颢 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第3期427-435,共9页
利用基于进化算法的晶体结构预测软件USPEX,并结合第一性原理方法对HfB的稳定晶体结构进行全局搜索。在基态条件下,新发现2个HfB晶体结构(空间群:P6m2和R3m)。其中,P6m2结构比已报道的Hf B晶体结构(空间群:Pnma、Cmcm、I41/amd和Fm3m)... 利用基于进化算法的晶体结构预测软件USPEX,并结合第一性原理方法对HfB的稳定晶体结构进行全局搜索。在基态条件下,新发现2个HfB晶体结构(空间群:P6m2和R3m)。其中,P6m2结构比已报道的Hf B晶体结构(空间群:Pnma、Cmcm、I41/amd和Fm3m)具有最低的基态能量。这些结构中,B原子分别以二维类石墨烯(P6m2和R3m结构),zig-zag链(Pnma、Cmcm和41/amd结构)和孤立原子(Fm3m结构)3种形式存在,从而导致它们具有显著的化学键合特征、高温稳定性和强韧特性差异。 展开更多
关键词 材料基因组 晶体结构预测 第一性原理 一硼化铪 高温稳定性
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次镜三杆与筒体复合支撑结构轻量化设计
7
作者 廖军刚 杨云云 +4 位作者 魏鑫 陈旭 吴亚明 卜石 张毅 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2022年第5期102-108,共7页
文章在空间相机次镜三杆和筒体复合支撑结构设计中,引入了拓扑优化设计方法,通过仿真确立了传力路线,在规定的设计空间内实现了结构的轻量化;结合材料成型工艺,完成了次镜支撑结构的设计和仿真分析,并根据设计方案制备了质量约7.62kg的... 文章在空间相机次镜三杆和筒体复合支撑结构设计中,引入了拓扑优化设计方法,通过仿真确立了传力路线,在规定的设计空间内实现了结构的轻量化;结合材料成型工艺,完成了次镜支撑结构的设计和仿真分析,并根据设计方案制备了质量约7.62kg的实际结构产品;对该产品进行了测试,测得频率为176.03Hz,满足产品设计的轻量化指标要求以及频率性能要求。文章提出的设计方法对于同轴光学系统中次镜支撑结构的轻量化设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 次镜 支撑结构 结构拓扑 模态分析 空间相机
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一种快速接钻杆方法在大功率电液钻机的应用
8
作者 邢望 李芬 +2 位作者 王宁芳 李冬生 李旺年 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期128-133,共6页
针对大功率电液钻机钻杆取放和钻杆拧卸(统称接钻杆)耗时长、效率低的问题,提出了一种快速接钻杆方法。为了实现快速下钻接钻杆,采用一种机械臂闭环联动和动力头同步上扣方法:接收到下钻接钻杆指令后,机械大臂、机械横梁和动力头同时动... 针对大功率电液钻机钻杆取放和钻杆拧卸(统称接钻杆)耗时长、效率低的问题,提出了一种快速接钻杆方法。为了实现快速下钻接钻杆,采用一种机械臂闭环联动和动力头同步上扣方法:接收到下钻接钻杆指令后,机械大臂、机械横梁和动力头同时动作,当钻杆在移动过程中与动力头和主夹持器干涉(碰撞),机械横梁停止动作,动力头继续后退,远离主夹持器,当干涉解除,机械横梁继续移动直至到位后,机械大臂和机械小臂联动,将钻杆自上而下快速放入中部上卸区域,当正转压力达到预设值10 MPa,钻杆丝扣啮合结束。考虑提钻接钻杆为连续循环动作,采用差值位移同步法:通过计算机械抓手径向缩回和机械横梁轴向位移差值,有效解决动力头与钻杆丝扣松开过程中,机械臂抓放钻杆时间过长、干涉等问题。当机械抓手径向升高300 mm时,与机械横梁轴向位移差值越大越安全,在动力头松开前扣完成后,机械臂复位,控制结束。工业性试验结果表明,该快速接钻杆方法的下钻接钻杆、提钻接钻杆用时分别较常规方法节省179,41 s,整体下钻接钻杆、提钻接钻杆成功率分别较常规方法提高22.3%,19.1%。 展开更多
关键词 大功率电液钻机 下钻接钻杆 提钻接钻杆 钻杆取放 钻杆拧卸 闭环控制
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