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树脂基多孔碳孔结构对C/SiC复合材料连接性能的影响

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无机材料学报 2022年 1275-1280页

作者：吴西士朱云洲黄庆黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院宁波材料技术与工程研究所

连接技术是实现大尺寸以及复杂构型C/SiC复合材料制备及工程化应用的关键技术。本工作使用酚醛树脂作为碳源,通过反应连接法实现了C/SiC复合材料的稳定连接,研究了多孔碳坯的体积密度和孔径对接头连接性能和微观结构的影响,讨论了惰性... 详细信息

连接技术是实现大尺寸以及复杂构型C/SiC复合材料制备及工程化应用的关键技术。本工作使用酚醛树脂作为碳源,通过反应连接法实现了C/SiC复合材料的稳定连接,研究了多孔碳坯的体积密度和孔径对接头连接性能和微观结构的影响,讨论了惰性填料含量对接头连接性能和显微组织的影响。研究表明:树脂基多孔碳素坯的体积密度和孔径分别选定在0.71～0.90 g·cm和200～600 nm比较合适,随着多孔碳素坯孔径增加,游离硅尺寸逐渐增大;当孔径为190 nm时,连接件强度最大为(125±12) MPa。添加SiC惰性填料可以明显减小多孔碳素坯的体积收缩,当SiC惰性填料质量分数为50%时,连接件强度最高达到(216±44) MPa,基本与基体材料强度相当。总体而言,本研究为实现CSiC复合材料稳定连接提供了理论指导,对实现复杂形状或大型C/SiC复合材料的制备和工程应用具有重要意义。

关键词：多孔碳反应连接 C /SiC复合材料力学性能微观结构

树脂基多孔碳孔结构对C/SiC复合材料连接性能的影响

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无机材料学报 2022年

作者：吴西士朱云洲黄庆黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院宁波材料技术与工程研究所

连接技术是实现大尺寸以及复杂构型C/SiC复合材料制备及工程化应用的关键技术。本工作通过使用酚醛树脂作为碳源，通过反应连接法实现了C/SiC复合材料的稳定连接，研究了多孔碳坯的体积密度和孔径对接头连接性能和微观结构的影响，讨...

连接技术是实现大尺寸以及复杂构型C/SiC复合材料制备及工程化应用的关键技术。本工作通过使用酚醛树脂作为碳源，通过反应连接法实现了C/SiC复合材料的稳定连接，研究了多孔碳坯的体积密度和孔径对接头连接性能和微观结构的影响，讨论了惰性填料含量对接头连接性能和显微组织的影响。研究表明：树脂基多孔碳素坯的体积密度和孔径分别选定在(0.71～0.90) g·cm和200～600 nm比较合适，随着多孔碳素坯孔径的增加，游离硅尺寸逐渐增大；当孔径为190 nm时，连接件强度最大为(125±12) MPa。添加SiC惰性填料可以明显减小多孔碳素坯的体积收缩，当SiC惰性填料质量分数为50%时，连接件强度最高达到(216±44)MPa，基本与基体材料强度相当。总体而言，本研究为实现CSiC复合材料稳定连接提供了理论指导，对实现复杂形状或大型C/SiC复合材料的制备和工程应用具有重要意义。

关键词：

温度脉冲方法制备碳／碳化硅复合材料界面的微观结构与性能研究

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无机材料学报 2007年第2期22卷 305-310页

作者：袁明黄政仁董绍明朱云洲江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

采用温度脉冲化学气相渗透沉积的方法制备了碳／碳化硅复合材料界面．以六甲基二硅胺烷(Hexam- ethyldisilazane,HMDS)为前驱体,以3k,三维四向的石墨化碳纤维编织体为预制体,通过强制流动热力学梯度化学气相渗透沉积的方法(FCVI)制备出... 详细信息

采用温度脉冲化学气相渗透沉积的方法制备了碳／碳化硅复合材料界面．以六甲基二硅胺烷(Hexam- ethyldisilazane,HMDS)为前驱体,以3k,三维四向的石墨化碳纤维编织体为预制体,通过强制流动热力学梯度化学气相渗透沉积的方法(FCVI)制备出密度为1．98g·cm-3的Cf／SiC复合材料．运用透射电子显微镜(TEM)对复合材料的界面微观结构进行了分析．复合材料的平均弯曲强度为458MPa,平均断裂韧性为19．8MPa·m1／2．应用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断裂形貌进行了分析研究．

关键词： C/SiC复合材料化学气相渗透微观结构断裂形貌

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固相烧结SiC陶瓷的非线性电学行为研究

无机材料学报 2017年第1期32卷 45-50页

作者：陈健殷杰朱云洲杨勇陈忠明张景贤刘学建黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所结构陶瓷工程研究中心上海200050

固相烧结SiC(SSiC)陶瓷大多数用于结构陶瓷材料,用于电子和电阻元器件的研究很少。实验以添加不同C含量的致密SSiC陶瓷材料为研究对象,研究了添加不同C含量SSiC陶瓷的伏安特性、电阻率与电流密度的变化关系及电阻率与温度的变化关系。... 详细信息

固相烧结SiC(SSiC)陶瓷大多数用于结构陶瓷材料,用于电子和电阻元器件的研究很少。实验以添加不同C含量的致密SSiC陶瓷材料为研究对象,研究了添加不同C含量SSiC陶瓷的伏安特性、电阻率与电流密度的变化关系及电阻率与温度的变化关系。研究结果表明:SSiC陶瓷表现出明显的非线性电学特性,其电阻率随着电流的增大而降低;对于添加3wt%C含量的SSiC陶瓷,当电场强度超过15.8 V/mm时,晶界势垒被击穿;对于添加6wt%C含量的SSiC陶瓷,当电场强度超过70.7 V/mm时,晶界势垒被击穿,它们的电阻率将为晶粒所控制,电阻率较小;同时在电场强度1 V/mm条件下,SSiC陶瓷电阻率随着温度的升高而降低,表现出很好热敏特性,从常温的106?·cm变化为400℃的5?·cm左右。

关键词： SiC 固相烧结非线性电阻热敏电阻

水基浆料涂覆结合原位反应制备C_f/SiC复合材料表面光学涂层（英文）

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无机材料学报 2017年第2期32卷 210-214页

作者：宋盛星殷杰朱云洲黄毅华刘学建黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

本研究提出一种C_f/SiC复合材料表面改性新方法为水基浆料涂覆结合原位反应烧结工艺。系统研究了SiC和炭黑在水基浆料中的共分散、粘结剂的量和浆料固含量对浆料流变性能的影响、涂层的微观结构和性能等。研究结果表明:采用水基浆料涂... 详细信息

本研究提出一种C_f/SiC复合材料表面改性新方法为水基浆料涂覆结合原位反应烧结工艺。系统研究了SiC和炭黑在水基浆料中的共分散、粘结剂的量和浆料固含量对浆料流变性能的影响、涂层的微观结构和性能等。研究结果表明:采用水基浆料涂覆工艺可在基材表面制备一层气孔率达49%的多孔C/SiC预涂层;通过液相渗硅原位反应工艺,多孔预涂层转变为高致密、与基材强结合的光学涂层,并且在涂层与基材间形成了~15μm的化学反应过渡层;Si/SiC涂层的维氏硬度为(14.19±0.46)GPa,断裂韧性为(3.02±0.30)MPa·m1/2;经过精细研磨抛光,涂层的表面粗糙度可达2.97 nm RMS。

关键词： Si/SiC涂层 Cf/SiC 水基浆料涂覆反应烧结

Al作为活性填料对前驱体法复相陶瓷性能的影响

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无机材料学报 2007年第5期22卷 959-962页

作者：朱云洲黄政仁董绍明袁明江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所

采用微米级Al粉作为活性填料,SiC微粉作为惰性填料,聚碳硅烷作为陶瓷前驱体制备SiC基复相陶瓷.研究了热懈温度和保温时间对陶瓷产率、线收缩率、力学性能以及微观结构的影响.研究表明,由于活性Al粉颗粒在热解过程中与含碳的有机小分子... 详细信息

采用微米级Al粉作为活性填料,SiC微粉作为惰性填料,聚碳硅烷作为陶瓷前驱体制备SiC基复相陶瓷.研究了热懈温度和保温时间对陶瓷产率、线收缩率、力学性能以及微观结构的影响.研究表明,由于活性Al粉颗粒在热解过程中与含碳的有机小分子以及反应性气氛发生氮化和碳化反应,产生体积膨胀效应,热解陶瓷表现为小收缩、高产率,可以满足近净尺寸成型的要求.在1000℃热解保温1h,线收缩率为0.08%,陶瓷产率为99.68%,材料的三点弯曲强度达到293MPa.

关键词：陶瓷前驱体活性填料线收缩率陶瓷产率

PyC/SiC界面相对PIP法制备3D HTA C/SiC复合材料性能的影响(英文)

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新型炭材料 2007年第4期22卷 327-331页

作者：朱云洲黄政仁董绍明袁明江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所

利用三维编织炭纤维预制件通过先驱体浸渍裂解法制备C/SiC复合材料。研究了热解碳(PyC) /SiC界面相对复合材料的微观结构和力学性能的影响。弯曲性能通过三点弯曲法测试,复合材料的断口和抛光面通过扫描电镜观察。结果表明:通过等温化... 详细信息

利用三维编织炭纤维预制件通过先驱体浸渍裂解法制备C/SiC复合材料。研究了热解碳(PyC) /SiC界面相对复合材料的微观结构和力学性能的影响。弯曲性能通过三点弯曲法测试,复合材料的断口和抛光面通过扫描电镜观察。结果表明:通过等温化学气相沉积法在纤维表面沉积PyC/SiC界面相以后,复合材料的三点抗弯强度从46MPa提高到247MPa。沉积界面的复合材料断口有明显的纤维拔出现象,纤维与基体之间的结合强度适当,起到了增韧作用;而未沉积界面相复合材料的断口光滑、平整,几乎没有纤维拔出,纤维在热解过程中受到严重的化学损伤,性能下降严重,材料表现为典型的脆性断裂。

关键词： C/SiC复合材料界面相力学性能 PIP法

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C/SiC复合材料的常压制备与性能研究

无机材料学报 2007年第4期22卷 685-689页

作者：朱云洲黄政仁董绍明袁明江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所

采用聚碳硅烷作为碳化硅先驱体,以二维0°/90°正交编织碳布叠层后作为增强体,采用真空压力浸渍的方法制备了C/SiC复合材料,研究了裂解温度和浆料浓度对复合材料性能的影响.结果表明:复合材料的弯曲强度随着裂解温度的升高以及浆料浓度... 详细信息

采用聚碳硅烷作为碳化硅先驱体,以二维0°/90°正交编织碳布叠层后作为增强体,采用真空压力浸渍的方法制备了C/SiC复合材料,研究了裂解温度和浆料浓度对复合材料性能的影响.结果表明:复合材料的弯曲强度随着裂解温度的升高以及浆料浓度的增加都呈增加趋势;基体在纤维束内部分布均匀,但依然有一些小气孔存在;在1100℃时,基体中开始生成一定量的β-SiC相,复合材料的三点弯曲强度达到232MPa,断裂韧性达到10.50MPa·m^(1/2).在断裂过程中表现出明显的韧性断裂,断口有较长的纤维拔出.

关键词：碳/碳化硅复合材料先驱体浸渍裂解力学性能

Al粉作为活性填料对PIP法SiC_f/SiC复合材料性能的影响

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无机材料学报 2007年第5期22卷 954-958页

作者：朱云洲黄政仁董绍明袁明江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所

利用2.5D SiC纤维预制件,通过前驱体浸渍裂解法(PIP法)制备SiC_f/SiC复合材料,通过在第一次浸渍浆料中加入活性Al粉和惰性颗粒SiC粉来提高浸渍效率.研究了活性填料的加入以及纤维表面热解碳层的厚度对材料性能的影响.结果表明,由于Al粉... 详细信息

利用2.5D SiC纤维预制件,通过前驱体浸渍裂解法(PIP法)制备SiC_f/SiC复合材料,通过在第一次浸渍浆料中加入活性Al粉和惰性颗粒SiC粉来提高浸渍效率.研究了活性填料的加入以及纤维表面热解碳层的厚度对材料性能的影响.结果表明,由于Al粉在热解过程中与含碳有机小分子发生化学反应生成新的物相,使得复合材料的力学性能得到了很大的提高,在1200℃经过六个周期的浸渍裂解后,复合材料的三点弯曲强度达到441MPa,比例极限应力达到380MPa.在200～500nm厚度范围内,热解碳的厚度对复合材料的抗弯强度影响不明显.复合材料的弹性模量随着热解碳层厚度的增加而降低.

关键词： SiCf/SiC复合材料活性填料前驱体浸渍裂解力学性能