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预制体及基体对C/C复合材料性能的影响

固体火箭技术 2007年第1期30卷 64-67页

作者：姚冬梅苏红赵景鹏郑金煌西安航天复合材料研究所西安710025

研究了预制体结构及其成型工艺和基体类型对C/C复合材料的力学性能、烧蚀性能和微观结构的影响。结果表明,它们对C/C复合材料的拉伸和压缩强度影响不显著,而对剪切性能影响明显。采用CVD成型工艺和树脂炭基体,对于二维预制体,C/C复合材... 详细信息

研究了预制体结构及其成型工艺和基体类型对C/C复合材料的力学性能、烧蚀性能和微观结构的影响。结果表明,它们对C/C复合材料的拉伸和压缩强度影响不显著,而对剪切性能影响明显。采用CVD成型工艺和树脂炭基体,对于二维预制体,C/C复合材料的剪切强度可达19MPa;对于准三维预制体,C/C复合材料层间剪切强度可达20MPa。不同类型的基体炭对复合材料的耐烧蚀性影响不同,CVD炭具有优异的抗烧蚀性能,树脂炭与沥青炭的抗烧蚀性能较差。采用先沉积后树脂浸渍炭化补充增密,可制备综合性能优异的热结构复合材料。

关键词： C/C扩张段预制体基体微观结构

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酚醛树脂基泡沫碳材料的烧蚀与隔热性能

宇航材料工艺 2020年第2期50卷 48-51页

作者：殷忠义雷玥郑金煌中国电子科技集团公司第三十八研究所合肥230088 西安航天复合材料研究所西安710025

为考察纳米孔径的酚醛树脂基泡沫碳材料的烧蚀与隔热性能,以酚醛树脂为碳源,环戊烷为发泡剂,吐温80为表面活性剂,对甲苯磺酸为固化剂,采用发泡固化碳化工艺制备了低密度泡沫碳材料。所制备的泡沫碳材料密度为0. 3 g/cm^3,压缩强度达到了... 详细信息

为考察纳米孔径的酚醛树脂基泡沫碳材料的烧蚀与隔热性能,以酚醛树脂为碳源,环戊烷为发泡剂,吐温80为表面活性剂,对甲苯磺酸为固化剂,采用发泡固化碳化工艺制备了低密度泡沫碳材料。所制备的泡沫碳材料密度为0. 3 g/cm^3,压缩强度达到了11. 7 MPa。采用LFA457激光导热仪考察了泡沫碳材料在不同温度下(25、200、400、600℃)的导热性能,25℃下热导率为0. 141 W/(m·K),600℃下热导率为0. 344 W/(m·K);通过氧乙炔试验(30 s/60 s)对泡沫碳材料与C/C复合材料在同样的气流条件下隔热性能进行了比较,在材料正面烧蚀峰值温度泡沫碳材料比C/C复合材料高出约400℃的情况下,背面峰值温度比C/C复合材料仍低出150℃;通过氧乙炔试验考察泡沫碳材料的抗烧蚀性能,氧乙炔烧蚀60 s的线烧蚀率为0. 031 mm/s。试验结果证明低密度的泡沫碳材料同时具备优异的隔热与高温抗烧蚀性能。

关键词：泡沫碳氧乙炔线烧蚀率热导率

针刺预制体纤维排布对C/C复合材料力学性能影响

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固体火箭技术 2016年第3期39卷 388-391,396页

作者：王毅郑金煌崔红邓海亮西安航天复合材料研究所西安710025

制备纤维([0°/90°],[-45°/+45°],[0°/90°/-45°/+45°]和[0°,0°/90°,90°])排布的4种针刺预制体以制备C/C复合材料,研究了纤维排布方式对C/C复合材料拉伸、弯曲性能的影响,并借助SEM观察了材料的断裂形貌。研究表明,[0°/90°/... 详细信息

制备纤维([0°/90°],[-45°/+45°],[0°/90°/-45°/+45°]和[0°,0°/90°,90°])排布的4种针刺预制体以制备C/C复合材料,研究了纤维排布方式对C/C复合材料拉伸、弯曲性能的影响,并借助SEM观察了材料的断裂形貌。研究表明,[0°/90°/-45°/+45°]排布方式C/C复合材料综合性能表现良好,具有较好韧性;纤维排布方向与拉应力夹角不同时,材料断裂形式存在明显差异,即0°方向纤维表现为整丝束断裂拔出,丝束内部纤维拔出长度较短,呈现脆性断裂特征;90°纤维周围碳基体呈现拉应力撕裂,纤维断裂较少;±45°纤维拔出较长,表现出假塑性断裂特征。

关键词：排布方式拉伸强度弯曲强度断裂机制

二维C/C复合材料高温力学、热物理性能研究

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宇航材料工艺 2004年第1期34卷 33-37页

作者：李崇俊郑金煌苏红邓红兵陕西非金属材料工艺研究所西安710025

研究了二维C/C(2D -C/C)复合材料在高温下层剪强度、弯曲强度和模量、热导率和线膨胀系数的变化规律。结果表明 ,所制得的 2D -C/C复合材料的层剪强度随温度的升高变化不大、弯曲强度随测试温度的升高而增加 ;2 0 0 0℃的层剪强度、弯... 详细信息

研究了二维C/C(2D -C/C)复合材料在高温下层剪强度、弯曲强度和模量、热导率和线膨胀系数的变化规律。结果表明 ,所制得的 2D -C/C复合材料的层剪强度随温度的升高变化不大、弯曲强度随测试温度的升高而增加 ;2 0 0 0℃的层剪强度、弯曲强度分别达到 1 4 .8MPa和 2 2 7.4MPa ,较室温分别提高了9.6 %和 6 0 %。弯曲模量在 1 0 0 0℃时增加到 39.4GPa ,在 2 0 0 0℃则下降 ,低于室温数值。 2D -C/C复合材料的热导率、线膨胀系数在z向和x -y向都具有明显的各向异性。未石墨化 2D -C/C复合材料 2 0 0℃的z向热导率是 4 .4 1W / (m·K) ,且随温度的升高而增加 ;而石墨化 2D -C/C复合材料 2 0 0℃的z向、x -y向热导率分别是 1 8.0 2W / (m·K)和 73.2 9W / (m·K) ,随温度的升高而下降。 2D -C/C复合材料在z向的线膨胀系数较大 ,80 0℃以内在 8× 1 0 - 6 /K～ 1 0× 1 0 - 6 /K之间 ;而在x -y向线膨胀系数在 80 0℃以内都很小。

关键词：二维C/C复合材料高温力学性能热导率层间剪切强度线膨胀系数

液体火箭发动机喷管延伸段C/C-SiC复合材料的性能

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固体火箭技术 2019年第4期42卷 506-512页

作者：王坤杰姚冬梅崔红郑金煌苏红西安航天复合材料研究所西安710025 高性能炭纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心西安710089

采用化学气相渗透(CVI)和液相浸渍裂解(PIP)混合工艺制备出三维针刺C/C-SiC(材料A、B)和C/C(材料C)复合材料,研究了复合材料的力学、抗热震和耐烧蚀等性能以及SiC涂层对烧蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜分析了材料的断裂面和烧蚀面... 详细信息

采用化学气相渗透(CVI)和液相浸渍裂解(PIP)混合工艺制备出三维针刺C/C-SiC(材料A、B)和C/C(材料C)复合材料,研究了复合材料的力学、抗热震和耐烧蚀等性能以及SiC涂层对烧蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜分析了材料的断裂面和烧蚀面形貌。结果表明,材料A(SiC基体含量较高)的性能较好,其弯曲强度、线烧蚀率及抗热震系数分别达到238.4 MPa、3.0×10^-3mm/s和35.3 kW/m。沉积SiC涂层后,材料A、B和C的线烧蚀率较之前分别降低33.0%、12.5%和37.5%。采用材料A+SiC涂层方案研制的喷管延伸段构件,进行780 s地面热试车考核,试车后构件结构完整。

关键词：三维针刺 C/C-SiC复合材料线烧蚀率热试车

不同基体炭结构炭/炭复合材料的力学与导热性能

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新型炭材料 2020年第5期35卷 576-584页

作者：刘霞邓海亮郑金煌孙茗崔红张晓虎宋广生西安工程大学机电工程学院陕西西安710048 安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 西安航天复合材料研究所陕西西安710025

采用浸渍-炭化、等温及薄膜沸腾CVI法,分别以煤沥青、糠酮树脂、天然气和二甲苯为前驱体制备了密度为1.75~1.81 g/cm^3的炭/炭(C/C)复合材料,对比研究了4种材料的力学与导热性能。结果表明,基体为天然气热解炭(PyC)时材料的弯曲和层间... 详细信息

采用浸渍-炭化、等温及薄膜沸腾CVI法,分别以煤沥青、糠酮树脂、天然气和二甲苯为前驱体制备了密度为1.75~1.81 g/cm^3的炭/炭(C/C)复合材料,对比研究了4种材料的力学与导热性能。结果表明,基体为天然气热解炭(PyC)时材料的弯曲和层间剪切强度较高,分别达到208.7和26.4 MPa,沥青炭为基体时弯曲(125.8 MPa)和层间剪切强度(20.1 MPa)较低。天然气和二甲苯PyC为基体的材料韧性较好。二甲苯PyC呈粗糙层结构,材料具有高的石墨化度、表观微晶尺寸及热导率,其平行和垂直方向的热导率分别达到148.2和75.4 W/(m·K),约为树脂炭基体材料的1.5倍。天然气PyC可作为高强度要求的材料基体,二甲苯PyC有利于提高材料导热与力学性能。

关键词： C/C复合材料基体结构力学性能热导率

碳纤维表面状态对C/C复合材料性能影响的研究

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宇航材料工艺 2000年第3期30卷 25-29页

作者：李崇俊金志浩郑金煌马伯信西安交通大学西安710049 陕西非金属材料工艺研究所西安710025

用两种经高温处理的碳纤维织物 ,以酚醛树脂作为基体先驱体 ,制备了二维C/C复合材料。通过扫描电镜 (SEM)、X—射线光电子能谱 (XPS)研究了两种碳纤维 (TCF和JCF)的表面状态 ,测试了C/C复合材料 (TCC和JCC)的层间剪切强度、拉伸性能。SE... 详细信息

用两种经高温处理的碳纤维织物 ,以酚醛树脂作为基体先驱体 ,制备了二维C/C复合材料。通过扫描电镜 (SEM)、X—射线光电子能谱 (XPS)研究了两种碳纤维 (TCF和JCF)的表面状态 ,测试了C/C复合材料 (TCC和JCC)的层间剪切强度、拉伸性能。SEM观察表明 ,TCF及JCF表面都有沟槽 ,但TCF横断面呈腰子形非圆形 ;XPS分析表明TCF表面含氧官能团数量多。力学测试结果为 :TCC层间剪切强度 (ILSS)高于JCC ,达到 16 .1MPa ;TCC拉伸强度、模量均高于JCC ,而JCC断裂延伸率达 1.1% ,是TCC的 3倍。拉伸断口SEM分析表明 ,TCC断口平整 ,无纤维拨出 ,呈脆断 ;JCC断口有纤维拨出。

关键词：碳纤维表面状态 C/C复合材料层间剪切强度碳/碳复合材料

仅有“趣”是不够的——对一道例题教学的情境创设的反思

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小学青年教师 2005年第2期 35-36页

作者：郑金煌

在'在情境中学习数学'这一新理念的指引下,积极创设教学情境,让学生主动参与数学学习,构建生动、活泼的数学新课堂,已成为广大老师的共识.然而有的老师对教学情境创设的理解不深,目的不明,狭隘地追求教学情境外在的'趣',而忽视了引发学... 详细信息

在'在情境中学习数学'这一新理念的指引下,积极创设教学情境,让学生主动参与数学学习,构建生动、活泼的数学新课堂,已成为广大老师的共识.然而有的老师对教学情境创设的理解不深,目的不明,狭隘地追求教学情境外在的'趣',而忽视了引发学生内在的'思',降低了教学情境创设的自身功能,应引起同仁们的注意.

关键词：创设教学情境老师情境创设例题教学学生活泼新课堂狭隘自身共识

稀土镧催化热解二甲苯制备炭/炭复合材料的烧蚀与氧化性能

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新型炭材料 2018年第5期33卷 434-441页

作者：邓海亮郑金煌曹军宁姚冬梅崔红张晓虎苏红安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室安徽马鞍山243002 西安航天复合材料研究所陕西西安710025

采用薄膜沸腾(CVI)法,以LaCl_3催化热解二甲苯、浸渍树脂及热处理后获得密度为1. 72～1. 73 g/cm3的炭/炭(C/C)复合材料。应用氧-乙炔火焰和静态空气氧化法测试材料的烧蚀与氧化性能,XRD、SEM研究烧蚀及氧化面的物相组成与形貌。结果表... 详细信息

采用薄膜沸腾(CVI)法,以LaCl_3催化热解二甲苯、浸渍树脂及热处理后获得密度为1. 72～1. 73 g/cm3的炭/炭(C/C)复合材料。应用氧-乙炔火焰和静态空气氧化法测试材料的烧蚀与氧化性能,XRD、SEM研究烧蚀及氧化面的物相组成与形貌。结果表明,随着催化剂含量由0升高至15 wt%,材料的烧蚀和氧化失重率先减小后增大。高温氧化环境中表面形成的La_2O_3层可减缓材料的氧化,催化生长的纳米丝状碳增强了基体抗剥蚀能力,使得催化剂添加后材料的质量和线烧蚀率较未添加时分别降低7. 6%～15. 2%和10. 7%～20. 0%,氧化失重率减少17. 7%～38. 5%。催化剂含量6 wt%和10 wt%下材料的性能较佳;含量超过10 wt%后,基体中各向同性结构热解炭较厚,导致材料抗烧蚀氧化性能降低。热处理温度由1 800℃升高至2 250℃时,材料的抗烧蚀氧化性能提高。

关键词： C/C复合材料稀土镧烧蚀氧化