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两种先驱体低温裂解制备石英纤维增强氮化硅复合材料

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复合材料学报 2006年第5期23卷 107-110页

作者：齐共金张长瑞胡海峰国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室长沙410073

以全氢聚硅氮烷(PHPS)和聚甲基硅氮烷(PHMS)为陶瓷先驱体,通过循环浸渍和600℃低温裂解分别制备了三维石英纤维增强氮化硅复合材料,对比研究了复合材料的力学性能和微观结构。结果表明:由PHPS制备的复合材料密度为1.83 g/cm3,气孔率10%... 详细信息

以全氢聚硅氮烷(PHPS)和聚甲基硅氮烷(PHMS)为陶瓷先驱体,通过循环浸渍和600℃低温裂解分别制备了三维石英纤维增强氮化硅复合材料,对比研究了复合材料的力学性能和微观结构。结果表明:由PHPS制备的复合材料密度为1.83 g/cm3,气孔率10%,弯曲强度45.4 MPa,材料断口平整,纤维基体界面结合强;而由PHMS制备的复合材料密度仅为1.66 g/cm3,气孔率16%,却具有更高的弯曲强度56.3 MPa,材料断面较粗糙,界面结合较弱。先驱体活性不同是导致复合材料界面结合强弱及力学性能不同的主要原因。

关键词：陶瓷先驱体石英纤维氮化硅复合材料强度活性

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二维正方点阵液态声子晶体的带隙计算

国防科技大学学报 2003年第1期25卷 103-106页

作者：齐共金杨盛良白书欣赵恂国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

介绍了计算二维正方点阵液态声子晶体带隙的PWM法。在四氯化碳/水银复合体系中发现了完全带隙,当四氯化碳填充分数为约22%时带隙宽度达到最大值。研究了三种不同截面形状的填充物,其中,圆形截面填充物体系比方形截面及其45°旋转的体系... 详细信息

介绍了计算二维正方点阵液态声子晶体带隙的PWM法。在四氯化碳/水银复合体系中发现了完全带隙,当四氯化碳填充分数为约22%时带隙宽度达到最大值。研究了三种不同截面形状的填充物,其中,圆形截面填充物体系比方形截面及其45°旋转的体系更有利于产生宽带隙。对圆形截面填充物体系,当填充分数为f=0 229时有最宽带隙ΔΩ=0 5497。将填充物和基体交换,即水银/四氯化化碳复合体系中,所得到的带隙宽度显著减小。

关键词：液态声子晶体带隙计算 PWM 二维正方点阵声学功能复合材料周期性结构

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新型功能材料——声子晶体

物理 2002年第9期31卷 568-571页

作者：齐共金杨盛良赵恂国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

声子晶体是 2 0世纪 90年代初提出的一种新型声学功能材科 ,这种周期性弹性结构具有许多重要性质 ,如声波带隙特性 ,即处于禁带频率范围内的振动或声波将被禁止在晶体中传播 .通过求解声波在晶体中的运动方程可以设计一定的声子禁带和允... 详细信息

声子晶体是 2 0世纪 90年代初提出的一种新型声学功能材科 ,这种周期性弹性结构具有许多重要性质 ,如声波带隙特性 ,即处于禁带频率范围内的振动或声波将被禁止在晶体中传播 .通过求解声波在晶体中的运动方程可以设计一定的声子禁带和允带 ,而声子禁带与声波异质结构中声子的安德森局域化问题密切相关 .文章重点阐述了声子晶体的主要特征、理论研究方法、潜在应用及前景展望 .

关键词：功能材料声子晶体周期性结构声子禁带隔振降噪声波

短切石英纤维增强氮化物基复合材料的微观结构及强韧化机理

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稀有金属材料与工程 2007年第A1期36卷 696-699页

作者：姜勇刚张长瑞曹峰王思青齐共金国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室湖南长沙410073

采用先驱体聚合物浸渍裂解法(Preceramic polymer impregnation pyrolysis,PIP)制备了短切石英纤维增强氮化物基透波复合材料(SiO2f/Si3N4-BN),对复合材料的显微结构和界面特性进行了研究,探讨了短纤维增强氮化物基复合材料的强韧化机... 详细信息

采用先驱体聚合物浸渍裂解法(Preceramic polymer impregnation pyrolysis,PIP)制备了短切石英纤维增强氮化物基透波复合材料(SiO2f/Si3N4-BN),对复合材料的显微结构和界面特性进行了研究,探讨了短纤维增强氮化物基复合材料的强韧化机理。力学性能测试表明复合材料弯曲强度、断裂韧性和断裂应变分别达到56.6MPa,2.3MPa·m1/2和0.462%,介电性能优良。扫描电镜(SEM)及选区能谱(EDS)分析结果表明,氮化物基体与短切石英纤维没有发生界面反应,界面结合适中,短纤维以纤维拔出及裂纹偏转的形式使基体增强和增韧。

关键词：短切石英纤维氮化物基复合材料微观结构强韧化机理

先驱体浸渍裂解法制备三维编织石英纤维/氮化物复合材料

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稀有金属材料与工程 2007年第A1期36卷 615-618页

作者：王思青张长瑞曹峰齐共金姜勇刚国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

以裂解产物为Si3N4和BN混合物的聚硅硼氮烷(polyborosilazane,PSBZ)为先驱体,通过先驱体浸渍裂解(precursor infiltration and pyrolysis,PIP)工艺,制备了三维编织石英纤维增强Si3N4和BN混合物(3DSiO2f/氮化物)复合材料。对材料的致密化、力学性能、热物理性能、微观形貌进行了分析和研究。因为先驱体与石英纤维浸润性好,陶瓷产率高,所以先驱体浸渍裂解法制备3D SiO2f/氮化物复合材料致密化较快。当浸渍-裂解4次后,材料的密度增加到1.71g/cm3,其室温～200℃的热导率小于1.2W/m·K,而其弯曲强度、弹性模量分别为130.2MPa,22.6GPa,此时断口有明显的纤维拔出现象,呈非脆性断裂。

关键词：石英纤维聚硅硼氮烷氮化硅氮化硼复合材料

Effects of precoating and calcination on microstructure of 3D silica fiber reinforced silicon nitride based composites

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中国有色金属学会会刊：英文版 2006年第4期16卷 824-827页

作者：齐共金张长瑞胡海峰 State Key Laboratory of Advanced Ceramic Fibers and Composites College of Aerospace and Materials Engineering National University of Defense Tec hnology Changsha 410073 China

Three-dimensional silica fiber reinforced silicon nitride based composites were fabricated by preceramic polymer infiltration and pyrolysis method using perhydropolysilazane as a precursor. The effects of precoating and high temperature calcination on the microstructures of the composites were investigated by scanning electron microscopy. For the composite without a precoating, the fracture surface is plain, and the fiber/matrix interfaces become very unclear after calcination at 1 600 ℃ due to intense interfacial reactions. The composite with a precoating shows tough fracture surface with distinct fiber pull-outs, and the fiber/matrix interfaces are still clear after calcination at 1 600 ℃. It is the appropriate precoating process that contributes to the good interfacial microstructures for the composite.

关键词：石英光纤预涂层聚合体氮化硅复合材料显微结构

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基于平面波算法的二维声子晶体带结构的研究

物理学报 2003年第3期52卷 668-671页

作者：齐共金杨盛良白书欣赵恂国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

介绍了平面波算法计算声子晶体带结构的分析过程 ,计算了二维双组分液相体系声子晶体的带结构 .结果表明 ,四氯化碳水银体系比水银四氯化碳体系更容易产生带隙 .随分散相填充分数f的增加 ,四氯化碳水银体系声子晶体带隙宽度ΔΩ先... 详细信息

介绍了平面波算法计算声子晶体带结构的分析过程 ,计算了二维双组分液相体系声子晶体的带结构 .结果表明 ,四氯化碳水银体系比水银四氯化碳体系更容易产生带隙 .随分散相填充分数f的增加 ,四氯化碳水银体系声子晶体带隙宽度ΔΩ先增加 ,后减小 ,当f=0 2 2 9时 ,有最大值ΔΩ =0 5 4 9;水银四氯化碳体系的带隙宽度一直增大 ,当f=0 5 5 4时 ,有最大值ΔΩ =0 5 15 ;f一定时 ,改变分散相单元的几何尺寸和点阵常数 ,带隙宽度ΔΩ保持不变 .

关键词：二维声子晶体声子带隙平面波算法带结构液相体系

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全氢聚硅氮烷的合成与表征

国防科技大学学报 2005年第6期27卷 14-17页

作者：齐共金张长瑞胡海峰曹峰王思青姜勇刚国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

采用二氢二氯硅烷氨解法合成了氮化硅陶瓷先驱体全氢聚硅氮烷,并用红外光谱、凝胶渗透色谱、热重、X射线衍射和元素分析等进行了表征。所合成的先驱体低聚物的分子骨架为[SiH2NH]n,数均分子量为106,重均分子量为178。固化后的先驱体在... 详细信息

采用二氢二氯硅烷氨解法合成了氮化硅陶瓷先驱体全氢聚硅氮烷,并用红外光谱、凝胶渗透色谱、热重、X射线衍射和元素分析等进行了表征。所合成的先驱体低聚物的分子骨架为[SiH2NH]n,数均分子量为106,重均分子量为178。固化后的先驱体在氮气下1000℃裂解转变为棕色粉末,陶瓷产率78wt%。将陶瓷产物在氮气下1400℃处理后,其主要成分为α-Si3N4,并含有少量富余硅,化学经验式为SiN1.036O0.060C0.028。陶瓷产物在氮气下1600℃处理后的X射线衍射谱图表明,游离硅已基本消失,α-Si3N4衍射峰加强,但是没有观察到从α-Si3N4到β-Si3N4的相转变。

关键词：全氢聚硅氮烷陶瓷先驱体聚合物合成表征裂解氮化硅

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陶瓷基复合材料天线罩制备工艺进展

硅酸盐学报 2005年第5期33卷 632-638页

作者：齐共金张长瑞胡海峰曹峰王思青曹英斌姜勇刚国防科技大学航天与材料工程学院

天线罩是高超音速寻的制导导弹前端的重要部件,必须具有防热、透波、承载等多种功能。介绍了高超音速导弹天线罩候选材料二氧化硅、氮化硼和氮化硅的基本性能,综述了颗粒增强、纤维增强和叠层结构的陶瓷基复合材料天线罩的制备工艺与力... 详细信息

天线罩是高超音速寻的制导导弹前端的重要部件,必须具有防热、透波、承载等多种功能。介绍了高超音速导弹天线罩候选材料二氧化硅、氮化硼和氮化硅的基本性能,综述了颗粒增强、纤维增强和叠层结构的陶瓷基复合材料天线罩的制备工艺与力学、介电性能,分析了陶瓷基复合材料天线罩研究存在的问题,指出了发展方向。

关键词：陶瓷基复合材料天线罩制备工艺力学性能介电性能