检索结果-南通市图书馆

表面技术 2024年第8期53卷 93-106页

作者：景超杰郭辉赵方超吴德权陈雪晴刘杰西南技术工程研究所国防科技工业自然环境试验研究中心重庆400039 烟台大学化学化工学院山东烟台264005 中国航空综合技术研究所北京100028

目的制备负载苯并咪唑(BI)的BI@ZIF-8粒子,研究BI@ZIF-8/EP涂层在2种静水压力下的失效行为。方法制备并表征BI@ZIF-8粒子。制备BI@ZIF-8/EP涂层,在常压(0.1 MPa)和模拟深海压力(6 MPa)开展浸泡实验。通过微观形貌、失光率、色差、附着... 详细信息

目的制备负载苯并咪唑(BI)的BI@ZIF-8粒子,研究BI@ZIF-8/EP涂层在2种静水压力下的失效行为。方法制备并表征BI@ZIF-8粒子。制备BI@ZIF-8/EP涂层,在常压(0.1 MPa)和模拟深海压力(6 MPa)开展浸泡实验。通过微观形貌、失光率、色差、附着力、红外光谱、电化学阻抗谱等手段进行涂层失效行为对比分析。结果成功制备了BI@ZIF-8粒子;在相同压力条件下,BI@ZIF-8/EP涂层具有更高的附着力和阻抗值;同种涂层在6 MPa下退化更加严重,附着力和阻抗值下降速率增大;随着浸泡时间的延长,6 MPa下BI@ZIF-8/EP涂层中的BI特征峰强度明显减弱,2种涂层的主要特征峰强度均有下降。结论ZIF-8粒子中的咪唑基,能增加环氧涂层交联密度,降低侵蚀性粒子渗透速率;高静水压能显著加速侵蚀性粒子向涂层内部的扩散,并加速有机涂层失效进程;BI分子和2-Melm分子中N原子的孤电子对与Fe原子的空轨道能在金属基体表面形成吸附膜,并且Zn^(2+)和OH^(−)能在金属基体表面形成沉积膜,有效减缓了金属腐蚀。此外,2种涂层的退化机制不受静水压力升高的影响。

关键词：静水压力模拟深海压力失效进程红外光谱电化学阻抗谱吸附膜

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SiC/SiC陶瓷基复合材料损伤失效机理研究

SiC/SiC陶瓷基复合材料损伤失效机理研究

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作者：刘洋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

SiC/SiC陶瓷基复合材料作为一种新型的耐高温结构材料,能够很好地满足航空航天器中热端部件对于结构减重和使用温度等方面的要求。了解和掌握材料在不同应力状态下的损伤机理和力学行为是优化材料制备工艺并促进其工程实际应用的重要理... 详细信息

SiC/SiC陶瓷基复合材料作为一种新型的耐高温结构材料,能够很好地满足航空航天器中热端部件对于结构减重和使用温度等方面的要求。了解和掌握材料在不同应力状态下的损伤机理和力学行为是优化材料制备工艺并促进其工程实际应用的重要理论基础。服役过程中构件复合材料通常处于复杂应力状态下,目前对材料进行单一轴向应力状态下的损伤力学行为研究已经不能够满足工程设计需要。本文据此背景,以国产二代SiC纤维、RMI工艺制备的单向增强SiC/SiC CMCs和平纹编织SiC-SiC CMCs为研究对象,以材料在不同载荷形式下表现出的宏观应力-应变行为和细观损伤失效行为为基础,系统研究了材料的损伤力学行为,提出并建立了材料在不同应力状态下的细观损伤机制和损伤失效进程。通过对单向SiC/SiC CMCs和2D-SiC/SiC CMCs进行多种载荷形式的试验,获得了两种材料的基本应力-应变行为和力学性能参数。由于二者预制体结构不同导致材料初始缺陷、热残余应力上存在明显差异,其直接影响了材料在不同应力状态下的力学性能。同时,上述差异宏观表现为两种材料应力-应变曲线变化趋势的不同。基于宏观断口形貌以及细观损伤特征,得到单向SiC/SiC CMCs和2D-SiC/SiC CMCs的损伤失效机制。通过对不同载荷形式下细观损伤模式的分析,得到了以基体裂纹、界面脱粘和纤维断裂为主的常温轴向损伤失效模式和以基体/纤维氧化为主的SiC/SiC CMCs高温拉伸失效模式。同时,定义基于瞬时模量变化的损伤因子D,建立单向SiC/SiC CMCs和2D-SiC/SiC CMCs的损伤失效进程;在材料裂纹发展及失效段因增强纤维结构的不同,单向SiC/SiC CMCs和2D-SiC/SiC CMCs在相同阶段的损伤失效机制也有差别。在拉-拉疲劳试验中对单向SiC/SiC CMCs和2D-SiC/SiC CMCs疲劳强化机理进行了分析并建立疲劳损伤模型。SiC/SiC CMCs在承受疲劳加载过程中,细观损伤的演化使得其内部应力进行重新分布,这一过程将消除原有应力集中,改善材料内部的承载能力,进而提高复合材料的强度。在此基础上建立基于模量变化的疲劳损伤模型,并对模型参数进行了拟合,模型对材料疲劳寿命预测结果与试验拟合较好。

关键词：陶瓷基复合材料力学行为损伤机理失效进程

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