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无机材料学报 1987年第2期 148-156页

作者：张清纯林素贞李文兰庄汉锐中国科学院上海硅酸盐研究所

研究了四种 Si3N4材料的热震断裂行为。分析了材料的断裂参数(K1c、γ（?）和 σ（?）)与抗热震参数之间的关系。无掺杂的 Si3N4-B0的临界抗热震温差ΔTc 为400℃左右,其热震裂纹以准静态的方式扩展。含 BN 的 Si3N4-B1,Si3N4-B2和 Si3... 详细信息

研究了四种 Si3N4材料的热震断裂行为。分析了材料的断裂参数(K1c、γ（?）和 σ（?）)与抗热震参数之间的关系。无掺杂的 Si3N4-B0的临界抗热震温差ΔTc 为400℃左右,其热震裂纹以准静态的方式扩展。含 BN 的 Si3N4-B1,Si3N4-B2和 Si3N4-B2材料的临界抗热震温差较高（ΔTc=500℃）,并在该温度点发生动态的裂纹扩展。当热震温差进一步提高,BN 含量较高的 Si3N4-B2以及含有 BN 和 C 的 Si3N4-B3在一定的温差增量范围内（ΔTc′-ΔTc=200℃）保持了裂纹的稳定;然后随着温差的继续扩大,其裂纹又逐步扩展。BN 含量较低的Si3N4-B1则不同,其热震裂纹在作了动态扩展之后紧接着再逐步扩展。在实验的基础上阐明了 Si3N4材料的热震断裂行为是由抗热震参数控制的,而抗热震参数是断裂参数的函数。指出 Si3N4-B2是适用于力学和热学环境下的结构材料,因其具有较高的抗热震参数和较小的热震强度衰减率。

关键词： Si3N4材料热震断裂损伤断裂参数抗热震性

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环氧树脂/T800碳纤维抗热震行为及其界面失效机制的研究

环氧树脂/T800碳纤维抗热震行为及其界面失效机制的研究

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作者：崔嘉成北京化工大学

学位级别：硕士

碳纤维树脂基复合材料具有高比强、高比模、耐高温及可设计性强等优点,广泛应用于航空航天、压力容器、轨道交通等领域。在服役期间,飞机机身与机翼、火箭喷气燃烧室等部位,常会受到急剧的抑或是周期性温度变化,这对材料的抗热震性提出... 详细信息

碳纤维树脂基复合材料具有高比强、高比模、耐高温及可设计性强等优点,广泛应用于航空航天、压力容器、轨道交通等领域。在服役期间,飞机机身与机翼、火箭喷气燃烧室等部位,常会受到急剧的抑或是周期性温度变化,这对材料的抗热震性提出要求。抗热震性概念从陶瓷领域引入,目前对于环氧树脂及其碳纤维复合材料的抗热震性相关研究尚不完善。本文基于两种环氧树脂体系,提出一种降温热震制度,表征研究环氧树脂及其碳纤维复合材料的抗热震行为,提出复合材料热震失效机理。通过预聚扩链溶解法,成功制备SG-B改性酸酐环氧体系,SG-B改性酸酐环氧树脂及其复合材料表现出优异的抗热震性。主要研究内容如下:（1）设计热震实验方案并表征胺/酸酐固化环氧体系的热震行为。设计不同速率升降温热震实验,依据实验结果提出一种降温热震实验方案:试样经干燥处理24 h后置入高低温箱,随高低温箱加热升温至特定温度T,恒温30 min后置入室温水中淬冷。树脂降温热震行为受后固化机制与热震断裂机制的共同作用。较低温度时,后固化机制影响交联网络的完善,树脂性能提高;升高温度,热震断裂机制逐渐占主导,热震应力增加,破坏交联网络结构并产生微裂纹。基于TSF理论计算临界热震温度,σ*=40%对应的温度与理论预测温度吻合。与胺固化环氧树脂相比,酸酐固化环氧树脂因具有更低的热膨胀系数,表现出更高的热震损伤抗力。（2）表征胺/酸酐固化环氧复合材料的热震行为并提出热震失效机理。复合材料热震断裂主要受纤维与树脂热膨胀系数不匹配的影响。树脂热膨胀系数大（胺体系80 ppm/K,酸酐体系52 ppm/K）,碳纤维热膨胀系数小且为负值（-0.6 ppm/K）,在降温过程中产生较大的热变形,影响树脂与纤维粘结。热震损伤过程中纤维与树脂相反的变形行为使微裂纹萌生发展。复合材料相邻层变形能力不同,致使层间产生剪切应力。热震损伤随时间和次数的累积,造成树脂开裂,减弱树脂与纤维的界面结合力,破坏复合材料界面,纤维与树脂发生脱粘。与胺体系相比,酸酐体系具有较低热膨胀系数,热变形小,热震损伤相对小,复合材料具有较高强度保持率,抗热震性能高。（3）制备SG-B改性固化剂,并表征SG-B树脂及其复合材料的抗热震性。采用预聚扩链溶解法,通过TGPAP与BTDA的预聚合打破BTDA结晶结构,对BTDA扩链,并利用低粘度MNA和70°C操作温度降低体系粘度,解决SG-B制备工艺性问题,成功制备SG-B改性固化剂环氧体系。SG-B环氧树脂拉伸强度提升16.9%,弯曲强度提升9.0%。SG-B体系表现出优异的抗热震断裂性:200°C热震断裂弯曲强度保留率达90.7%,比未改性酸酐体系高6.7%。第一临界热震参数为282 K,比未改性酸酐体系（236 K）高46 K。SG-B具有更低的热膨胀系数（48 ppm/K）,变温过程中热变形更小,树脂与纤维间的界面破坏小,表现出更好的抗热震损伤性。

关键词：环氧树脂碳纤维树脂基复合材料热震断裂热震损伤热膨胀系数

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一种长寿命透气砖的研制与应用

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耐火材料 2008年第1期42卷 58-59,67页

作者：郭唐瑜马军强黄甲灿美顿耐火材料上海有限公司上海200051 洛阳市科创耐火材料有限公司

以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al2O3微粉(双峰型)、Secar 71水泥和烧结尖晶石为主要原料,通过优化骨料的粒度级配并添加一种具有减水和助烧作用的添加剂,成功研制出一种致密、高强的新型透气砖。在精炼钢包上进行的现场应用试验表明,新... 详细信息

以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al2O3微粉(双峰型)、Secar 71水泥和烧结尖晶石为主要原料,通过优化骨料的粒度级配并添加一种具有减水和助烧作用的添加剂,成功研制出一种致密、高强的新型透气砖。在精炼钢包上进行的现场应用试验表明,新型透气砖具有抗热震断裂能力强,抗渣侵蚀性能好等特点,使用寿命远大于传统透气砖。

关键词：透气砖热震断裂抗渣侵蚀

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