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c/c复合材料热梯度cVI工艺致密化过程的非稳态温度场分析

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金属学报 2006年第10期42卷 1046-1050页

作者：孙国岭李贺军齐乐华王兆伟胡志彪陈强西北工业大学材料学院西安710072 西北工业大学机电学院西安710072

针对c/c复合材料热梯度化学气相渗透工艺(TcVI)致密化过程温度场难以用解析法求解的问题,建立了TcVI过程非稳态温度场有限元模型,给出了该过程温度场变化的分布曲线,研究了温度场变化规律及致密化效率与沉积温度的关系,数值模拟结果与... 详细信息

针对c/c复合材料热梯度化学气相渗透工艺(TcVI)致密化过程温度场难以用解析法求解的问题,建立了TcVI过程非稳态温度场有限元模型,给出了该过程温度场变化的分布曲线,研究了温度场变化规律及致密化效率与沉积温度的关系,数值模拟结果与实验结果吻合较好,为提高TcVI工艺致密化效率提供了理论指导．

关键词： c/c复合材料化学气相渗透热梯度数值模拟非稳态温度场

c/c复合材料显微结构的微米、纳米尺度研究

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新型炭材料 2008年第1期23卷 69-74页

作者：梁加淼周庚衡贺连龙中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家联合实验室辽宁沈阳110016

利用扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜以及拉曼光谱对化学气相渗透c/c复合材料的形貌特征、显微结构以及石墨化度进行了系统表征。结果表明,热解炭是由厚度在几十到几百纳米的片层结构组成,这些片层结构围绕炭纤维呈层状排列;热解... 详细信息

利用扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜以及拉曼光谱对化学气相渗透c/c复合材料的形貌特征、显微结构以及石墨化度进行了系统表征。结果表明,热解炭是由厚度在几十到几百纳米的片层结构组成,这些片层结构围绕炭纤维呈层状排列;热解炭为粗糙层结构,在离子束的轰击下很容易撕裂和扭折。炭纤维/热解炭界面上存在一个宽度大约为15nm的无序区,该区域的形成可能与热解炭的沉积工艺有关。炭纤维和热解炭的石墨化度均很低,热解炭的R(R=ID/IG+D’)值由内层到外层逐渐降低。

关键词： c/c复合材料显微结构界面结构热解炭透射电子显微镜

c/c复合材料大气等离子喷涂mullite/ZrB_2-MoSi_2涂层抗烧蚀性能（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第4期47卷 1043-1048页

作者：韩伟刘敏邓春明刘学璋曾德长周克崧华南理工大学广东广州510640 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代材料表面工程重点实验室广东广州510650

采用大气等离子喷涂技术(APS)在c/c复合材料表面制备了mullite/ZrB_2-MoSi_2双层抗烧蚀涂层。借助XRD、SEM、EDS等分析手段对涂层的组织结构进行研究;基于氧丙烯焰烧蚀试验考察ZrB_2-MoSi_2/mullite复合涂层对c/c复合材料高温耐烧蚀性... 详细信息

采用大气等离子喷涂技术(APS)在c/c复合材料表面制备了mullite/ZrB_2-MoSi_2双层抗烧蚀涂层。借助XRD、SEM、EDS等分析手段对涂层的组织结构进行研究;基于氧丙烯焰烧蚀试验考察ZrB_2-MoSi_2/mullite复合涂层对c/c复合材料高温耐烧蚀性能的影响。结果表明,在1700和1800℃的氧丙烯焰下烧蚀60s,ZrB_2-MoSi_2/mullite涂层试样的质量烧蚀率分别为3.49×10^(-3)与3.77×10^(-3)g/s。其与单层ZrB_2-MoSi_2涂层试样相比,ZrB_2-MoSi_2/mullite涂层试样展现了出色的抗烧蚀性能。烧蚀过程中形成的硅酸盐玻璃可以作为热障层而减少氧气的进一步渗透,并且还具有自我封填缺陷的能力,使ZrB_2-MoSi_2/mullite涂层表现较好的抗烧蚀性。

关键词： c/c复合材料等离子喷涂涂层烧蚀

c/c复合材料与Invar合金钎焊接头组织性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2232-2240页

作者：潘苏燕钟志宏宋奎晶梁水保吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心安徽合肥230009

c/c复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料,实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题。本研究采用cu-Sn-Ti活性钎料钎焊c/c复合材料与Invar合金,研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的影... 详细信息

c/c复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料,实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题。本研究采用cu-Sn-Ti活性钎料钎焊c/c复合材料与Invar合金,研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的影响。结果表明,在c/c复合材料一侧,cu-Sn-Ti与c/c形成Tic反应层并实现连接,同时cu-Sn-Ti会渗透进c/c复合材料中,形成凹凸不平的钉扎界面并强化接头;在Invar合金一侧,cu-Sn-Ti与其相互溶解扩散并发生反应,形成良好界面结合;钎焊接头组织结构为Invar合金/cu(s,s)+Fe_(2)Ti+Ni_(3)Ti+Ti_(6)Sn_(5)/Fe_(2)Ti+cuTi+cu_(3)Sn/Tic+cu(s,s)/c/c复合材料。在钎焊温度为930℃保温10 min时,接头剪切强度最高,为61 MPa,明显高于目前报道的c/c复合材料与金属的钎焊连接强度。

关键词： c/c复合材料 Invar合金钎焊微观组织剪切强度

c/c复合材料的非晶SiO_2涂层制备及其生物活性

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复合材料学报 2017年第7期34卷 1582-1588页

作者：吴强于澍李云平李晓刘京钟慧中南大学粉末冶金研究院长沙410083 中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学生命科学学院长沙410013

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,N_2为载气,在c/c复合材料表面通过低压化学气相沉积(LPcVD)得到非晶SiO_2涂层。研究了沉积温度对涂层成分、涂层形貌和沉积速率的影响。通过XRD、XPS、FTIR、SEM和EDS等测试手段,对涂层的成分、微观形貌以... 详细信息

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,N_2为载气,在c/c复合材料表面通过低压化学气相沉积(LPcVD)得到非晶SiO_2涂层。研究了沉积温度对涂层成分、涂层形貌和沉积速率的影响。通过XRD、XPS、FTIR、SEM和EDS等测试手段,对涂层的成分、微观形貌以及模拟体液浸泡后材料的生物活性进行了表征和分析。实验结果表明:涂层的主要物相为非晶SiO_2;模拟体液浸泡至35天,样品表面生成类骨羟基磷灰石,与未涂层的c/c复合材料相比,表明非晶SiO_2涂层具有良好的生物活性。随着沉积温度的增加,沉积速率增大,涂层包覆更加完整;SiO_2颗粒由不规则形状转变为规则的球形,最后转变成多边形。

关键词： c/c复合材料化学气相沉积非晶SiO2涂层生物活性沉积温度

c/c复合材料MoSi_2-Mo_5Si_3/Sic涂层的制备及组织结构

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无机材料学报 2008年第4期23卷 779-783页

作者：杨鑫邹艳红黄启忠苏哲安王秀飞张明瑜中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学材料科学与工程博士后流动站长沙410083

采用化学气相反应法和料浆刷涂反应法,在c/c复合材料表面制备了MoSi_2-Mo_5Si_3/Sic复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段,对涂层的形成、组织结构进行了研究,并初步考察了涂层的高温抗氧化性能.结果表明:制备的复合涂... 详细信息

采用化学气相反应法和料浆刷涂反应法,在c/c复合材料表面制备了MoSi_2-Mo_5Si_3/Sic复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段,对涂层的形成、组织结构进行了研究,并初步考察了涂层的高温抗氧化性能.结果表明:制备的复合涂层厚度为400μm左右,主要由β-Sic、MoSi_2及少量的Mo_5Si_3组成.1350℃等温氧化10h后,复合涂层试样的氧化失重率只有1.21%,明显低于c/c复合材料Sic单涂层试样,其高温抗氧化性能得到明显的提高.因此,与c/c复合材料Sic单涂层相比,经封填改性制得的复合涂层结构更致密,具有良好的高温抗氧化性能.

关键词： c/c复合材料抗氧化涂层 MoSi2 Sic

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c/c复合材料高熵氧化物涂层抗烧蚀性能

无机材料学报 2024年第1期39卷 61-70,I0001,I0002页

作者：郭凌翔唐颖黄世伟肖博澜夏东浩孙佳西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室纤维增强轻质复合材料陕西省重点实验室西安710072

新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)... 详细信息

新一代高超声速飞行器热端部件服役温度不断提高,对表面防护涂层的相稳定性和抗烧蚀性能提出了更高的要求。本工作针对传统过渡金属氧化物ZrO_(2)、HfO_(2)涂层开展高熵化设计,采用高温固相反应结合超音速大气等离子喷涂制备(Hf_(0.125)Zr_(0.125)Sm_(0.25)Er_(0.25)Y_(0.25))O_(2-δ)(M1R3O)、(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Sm_(0.2)Er_(0.2)Y_(0.2))O_(2-δ)(M2R3O)、(Hf_(0.25)Zr_(0.25)-Sm_(0.167)Er_(0.167)Y_(0.167))O_(2-δ)(M3R3O)三种高熵氧化物涂层,探究稀土组元含量对高熵氧化物涂层的相结构演变规律、相稳定性以及抗烧蚀性能的影响。M2R3O涂层和M3R3O涂层呈现优异的相稳定性和抗烧蚀性能,涂层经热流密度为2.38~2.40 MW/m^(2)的氧–乙炔焰烧蚀后仍保持物相结构稳定,未发生固溶体分解或析出稀土组元。其中M2R3O涂层循环烧蚀180 s后的质量烧蚀率与线烧蚀率分别为0.01 mg/s和–1.16μm/s,相比M1R3O涂层(0.09 mg/s、–1.34μm/s)以及M3R3O涂层(0.02 mg/s、–4.51μm/s),分别降低了88.9%、13.4%以及50.0%、74.3%,表现出最优异的抗烧蚀性能。M2R3O涂层的抗烧蚀性能优异归因于其兼具较高的熔点(>2200℃)和较低的热导率((1.07±0.09)W/(m•K)),使其有效防护内部的Sic过渡层以及c/c复合材料免受氧化损伤,避免了界面SiO_(2)相形成所导致的界面开裂。

关键词：高熵陶瓷过渡金属氧化物热喷涂热防护涂层抗烧蚀 c/c复合材料

c/c复合材料高温长寿命抗氧化复合涂层研究

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无机材料学报 2008年第2期23卷 213-218页

作者：侯党社李克智李贺军付前刚张雨雷西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室西安710072

采用包埋技术在c/c复合材料表面制备Sic-WSi_2/MoSi_2抗氧化复合涂层;通过恒温氧化实验以及X射线衍射分析、扫描电镜观察及能谱分析,研究了W、Mo含量对复合涂层微观结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明:随着包埋粉料中W、Mo含量的增加... 详细信息

采用包埋技术在c/c复合材料表面制备Sic-WSi_2/MoSi_2抗氧化复合涂层;通过恒温氧化实验以及X射线衍射分析、扫描电镜观察及能谱分析,研究了W、Mo含量对复合涂层微观结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明:随着包埋粉料中W、Mo含量的增加,所制备复合涂层的厚度先增加后减小;含有10.0at% W和Mo制备的复合涂层具有相对较大的厚度和较为致密的结构,且WSi_2和MoSi_2含量相对较高;氧化过程中在涂层表面形成致密和稳定的SiO_2玻璃保护膜;在1500℃氧化315h后,带有该涂层的c/c试样仍然没有失重,且经过18次1500℃(?)室温急冷急热后涂层没有开裂和脱落,说明该涂层具有优异的抗氧化和抗热震性能.

关键词： c/c复合材料涂层抗氧化

c/c复合材料高温抗氧化涂层的研究现状与展望

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无机材料学报 2010年第4期25卷 337-343页

作者：李贺军薛晖付前刚张雨雷史小红李克智西北工业大学超高温复合材料重点实验室炭/炭复合材料工程技术研究中心西安710072

c/c复合材料在高温下的氧化严重制约了该材料在航空航天领域的推广应用,涂层技术是目前解决该材料高温易氧化的最佳手段.本文综述了c/c复合材料高温抗氧化技术在玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层等体系方面的研究现状,总结了c/c... 详细信息

c/c复合材料在高温下的氧化严重制约了该材料在航空航天领域的推广应用,涂层技术是目前解决该材料高温易氧化的最佳手段.本文综述了c/c复合材料高温抗氧化技术在玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层等体系方面的研究现状,总结了c/c复合材料高温抗氧化涂层在传统制备工艺的改善以及新方法的开发等方面取得的研究成果,并提出了c/c复合材料高温抗氧化涂层当前研究中存在的问题和今后潜在的发展方向.

关键词： c/c复合材料涂层氧化