材料期刊网

三维碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料的研究

邱海鹏 , 孙明 , 丁海英 , 韩立军

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2006.01.017

采用结构为(PyC/SiC)n的多层复合模式的界面层,依次用化学气相渗透法和先驱体转化法相结合的增密工艺制备出三维Nicalon-SiCf/SiC陶瓷基复合材料.所研制的材料具有较高的强度,而且表现出优异的韧性和类金属材料非灾难性断裂特征.复合材料的主要性能指标为:体积密度2.42 g/cm3,弯曲强度530 MPa.

关键词: 3D-SiCf/SiC , 界面 , 显微结构

超高温碳化硅基复合材料表面涂层的研究进展

邱海鹏 , 韩立军 , 丁海英 , 孙明

功能材料

超高温碳化硅基复合材料的环境耐久性主要受材料在环境中降解的影响.当材料的基体中有裂纹存在以及在热负荷循环条件下,材料降解相当严峻.本文介绍了近年来国内外超高温碳化硅复合材料表面涂层在干空气条件下的抗氧化涂层以及在湿环境条件下的环境阻挡层的研究进展.

关键词: 陶瓷基复合材料 , 抗氧化涂层 , 环境阻挡涂层

单组元钛掺杂石墨的导电性能及微观结构的研究

邱海鹏 , 刘朗 , 韩立军 , 丁海英

功能材料

用煅烧石油焦作填料、煤焦油沥青作粘结剂、钛粉作催化剂,采用热压工艺在2600℃左右、8～10MPa条件下热压成型,制备出一系列不同质量配比的单组元钛掺杂石墨.考察了钛组元的质量配比对单组元钛掺杂石墨的导电、力学性能的影响以及微观结构的变化.实验结果表明,与相同工艺条件下制备的纯石墨材料相比较,催化剂钛不仅可以降低掺杂石墨材料的电阻率,而且可以提高材料的力学性能.室温下材料的层面方向上,单组元钛掺杂石墨DT-15的电阻率为1.96μΩ·m,抗弯强度可达50.2MPa.经XRD及Raman分析表明,原料中掺杂适量的钛粉,在材料制备过程中可以起到催化石墨化作用,使材料的石墨化度及微晶尺寸增大,晶面层间距降低.其中,DT-15的石墨化度为96.4%,微晶尺寸La为306nm.XRD物相分析表明,催化剂钛粉最终在材料中以TiC的形式存在,钛粉在材料制备过程中的催化石墨化作用可以用液相转化机理得到较为合理的解释.

关键词: 电阻率 , 掺杂石墨 , 微观结构

3D混杂梯度结构碳/碳复合材料微观结构和性能研究

韩立军 , 李铁虎 , 刘建军 , 郭恩明 , 邱海鹏 , 丁海英

功能材料

采用Z-PIN与粘胶基碳纤维毡、粘胶基碳纤维平纹织物、聚丙烯氰基碳纤维平纹织物制备了3D混杂梯度纤维预制体,多相碳素基体经丙烯等温化学气相渗透(ISO-CVI)和煤焦油沥青高压浸渍碳化(HPIC)复合工艺制备,分析研究了多相碳素基体的组织特征、Z向增强体对粘胶基碳纤维织物碳/碳复合材料(RCC)和聚丙烯氰基碳纤维织物碳/碳复合材料(ACC)层间性能的影响以及失效模式.碳基体的微观组织结构为各向同性层、光滑层和粗糙层多相复合体,粘胶基碳纤维表面和聚丙烯氰基碳纤维表面沉积碳的微观组织存在差异性.采用高密度Z-PIN增强体可提高层间性能40%～60%.失效模式为层间和纤维束内裂纹扩展,基体组织和纤维类型对层间性能的影响很小.

关键词: 碳/碳复合材料 , 混杂梯度 , Z-PIN , 微观结构 , 层间性能

采用Z-Pin增强体的3D炭/炭复合材料层间断裂行为

韩立军 , 李铁虎 , 刘建军 , 邱海鹏 , 丁海英

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.02.004

采用炭纤维平纹织物和精细Z-pin制备了新型3D炭纤维预制件,炭基体采用等温化学气相沉积和高温煤沥青高压浸渍炭化制备.短梁剪切试验和开口拉剪试验用来表征Z-pin增强体对剪切破坏模式的影响.短梁剪切失效模式为假塑性,而拉剪失效模式为非假塑性破坏.分析了产生此现象的机制,短梁剪切假塑性失效由炭/炭复合材料叠层中纤维束内、纤维束间和叠层间微裂纹扩展形成,而产生拉剪失效的单一层间裂纹扩展不引起宏观假塑性现象.采用Z-pin作为提高层间剪切强度的增强体间隔1.5 mm比间隔2.5 mm可提高剪切强度40 %～50 %,该技术将成为3D炭/炭复合材料预制体制备更为先进的技术.

关键词: 层间破坏 , 3D C/C复合材料 , Z-pin , 假塑性

震后反思"海砂屋"

洪乃丰

腐蚀与防护

"海砂屋"是使用了不合格海砂作为混凝土砂料的建筑物.在地震灾害中,"海砂屋"可能造成严重的后果.须引起重视并加强管理.

关键词:

二垩英与资源回收-Ⅲ燃烧过程二垩英生成热力学计算

钢铁

进行相关热力学计算以研究高温燃烧过程二垩英生成的条件.计算得到:①在体系存在过剩氧即完全燃烧时不会产生二垩英;②当有固体碳沉积时也不会生成二垩英,因固体碳在热力学上比含二垩英的含碳物更稳定.另一方面,实际上即使在1 073 K完全燃烧条件下(即体系显著过剩氧)也有二垩英生成,原因是在实际燃烧炉中含碳微粒不可能完全烧尽.从热力学角度假设不发生碳沉积,计算得出二垩英在1 073 K高温和高CO/CO2比范围内会生成.实际考虑的条件放在燃烧炉内含碳微粒的周围.在有含碳微粒存在条件下,即使反应2CO→C+CO2(碳沉积)发生,C+CO2→2CO反应(CO生成;含碳微粒被CO2氧化)也会同时发生,导致在含碳微粒周围保持一个高的CO/CO2比,由此产生二垩英.假设在含碳微粒周围存在高CO/CO2比的异质位置,则认为二垩英会形成.

关键词: 燃烧过程 , 二垩英生成 , 含碳微粒 , 热力学

海砂特性及海砂混凝土力学性能的研究

刘伟 , 谢友均 , 董必钦 , 邢锋

硅酸盐通报

受河床生态环境保护的需要,可供应的建筑用河砂资源日益匮乏,海底砂已经成为我国部分沿海城市建筑用砂的重要来源.分别采用淡化海砂、原状海砂和河砂,对比分析了海砂特性及海砂混凝土的力学性能.试验研究表明,珠江口海砂及盐田海砂均属于级配良好的混凝土细集料,海砂中所含的氯离子和少量的贝壳并不影响混凝土的工作性、抗压强度、抗折强度及弹性模量,不考虑氯离子对混凝土钢筋的腐蚀时,原状海砂均也可等同于河砂使用.

关键词: 海砂 , 混凝土 , 强度 , 弹性模量

中国锆英砂中长期需求分析

蒋东民

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2011.04.002

介绍了中国锆英砂原料、生产和供应现状以及2005-2009年间锆英砂需求状况.分析了硅酸锆、氧氯化锆、核级锆,和钢铁、玻璃面板等行业对锆英砂的中长期需求.指出,在相当长时期内中国锆英砂依赖进口的格局不会变,国内经济持续平稳发展以及国际市场对锆制品的恢复性需求,使得中国对锆英砂需求仍将持续增加.

关键词: 锆英砂 , 硅酸锆 , 氧氯化锆 , 资源储量 , 需求分析

二垩英与资源回收-Ⅱ燃烧过程二垩英抑制和生成基础研究

钢铁

氯来源、种类和燃烧物中氯浓度对燃烧过程中二垩英生成有重要影响.在实验燃烧炉中研究1 073K温度下上述三种因素对燃烧过程二垩英生成的影响.二垩英生成浓度在相同氯源和种类条件下与燃烧物中氯含量几乎成正比,且受氯源明显影响.如有机氯化合物或无机氯化物.即使对无机氯化物,在有活性氯存在时也会生成高浓度二垩英,如由盐和面粉形成的水化物中的活性氯.

关键词: 氯源 , 氯种类 , 燃烧过程 , 二垩英/呋喃 , 水化物 , PVC