曹宇
,
刘荣军
,
曹英斌
,
龙宪海
,
严春雷
,
张长瑞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.004
三维针刺碳毡经化学气相渗透（Chemical Vapor Infiltration, CVI）增密制备C/C素坯，通过气相渗硅（Gaseous Silicon Infiltration, GSI）制备C/C-SiC复合材料。研究素坯密度与CVI C层厚度及素坯孔隙率的变化规律，并分析素坯密度对C/C-SiC复合材料力学性能、热学性能的影响。结果表明：随着素坯密度增大，CVI C层变厚，孔隙率减小；C/C-SiC复合材料中残C量随之增大，残余Si量随之减小，SiC先保持较高含量（体积分数约40%），随后迅速降低，C/C-SiC复合材料密度逐渐减小，力学性能先增大后减小，而热导率及热膨胀系数降低至平稳。当素坯密度为1.085g/cm3时，复合材料力学性能最好，弯曲强度可达308.31MPa，断裂韧度为11.36MPa·m1/2。研究发现：素坯孔隙率较大时，渗硅通道足够，残余硅多，且CVI C层较薄，纤维硅蚀严重，C/C-SiC复合材料力学性能低；素坯孔隙率较小时，渗硅通道很快阻塞，Si和SiC含量少，而闭孔大且多，C/C-SiC复合材料力学性能也不高。
关键词:
C/C素坯
,
气相渗硅
,
C/C-SiC
,
CVI C
,
力学性能
王静
,
曹英斌
,
刘荣军
,
张德坷
,
严春雷
材料导报
C/C-SiC复合材料具有轻质、高模、高热导率、低热膨胀系数、高温抗氧化等优异性能,是很好的高温结构材料.从C纤维的涂层保护、C/C多孔体的优化设计、反应烧结渗硅3个方面概述了C/C-SiC复合材料的反应烧结工艺制备过程；综述了C/C-SiC复合材料在航空航天、空间光学系统、刹车制动等领域的相关应用进展；展望了C/C-SiC复合材料制备工艺和应用方面的发展趋势.
关键词:
C/C-SiC复合材料
,
反应烧结
,
液相渗硅
,
气相渗硅
张德坷
,
曹英斌
,
刘荣军
,
严春雷
材料导报
C/SiC具有轻质、高模、低热膨胀系数等优异的性能,可作为新一代高精度空间光机结构件材料.概述了空间光机结构件材料发展的趋势,对比了RB、CVI、PIP工艺的C/SiC复合材料性能,综述了近年来国内外C/SiC复合材料在空间光机结构中的研究进展及应用情况,指出低成本、短周期、结构和工艺设计以及应用基础研究将是C/SiC复合材料未来发展的重点方向.
关键词:
C/SiC复合材料
,
空间光机结构
,
反射镜
,
支撑结构
严春雷
,
刘荣军
,
曹英斌
,
张长瑞
,
张德坷
材料导报
高温、强振、强腐蚀、高湿等恶劣环境中的监测和控制系统对MEMS (Microelectromechanical systems)提出了新的挑战.SiC具有化学惰性,高热导率及优良的力学、电学、高温性能,在MEMS技术中备受青睐,成为SiMEMS体系极具竞争力的替代材料.综述了关于立方相碳化硅(3C-SiC)薄膜的化学气相沉积(CVD)制备方法,介绍了其力学、电学性能的最新研究进展,最后举例说明了3C-SiC薄膜在MEMS器件中应用的研究现状.
关键词:
立方相碳化硅薄膜
,
化学气相沉积
,
力学性能
,
电学性能
,
MEMS器件
曹宇
,
刘荣军
,
曹英斌
,
龙宪海
,
严春雷
,
张长瑞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.004
三维针刺碳毡经化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration,CVI)增密制备C/C素坯,通过气相渗硅(Gaseous Sil-icon Infiltration,GSI)制备C/C-SiC复合材料.研究素坯密度与CVI C层厚度及素坯孔隙率的变化规律,并分析素坯密度对C/C-SiC复合材料力学性能、热学性能的影响.结果表明:随着素坯密度增大,CVI C层变厚,孔隙率减小;C/C-SiC复合材料中残C量随之增大,残余Si量随之减小,SiC先保持较高含量(体积分数约40％),随后迅速降低,C/C-SiC复合材料密度逐渐减小,力学性能先增大后减小,而热导率及热膨胀系数降低至平稳.当素坯密度为1.085g/cm3时,复合材料力学性能最好,弯曲强度可达308.31MPa,断裂韧度为11.36MPa·m1/2.研究发现:素坯孔隙率较大时,渗硅通道足够,残余硅多,且CVI C层较薄,纤维硅蚀严重,C/C-SiC复合材料力学性能低;素坯孔隙率较小时,渗硅通道很快阻塞,Si和SiC含量少,而闭孔大且多,C/C-SiC复合材料力学性能也不高.
关键词:
C/C素坯
,
气相渗硅
,
C/C-SiC
,
CVI C
,
力学性能
陶正良
,
蔡定硕
,
严春雷
工程热物理学报
本文以电站调节阀为对象,通过先进的CFD软件与CAD相结合对阀门内部流场进行了数值模拟,一方面快速准确地估算出流动的压力损失,另一方面为设计初期就预测其流动特性,为调节阀门改型优化设计提供先进方法.对于提高我国电站调节阀的设计研究水平具有重要意义.
关键词:
数值模拟
,
内部流场
,
优化设计
吴康
,
任静
,
蒋洪德
,
工程热物理学报
本文通过构建由一级动静叶组成的外流影响下的轮缘密封问题的实验和数值模型,针对燃气轮机透平转静轮盘间隙的封严与入侵问题开展了研究.其中第一部分主要关注燃气入侵的主要影响因素,入侵气体在腔室内部的分布规律和最小封严流量.结果表明:静叶尾缘的压力分布是造成燃气入侵的主要原因,即在主流的压力大于密封腔室内压力的区域会出现燃气侵入腔室,造成局部温度过高;主流压力小于腔室内部的压力区域,密封气体能够较好的封严转静间隙.入侵气体和封严气体的掺混主要发生在腔内高半径处并在高速旋转的动盘引发的夹带作用下深入腔室内部低半径处.因此在轮缘密封的结构设计中需要全面的考虑这些因素的影响.
关键词:
整级透平
,
转静轮缘
,
封严与入侵
,
动盘夹带效应
吴康
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
本文通过构建由一级动静叶组成的外流影响下的轮缘密封问题的实验和数值模型,针对燃气轮机透平转静轮盘间隙的封严与入侵问题开展了研究.其中第二部分主要关注不同封严结构的特性.结果表明:复杂的封严结构能够避免主流和腔室内部气体的直接接触,增大主流入侵的沿程阻力和削弱主流的切向速度分量的影响.在本文的实验条件下,径向封严所需要的最小密封流量相较于轴向封严能够减少50％以上.
关键词:
转静轮缘
,
轴向封严
,
径向封严
,
双封严结构
