孙同臣
,
于新民
,
王涛
,
赵英民
,
裴雨辰
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.04.008
通过对Cf/SiC复合材料基体进行改性制备了碳纤维增韧的超高温陶瓷基复合材料,并研究了其结构形式及组分比例对高温抗氧化耐烧蚀性能的影响.电弧风洞的测试结果表明:经过超高温陶瓷改性的C f/SiC复合材料的抗氧化耐烧蚀性能明显提高,其中陶瓷基体中ZrC含量约为40wt％时,高温抗氧化耐烧蚀性能提高尤为显著,其在600 s来流条件为2 400 K/Ma0.6/0.5 MPa的电孤风洞考核试验条件下,质量烧蚀率仅为7.37×10-5 g/(cm2·s),有望满足超燃冲压发动机燃烧室的使用要求.
关键词:
复合材料
,
超高温陶瓷
,
抗氧化
于新民
,
周万城
,
罗发
,
郑文景
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.03.018
采用低压化学气相沉积(LPCVD)法制备了具有热解碳界面层的2.5维SiC/SiC复合材料.研究了残余孔洞及热解碳界面层厚度对材料力学性能的影响.结果表明:材料弯曲强度受纤维束之间大孔的影响很小,主要与纤维间的小孔有关,随小孔尺寸和数量的减小而增大.当气孔率低于27%时,小孔的数量和尺寸均变化不大,材料强度提高有限.90nm厚热解碳界面层的存在使材料由破坏性断裂变为非破坏性断裂,强度由174MPa增加到305MPa.进一步增加界面层厚度,纤维受到损伤,材料的力学性能下降.界面层为180nm和310nm厚时SiC/SiC的强度分别为274MPa和265MPa,纤维拔出数量少,材料近似破坏性断裂.
关键词:
SiC/SiC
,
力学性能
,
气孔
,
界面层
赵锴
,
于新民
,
罗发
,
朱冬梅
,
周万城
稀有金属材料与工程
以C3H6为源气体,N2为稀释气,在800℃～1200℃温度范围内,SiC纤维上进行了热解碳的沉积.研究了沉积温度、系统压力和PN2/PC3H6对热解碳沉积速率和沉积层形貌的影响.结果表明:在沉积温度低于900℃,系统总压小于1 KPa条件下,沉积速率低,难以进行热解碳的沉积.随着沉积温度、系统压力升高,沉积速率升高,沉积层形貌发生改变.过低的PN2/PC3H6导致不均匀的热解碳沉积形貌,局部有碳颗粒的生成.沉积温度为1000℃、系统总压10 KPa左右、PN2/PC3H6为2:1的条件下可获得均匀致密的热解碳沉积层.反应热力学和动力学条件随工艺参数的改变而改变,这是热解碳沉积层形貌改变的主要原因.
关键词:
热解碳
,
沉积速率
,
形貌
,
丙烯
于新民
,
周万城
,
郑文景
,
赵锴
,
罗发
稀有金属材料与工程
用低压化学气相沉积(LPCVD)法,以丙烯(C_3H_6)为碳源,氮气(N_2)为稀释气制备了2.5维连续碳化硅纤维增韧碳化硅(SiC_f/SiC)复合材料的碳界面层,其厚度为～0.1 mm.研究了不同丙烯含量(体积分数,下同)(60%,50%,45%)对碳层形貌、微观结构及SiC_f/SiC力学性能的影响.结果表明:当C_3H_6含量为60%时,热解碳层表面光滑,石磨化度高;当C_3H_6为50%和45%时,碳层粗糙,有很多较大颗粒存在,石磨化度低.3种复合材料的弯曲强度差别不大,分别为303,311和320 MPa.然而,当C_3H_6含量为60%时,材料韧性断裂,断裂功高;为50%和45%时,材料脆性断裂,断裂功低.不同的纤维拔出滑移阻力是SiC_f/SiC断裂行为不同的原因.
关键词:
界面层
,
力学性能
,
SiC_f/SiC
郑文景
,
周万城
,
罗发
,
于新民
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.11.009
采用化学气相沉积(CVD)法,在SiC纤维表面沉积了100nm厚的C涂层,研究了制备温度对C涂层微观结构、单丝纤维体电导率及纤维编制体介电性能的影响.采用SEM和RAM显微技术(Raman microscopy)对C涂层的表面形貌和微观结构进行分析.结果表明:保持C涂层厚度一致,当沉积温度由800℃升到900℃后,C涂层的石墨化程度提高,晶粒变大,SiC纤维单丝体电导率由0.745Ω~(-1)·cm~(-1)升到6.289Ω~(-1)·cm~(-1);SiC纤维编制体的复介电常数实部由90升到132,介电损耗由0.95升到1.14,其中虚部由87升到150.实部增大与载流子浓度增大有关,虚部增大与材料漏导电有关.认为这是SiC纤维表面沉积的C层使纤维电导率增大所致.直流电导损耗足其主要损耗机制.
关键词:
化学气相沉积(CVD)
,
SiC纤维
,
C涂层
,
体电导率
,
拉曼光谱
,
介电性能
