刘海韬
,
程海峰
,
王军
,
唐耿平
,
周旺
,
郑文伟
稀有金属材料与工程
为了找到一种能有效对陶瓷基复合材料先驱体浸渍裂解(PIP)工艺参数进行优化的方法,提出利用束丝复合材料对二维复合材料力学性能进行表征的方案.对5种PIP工艺条件制备的束丝以及二维SiCf/SiC复合材料在不同PIP工艺条件下力学性能变化规律进行了研究,并对采用束丝复合材料对二维复合材料力学性能表征的有效性进行了分析.研究表明,束丝复合材料和二维复合材料力学性能随PIP工艺的变化规律完全相同,这是因为两种复合材料界面、纤维损伤等特性基本相同.采用强度比对两种复合材料力学性能一致程度进行了表征,结果表明两者一致性较好,但随PIP工艺复杂程度的提高,两者一致性降低.利用束丝复合材料可以对二维复合材料力学性能进行较好的表征,可对二维等实体复合材料制备工艺进行初步优化,从而使材料工艺设计效率大为提高.
关键词:
PIP工艺
,
束丝复合材料
,
SiCf/SiC
,
力学性能
刘海韬
,
程海峰
,
王军
,
唐耿平
,
周旺
,
郑文伟
稀有金属材料与工程
对PIP法制备2D-SiC_f/SiC复合材料成形浆料中惰性填料SiC含量对2D-SiC_f/SiC复合材料孔隙率、纤维体积分数以及力学性能影响进行研究.研究表明,SiC微粉含量较低时,浆料粘度过低,导致层间存在较大气孔,纤维体积分数不高,致使复合材料力学性能不佳,当SiC微粉含量过高时,浆料粘度过大,层间基体厚度增加,纤维体积分数下降,并且浸渍效率降低,孔隙率增大,复合材料力学性能下降.当SiC微粉含量为33.3%时,复合材料具有较低的孔隙率和较高的纤维体积分数,复合材料具有较好的力学性能,弯曲强度和断裂韧性分别达到211.7 MPa和8.56 MPa·m~(1/2).
关键词:
PIP工艺
,
SiC微粉
,
2D-SiC_f/SiC
,
力学性能
刘海韬
,
程海峰
,
王军
,
唐耿平
,
周旺
,
郑文伟
稀有金属材料与工程
采用强度测试、SEM、HRTEM等分析测试手段对纤维表面去碳前后SiC纤维强度、复合材料力学性能、纤维表面形貌、复合材料断口形貌以及复合材料界面特征进行分析表征.结果表明,去碳处理后,纤维表面的固有缺陷暴露出来,纤维强度下降约15%,但由其制备的复合材料强度下降只有原纤维制备复合材料的1/6;复合材料断口非常平整,纤维增韧效果差.分析表明,由于去碳后纤维表面缺陷增多,界面的物理结合增强以及由于基体开裂导致的纤维物理损伤加剧;去碳处理后纤维表面化学反应活性中心明显增加,导致界面化学结合和纤维化学损伤加剧.过强的界面结合和低的纤维就位强度使复合材料力学性能严重恶化.
关键词:
先驱体浸渍裂解(PIP)工艺
,
去碳
,
2D-SiCf-SiC
,
力学性能
,
界面
,
纤维损伤
刘海韬
,
程海峰
,
王军
,
唐耿平
,
周旺
,
郑文伟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.05.011
对先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备的含碳黑填料2D-SiCf/SiC复合材料介电以及雷达吸波性能进行研究.研究表明,由于KD-Ⅰ型SiC纤维表面具有连续碳涂层,不能直接用于吸波材料,需通过空气热处理手段将其除去.对纤维表面去碳后制成的不同碳黑填料含量2D-SiCf/SiC复合材料微波介电常数进行测试,结果表明,随碳黑含量增加,复合材料介电常数明显增大,但由于碳黑的高比表面和先驱体溶液粘度的限制,复合材料中碳黑体积分数最大仅能达到7%～8%,介电常数难以继续增大,介电损耗低于0.3,并且介电常数频散效应不理想.对不同碳黑填料含量复合材料反射率进行计算,结果表明,单层复合材料在某一频段内具有较好的吸波性能,但由于复合材料介电常数频散效应较差,宽频吸波性能不理想,采用不同吸收剂含量复合材料层铺工艺可能可以解决吸波性能带宽问题.
关键词:
PIP工艺
,
碳黑
,
2D-SiCf/SiC
,
介电常数
,
雷达吸波性能
刘海韬
,
程海峰
,
王军
,
唐耿平
,
周旺
,
郑文伟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.03.015
采用低浓度先驱体溶液利用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺在SiC纤维表面制备了SiC涂层,研究了浸渍裂解次数对纤维涂层形貌的影响.研究表明,采用10%的PCS先驱体溶液经3次浸渍裂解后可在纤维表面制得连续致密的SiC涂层.采用经涂层处理的SiC纤维布经热模压成型-先驱体浸渍裂解工艺制备了2D-SiCf/SiC复合材料,其弯曲强度随制备涂层浸渍裂解次数的增加先增后降,经3次浸渍裂解制备涂层的复合材料强度最高,由未经涂层处理的163.5MPa增大到245.9MPa,强度提高近50%.研究证明,SiC纤维表面SiC涂层使纤维在材料致密化过程所受的损伤减小,同时改善了界面,使复合材料强度明显提高.
关键词:
PIP工艺
,
SiC涂层
,
2D-SiCf/SiC
,
力学性能
黄树涛
,
周旺
,
宋博
,
许立福
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.01.010
目的 通过有限元仿真获得熔接涂层与基体结合界面处的应力分布特性,得到熔接涂层与基体的力学性能匹配性.方法 应用ABAQUS有限元软件,将模型沿轴向和径向剖切,讨论不同扭矩载荷下镍基合金涂层和基体轴结合界面的应力分布规律,分析涂层厚度对结合界面处应力的影响.结果 从模型剖切后采样结点的应力变化曲线看,基体和涂层的内部应力变化均匀,在基体和涂层结合处应力存在突变,涂层上的应力大于基体上的应力.涂层厚度从0.5 mm增大到1.0 mm时最大应力减小量约为18 MPa,从1.0 mm增大到2.5 mm时最大应力的减小量约为1 MPa,涂层厚度大于1.0 mm后最大应力减小量变化不明显.结合面两侧涂层和基体应力差值的最大值Δσmax随着涂层厚度的增大有所减小,在涂层厚度小于1.0 mm时,变化较为明显.结合面底面处的应力突变随涂层厚度的增加而略有减小.结论 在涂层和基体结合界面处存在应力突变,最大应力出现在涂层外表面的中心位置,增大涂层厚度可以减小应力突变,在涂层厚度较小时效果明显.
关键词:
扭转载荷
,
镍基合金涂层
,
结合界面
,
涂层厚度
,
应力
宋博
,
黄树涛
,
周旺
,
许立福
兵器材料科学与工程
应用有限元分析软件研究熔接涂层及基体在弯曲载荷作用下的等效应力特性及其分布状态,对不同厚度涂层/基体系统进行三点弯曲仿真试验.通过将涂层分别置于受拉和受压一侧,分析弯曲试验中不同压头下压量时,涂层/基体系统的等效应力状态以及涂层厚度对接合面处应力的影响,得到不同厚度的涂层/基体系统在界面结合处的等效应力分布情况及变化规律.结果表明:弯曲载荷作用下,涂层/基体系统的等效应力最大值出现在涂层表面;压头下压量相同时,涂层越厚,涂层/基体系统的等效应力最大值越大;涂层与基体的界面结合处存在等效应力突变,涂层越厚,等效应力突变值越小,涂层与基体的等效应力过渡越平缓.
关键词:
熔接涂层
,
镍基合金
,
应力
,
扭力轴
祝明妹
,
周旺
,
胡胜波
材料导报
利用大包注流带入的强湍流钢液将长水口吹入的气体打碎成小气泡去除中间包钢液中小夹杂物的方法是一种有研究价值的精炼方法.在建立一套钢包-长水口-中间包的水力学模拟实验装置的基础上,研究了长水口开孔直径、开孔排数以及每排开孔数目对中间包内夹杂物去除效果的影响规律,以及开孔直径对中间包内钢液流动模式的影响规律.实验结果表明,长水口开孔直径为3mm,开孔排数为2排,每排开孔数目为6孔时,中间包内钢液平均停留时间较长,流体流动模式较为合理,中间包内夹杂物上浮去除效果较好.
关键词:
中间包
,
小气泡
,
夹杂物
,
水模型
,
流动模式
