杨飞宇
,
张幸红
,
韩杰才
,
杜善义
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00734
通过真空热压工艺制备了ZrB2-SiC材料和Csf(碳短纤维)/ZrB2-SiC超高温陶瓷基复合材料. 采用氧乙炔火焰在4186.8kW/m2的热流下分别喷吹烧蚀两种材料180s. ZrB2-SiC材料表面最高温度达到2406℃, 烧蚀后质量烧蚀率为-0.14%, 线烧蚀率为-1×10-3mm/s, Csf/ZrB2-SiC材料表面最高温度达到1883℃, 烧蚀后质量烧蚀率为-0.19%, 线烧蚀率为-4×10-4mm/s. 对两种材料烧蚀表面和剖面的分析发现, ZrB2-SiC材料烧蚀后由表及里依次形成了疏松ZrO2氧化层、SiC富集层和未反应层的三层结构, 其中SiC富集层能够起到抗氧化的作用. Csf/ZrB2-SiC
材料烧蚀后由外到内分别形成了ZrO2-SiO2氧化层、SiC耗尽层和未反应层的三层结构, 其中最外层以ZrO2为骨架, SiO2弥合其中的结构有效地阻挡了烧蚀中氧的侵入.
关键词:
ZrB2-SiC
,
Csf /ZrB2-SiC
,
ultra-high temperature ceramic composites
,
ablation mechanism
杨飞宇
,
张幸红
,
韩杰才
,
杜善义
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00950
研究了用热压烧结方法制备的不同碳纳米管(CNTs)含量的ZrB2-SiC- xwt% CNTs (x=0、1.0、2.5、4.0) 复合材料的工艺条件、力学性能和微观结构. 用TEM观察了试样的微观结构, 用SEM观察了试样断口形貌和裂纹扩展情况, 并对其强韧化机制进行了分析. 研究表明, 碳纳米管主要分布沉积在ZrB2颗粒内部, 形成内晶型结构, 在CNTs含量为2.5%时, 相对密度、维氏硬度和弯曲强度分别为99.6%、21.7GPa和542MPa, 断裂韧性达到6.10MPa·m1/2. 碳纳米管加入后材料致密性提高、晶粒细化,所形成的内晶型结构是材料强度和韧性得以提高的原因.
关键词:
碳纳米管
,
ZrB2 based ceramic composite
,
microstructure
,
mechanical properties
吴世平
,
杨飞宇
,
张幸红
,
杜善义
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.05.004
ZrB2-SiC基材料具有高熔点,高热导率,高电导率和良好的化学稳定性,可以在高超声速的极端条件下工作.但是这种材料的主要问题是低的断裂韧性,为了改善这一性能,将碳短纤维加入到ZrB2-20%(体积分数)SiC中热压烧结,得到了断裂韧性明显提高的试样,从2.0MPa·m 1/2提高到 6.56MPa·m 1/2,同时弯曲强度略有降低,从502MPa降至445MPa,弹性模量也有所降低,从414GPa降至322GPa.为了深入理解这种变化,建立了模型来计算纤维造成的影响,计算结果与实验结果比较接近,证明对于本实验的材料体系,用该模型来解释是合理的.
关键词:
ZrB2基陶瓷
,
碳短纤维
,
力学性能
,
热压
杨飞宇
,
张幸红
,
韩杰才
,
杜善义
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.04.020
通过真空热压工艺制备了ZrB2-SiC材料和Csf(碳短纤维)/ZrB2-SiC超高温陶瓷基复合材料.采用氧乙炔火焰在4186.8kW/m2的热流下分别喷吹烧蚀两种材料180s.ZrB2-SiC材料表而最高温度达到2406°C,烧蚀后质量烧蚀率为-0.14%,线烧蚀率为1×10-3mm/s,Csf/ZrB2-SiC材料表面最高温度达到1883°C,烧蚀后质量烧蚀率为-0.19%,线烧蚀率为-4×10-4mm/s.对两种材料烧蚀表面和剖面的分析发现,ZrB2-SiC材料烧蚀后由表及里依次形成了疏松ZrO2氧化层、SiC富集层和未反应层的三层结构,其中SiC富集层能够起到抗氧化的作用. Csf/ZrB2-SiC材料烧蚀后由外到内分别形成了ZrO2-SiO2氧化层、SiC耗尽层和末反应层的三层结构,其中最外层以ZrO2为骨架,SiO2弥合其中的结构有效地阻挡了烧蚀中氧的侵入.
关键词:
ZrB2-SiC
,
Csf/ZrB2-SiC
,
超高温陶瓷基复合材料
,
烧蚀机理
杨飞宇
,
张幸红
,
韩杰才
,
杜善义
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.05.017
研究了用热压烧结方法制备的不同碳纳米管(CNTs)含量的ZrB2-SiC-xwt% CNTs(x=0、1.0、2.5、4.0)复合材料的工艺条件、力学性能和微观结构.用TEM观察了试样的微观结构,用SEM观察了试样断口形貌和裂纹扩展情况,并对其强韧化机制进行了分析.研究表明,碳纳米管主要分布沉积在ZrB2颗粒内部,形成内晶型结构,在CNTs含量为2.5%时,相对密度、维氏硬度和弯曲强度分别为99.6%、21.7GPa和542MPa,断裂韧性达到6.10MPa.m1/2.碳纳米管加入后材料致密性提高,晶粒细化,所形成的内晶型结构是材料强度和韧性得以提高的原因.
关键词:
碳纳米管
,
ZrB2陶瓷基复合材料
,
微观组织
,
力学性能
杨飞宇
,
杜善义
,
孟松鹤
稀有金属材料与工程
对ZrB2-SiC(ZS)材料和碳短纤维/ZrB2-SiC(ZSC)材料的断裂韧性、室温至900℃弯曲强度进行了测试和研究.结果表明:短纤维的加入可以显著提高材料的断裂韧性、从4.25 MPa·m1/2提高到6.56 MPa·m1/2,纤维拔出和脱粘以及裂纹的桥接和偏转是材料断裂韧性提高的原因;ZS和ZSC材料弯曲强度从室温到900℃经历了不同的过程,但都是两种因素共同作用的结果,即温度升高,晶界软化所带来的对裂纹的愈合作用与温度升高所带来的界面结合强度下降的作用.
关键词:
ZrB2基陶瓷
,
短纤维
,
断裂韧性
,
弯曲强度
燕青芝
,
杨飞宇
,
葛昌纯
冶金分析
doi:10.3969/j.issn.1000-7571.2004.05.014
用络合滴定法定量分析了钛酸钡制备过程中原料TiCl4,Ti(OC4H9)4,中间体TiO(NO3)2和产物BaTiO3中钛含量.研究表明:EDTA返滴定法测定溶液中Ti含量时,H2O2存在可以使分析的相对误差由9.21%减小到0.15%,向含10 mg钛的溶液中加1mL H2O2(1+1),分析精度最高,低于或高于此值都使分析误差增大;调整溶液至pH 5～5.5范围内,能使终点有敏锐的颜色突变.该方法已用于钛酸钡纳米粉生产过程的控制分析,测得自制BaTiO3粉体中钡、钛摩尔比BaO:TiO2=1.002:1.
关键词:
钛酸钡
,
钛
,
钡
,
化学分析
