钟洪彬
,
李美栓
,
周延春
,
王俊山
,
许正辉
,
张中伟
,
房学良
中国腐蚀与防护学报
doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2009.04.009
从热力学角度出发,采用工程数学软件Matlab计算出了在涉及超高温(2073 K以上)范围的宽温域内一些典型过渡金属碳(硼)化物与氧反应的△GO,以及相应的平衡氧分压;在此基础上绘制了2500 K时ZrC-ZrO2体系和SiC-SiO2体系的氧化物蒸气压图以及界面蒸气压随温度的变化曲线.依据上述热力学数据,可以了解不同碳化物的氧活性和平衡氧分压随温度的变化规律,以及ZrC-ZrO2和SiC-SiO2体系氧化物蒸气压特别是界面蒸气压的大小,对于深入了解改性C/C复合材料和超高温陶瓷的超高温氧化行为,特别是对于改性C/C复合材料中有效的抗氧化添加剂的选择有理论指导意义.
关键词:
热力学分析
,
超高温陶瓷
,
C/C复合材料
,
超高温氧化
王俊山
,
李仲平
,
敖明
,
许正辉
,
刘朗
,
胡子君
,
彭维周
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.02.001
详细分析和比较了3D炭/炭复合材料及其添加难熔金属碳化物的试样在三种烧蚀条件下的烧蚀结果、微观结构及形貌.SEM观察结果显示,纤维与基体间的界面优先烧蚀现象对纯炭/炭试样是普遍存在的,相反,对难熔金属碳化物掺杂的炭/炭试样而言,纤维却总是优先被烧蚀;纤维单丝相对基体优先烧蚀越明显,材料宏观烧蚀率越大.对纯炭/炭试样烧蚀表层区的TEM观察结果表明,在烧蚀过程中炭纤维和基体炭均发生明显的微观结构变化,具体表现为炭纤维的微晶尺寸显著长大,而基体炭原有层片区则出现柱状炭.烧蚀测试条件对材料宏观和微观形貌及烧蚀机理都有影响.
关键词:
炭/炭复合材料
,
烧蚀
,
扫描电镜
,
透射电镜
,
微观结构
王俊山
,
李仲平
,
敖明
,
许正辉
,
刘朗
,
胡子君
,
彭维周
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.01.002
通过对炭/炭复合材料(C/C)和添加难熔金属碳化物炭/炭复合材料(C/C+MC)的微观结构对比分析,研究了二者在电弧加热器上的烧蚀机理.结果表明,难熔金属化合物(MC)在烧蚀过程中进入到距表层几个微米之内的纤维和基体炭微晶内,明显影响了相邻微晶的形貌.MC的存在,一方面,加大了机械剥蚀等力学因素引起的质量损失,增大了试样表面粗糙度,从而进一步加重了烧蚀;另一方面,MC具有降低碳的升华总量的效应.从综合效应来看,C/C+MC复合材料的烧蚀速率比C/C复合材料高.
关键词:
炭/炭复合材料
,
烧蚀机理
,
微观结构
孙超
,
张博
,
杨晓光
,
许正辉
,
宋怀河
,
花双平
,
陈晓红
新型炭材料
以萘为基体碳源,Lewis酸为催化剂,通过对芳烃小分子的催化缩聚建立了一种新型原位聚合C/C复合材料的增密方法.分别对两种不同密度的炭纤维增强C/C复合材料预制体进行致密化处理,研究了原位增密次数对材料体积密度、电阻率、弯曲强度和断面形貌的影响.结果表明:经过五次致密化循环,样品密度分别由原来的1.05 g/cm3和1.68 g/cm3提高到1.52 g/cm3和1.83 g/cm3,电阻率由4.44mΩ·cm和0.84mΩ·cm降至1.09 mΩ·cm和0.28 mΩ· cm,弯曲强度由26 MPa和86 MPa增至95 MPa和211 MPa,说明原位聚合增密方法非常有利于快速提高复合材料的密度和其他物理性能,是一种有前途的增密新途径.
关键词:
原位聚合
,
致密化
,
体积密度
,
电阻率
,
弯曲强度
王俊山
,
李仲平
,
敖明
,
许正辉
,
刘朗
,
胡子君
,
彭维周
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.02.002
利用SEM和TEM考察了3D C/C复合材料在电弧加热器上烧蚀后的材料表层显微组织结构变化.发现炭纤维和基体炭中的石墨微晶经过烧蚀后都得到了明显的发展.在距烧蚀表面几个纳米的深度范围内形成了高度取向的带状石墨织构,同时,在带状织构中间也形成了许多孔洞和缝隙.在距烧蚀表面几个微米的深度形成了卷曲柱状结构,在这些柱状结构周围有许多缺陷.在纤维和基体炭的界面区域,靠近纤维一侧形成了带状织构,且织构间的缝隙变大.
关键词:
C/C复合材料
,
扫描电子显微镜
,
透射电子显微镜
,
织构
王俊山
,
许正辉
,
史景利
,
李仲平
,
刘朗
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2007.01.006
以一种含分散的纳米氧化锆的沥青作为黏结剂或浸渍剂,通过热压和浸渍工艺制备出含锆石墨和碳/碳复合材料.采用扫描电镜对样品中锆的分散状况进行了表征.结果表明:锆元素是以1 μm左右的颗粒均匀分散在含锆石墨和碳/碳复合材料中.含锆石墨和碳/碳复合材料在氧-乙炔烧蚀试验中,由于锆的存在使不同种类碳之间的烧蚀趋于一致,材料表面烧蚀更加均匀.
关键词:
碳/碳复合材料
,
微观结构
,
锆
,
烧蚀
高晶
,
房学良
,
许正辉
,
王俊山
,
赵高文
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.05.013
以预氧丝网胎体积分数为35%、40%和45%针刺织物为坯体,经数次沥青浸渍/炭化、高温石墨化处理后制备C/C复合材料,测定并分析这三种材料的拉伸、压缩、弯曲和剪切强度;采用扫描电子显微镜对其断口形貌进行观察,研究预氧丝网胎体积分数对C/C复合材料力学性能的影响.结果表明:材料的z向力学性能(除了压缩强度)随着预氧丝网胎体积分数的增加呈单调递增关系,材料的xy向力学性能受预氧丝网胎体积分数影响较小. 扫描电镜观察显示:材料z向强度主要与针刺形成的轴向纤维束多少、分布等有关.
关键词:
针刺
,
C/C复合材料
,
预氧丝网胎体积分数
,
力学性能
房金铭
,
许正辉
,
张中伟
,
李爱军
,
汤哲鹏
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.05.007
以甲烷为前驱体,碳布缝合织物为预制体,采用等温化学气相渗透(ICVI)工艺,在1 368 K温度和1 s滞留时间下制备了C/C复合材料.采用压汞仪表征不同致密化时间下预制体的孔隙分布,采用偏光显微镜观察热解碳的结构.结果表明:预制体的孔隙分布呈现多峰分布,热解碳的沉积速率与[A/V]值成反比,热解碳的结构与预制体的比表面积相关,沉积初期比表面积较大时,得到的热解碳织构为各相同性和低织构热解碳,随着沉积的进行,比表面积逐渐减小,在纤维束的边沿等部位出现了高织构热解碳.
关键词:
碳布缝合预制体
,
等温化学气相渗透(ICVI)
,
孔隙变化
,
[A/V]
,
热解碳结构
李新涛
,
赵高文
,
许正辉
,
杨文彬
,
杨晓光
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.01.014
以缝合结构织物为预制体,采用化学气相沉积工艺制备了C/C复合材料.通过OM、PLM对其组织进行了分析.采用SEM观察了热处理前后试样的断口形貌.结果表明:该复合材料组织为粗糙层热解碳,主要沉积在纤维束内的小孔隙内;热解碳与纤维之间界面结合紧密,沉积态C/C复合材料表现为脆性断裂方式,断口较平整,主要为纤维束的断裂;热处理后纤维/基体界面结合变弱,有单根纤维的拔出,材料呈假塑性断裂方式.
关键词:
C/C复合材料
,
化学气相沉积
,
缝合
,
组织
,
热解碳
