周清
,
董绍明
,
丁玉生
,
张翔宇
,
王震
,
黄政仁
,
江东亮
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01142
在1650℃气相渗硅(Vapor Silicon Infiltration-VSI)制备了3D碳纤维增强SiC基复合材料(Cf/SiC), 其密度约为1.85g/cm3. 当C/SiC界面涂层存在时, 气相渗硅Cf/SiC强度为239.5MPa; 而无界面涂层存在时, Cf/SiC弯曲强度大幅下降, 约为67.4MPa. 无界面涂层保护时, 气相渗硅过程中纤维与硅蒸气发生反应, 使得纤维硅化, 造成材料性能下降. 纤维表面沉积的C/SiC涂层, 不仅保护纤维, 避免被硅侵蚀, 而且具有弱化界面、偏转裂纹等作用, 复合材料的断裂功得到显著提高. 将气相渗硅温度提高到1700℃后, 有界面涂层存在情况下Cf/SiC复合材料密度显著提高, 达到2.25g/cm3, 强度基本与1650℃时相当.
关键词:
Cf/SiC
,
vapor silicon infiltration
,
interphase
周清
,
董绍明
,
丁玉生
,
张翔宇
,
王震
,
黄政仁
,
江东亮
稀有金属材料与工程
利用强制脉冲CVI工艺在2.5D纤维编织体上沉积C-SiC双层界面,然后通过浆料浸渍裂解方法得到了Cf/SiC复合材料,并考察界面中C层、SiC层厚度变化对Cf/SiC复合材料性能的影响.界面中C层、SiC层厚度变化对浸渍过程影响不大,得到的Cf/SiC复合材料密度基本相当,约2.0 g/cm3.但随C层厚度的增加,强度减小;随着SiC层厚度的增加,强度增加,到达一定厚度后,其强度几乎不变,为290.0 MPa.在C层厚度为50 nm,SiC层厚度为600 nm时,表现出强的非脆性断裂.
关键词:
浸渍裂解
,
纤维拔出
,
界面
,
非脆性
周清
,
董绍明
,
丁玉生
,
张翔宇
,
王震
,
黄政仁
,
江东亮
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.06.026
在1650℃气相渗硅(Vapor Silicon Infiltration-VSI)制备了3D碳纤维增强SiC基复合材料(Cf/SiC),其密度约为1.85g/cm3.当C/SiC界面涂层存在时,气相渗硅Cf/SiC强度为239.5MPa;而无界面涂层存在时,Cf/SiC弯曲强度大幅下降,约为67.4MPa.无界面涂层保护时,气相渗硅过程中纤维与硅蒸气发生反应,使得纤维硅化,造成材料性能下降.纤维表面沉积的C/SiC涂层,不仅保护纤维,避免被硅侵蚀,而且具有弱化界面、偏转裂纹等作用,复合材料的断裂功得到显著提高.将气相渗硅温度提高到1700℃后,有界面涂层存在情况下Cf/SiC复合材料密度显著提高,达到2.25g/cm3,强度基本与1650℃时相当.
关键词:
Cf/SiC
,
气相渗硅
,
界面
周清
,
董绍明
,
张翔宇
,
丁玉生
,
黄政仁
,
江东亮
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01378
以MTS/H2为前驱物, 采用强制脉冲CVI(FP-CVI)方法, 进行了在C纤维表面沉积SiC涂层的研究, 并探讨了其工艺过程. 结果表明, 在1000～1100℃和(5～25)kPa, 沉积得到的\beta-SiC具有明显的(111)面取向, 涂层均匀一致, 厚度可控. 在实验过程中, 随着单次驻留时间和脉冲次数的增加, 涂层厚度也随之增加, 涂层厚度与脉冲次数成非线性关系. 当脉冲次数为300时, C纤维表面沉积SiC层后其质量增加达到36.18%.
关键词:
C纤维
,
SiC coating
,
FP-CVI
吴定星
,
董绍明
,
张翔宇
,
丁玉生
,
王震
,
周海军
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00978
以Cf/SiC复合材料为基体, 采用原位反应法制备了MoSi2-SiC-Si涂层, 借助XRD、扫描电镜及能谱对涂层的结构及组成进行了分析研究, 并考查了其高温抗氧化性能. 结果表明, 涂层总厚度约120μm, 主要由MoSi2、SiC和Si组成. MoSi2-SiC-Si涂层具有优异的高温抗氧化性能, 在1500℃静态空气中氧化96h, 涂层试样失重仅1.8%. 涂层试样失重的主要原因是由于氧气通过涂层中的贯穿性裂纹与Cf/SiC复合材料基体发生了反应.
关键词:
Cf/SiC复合材料
,
in situ reaction method
,
anti-oxidation coating
丁玉生
,
董绍明
,
高乐
,
何平
,
张翔宇
,
江东亮
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01151
以碳纤维为增强体, 热压烧结制备了Cf/SiC复合材料, 研究了烧结温度对Cf/SiC复合材料密度、结构及性能的影响. 研究发现: 提高烧结温度能够促进Cf/SiC复合材料的致密度; 当烧结温度低于1850℃时, 升高烧结温度, 复合材料的强度和断裂韧性也随之提高. 当烧结温度为1850℃时, 复合材料的性能最优, 弯曲强度达500.1MPa, 断裂韧性为16.9MPa·m 1/2. 当烧结温度达到1880℃时, 复合材料性能反而下降.
关键词:
Cf/SiC复合材料
,
hot-pressing
,
liquid phase
温海明
,
董绍明
,
丁玉生
,
张翔宇
,
何平
,
高乐
稀有金属材料与工程
硅酸镱(Yb2SiO5)是Cf/SiC复合材料非常理想的抗氧化涂层材料.用脉冲CVD法在Cf/SiC复合材料上先制备SiC粘附层.用溶胶凝胶法制备粒径为200~300 nm的单相Yb2SiO5粉体,然后用PCS-SiC-Yb2SiO5浆料浸涂法制备SiC-Yb2SiO5过渡层,因PCS粘结强度大,且热解后能在原位生成SiC,故能大大增加涂层的结合力.配备低粘度、高固含量的Yb2SiO5浆料,并用浆料浸涂烧结法制备致密、细晶粒的Yb2SiO5涂层.1500 ℃静态空气中氧化实验表明:SiC/Yb2SiO5复合涂层具备优异的抗氧化性能.
关键词:
Cf/SiC复合材料
,
抗氧化涂层
,
硅酸镱
,
浆料浸涂法
吴定星
,
董绍明
,
丁玉生
,
张翔宇
,
王震
,
周海军
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00836
以Cf/SiC复合材料为基体, 采用浆料浸涂法和脉冲CVD法制备了SiC/(ZrB2-SiC/SiC)4涂层, 借助XRD、扫描电镜及能谱对涂层的结构及组成进行了分析研究, 并初步考查了其高温抗氧化性能. 结果表明, 涂层总厚度约100μm, 主要由ZrB2-SiC涂层与脉冲CVD SiC涂层交替覆盖而成. 在1500℃空气中氧化25h, 未涂层试样失重明显; 脉冲CVD SiC涂层试样氧化失重率为5.1%; 而SiC/(ZrB2-SiC/SiC)4涂层试样出现增重现象, 增重率达2.5%, 表现出优异的抗氧化性能.
关键词:
Cf/SiC复合材料
,
slurry painting
,
pulse CVD
,
anti-oxidation coating
董绍明
,
丁玉生
,
江东亮
,
香山晃
无机材料学报
采用纳米SiC和亚微米SiC粉料作为基体形成原料,通过热压烧结技术制备了SiC/SiC 复合材料.研究了粉料颗粒、烧结温度、烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响.结果显示,采用纳米碳化硅粉体可有效降低烧结温度,促进复合材料的致密化过程,在1780℃、20MPa条件下可获得性能优良的复合材料.而采用亚微米SiC粉体,复合材料的致密化过程需要较高的温度,但随着密度的增加,基体与纤维之间的作用力增强,不利于性能的提高.
关键词:
SiC/SiC复合材料
,
hot pressing
,
nano-SiC
,
sub-micrometer SiC
丁玉生
,
董绍明
,
黄政仁
,
江东亮
稀有金属材料与工程
通过不同制备工艺能够制备短纤维增强SiC复合材料.利用热压烧结工艺能够制备Cf/SiC复合材料,研究了温度和烧结助剂对Cf/SiC复合材料结构的影响.提高烧结温度,促进了Cf/SiC复合材料致密化,同时纤维的降解损伤加剧;用氧化物作为烧结助剂能够提高纤维与基体的结合能力,同时也促进纤维的降解,非氧化物烧结助剂能够在一定程度上保护纤维,降低纤维的损伤,并且纤维拔出明显.同时还研究了不同烧结方法对纤维结构的影响,利用SPS烧结工艺能够在较低温度的条件下快速制备致密的Cf/SiC复合材料,弱化了纤维与基体的作用,制备过程中能够很好的保护纤维,降低纤维在制备过程中的损伤.
关键词:
短碳纤维
,
Cf/SiC
,
热压烧结
,
烧结助剂
,
放电等离子烧结
