卢国锋
,
乔生儒
,
张程煜
,
焦更生
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.10828
采用化学气相沉积法制备了块体非晶态Si-C-N陶瓷. 用TG/DSC、XRD、SEM和TEM等技术方法研究了所制备的Si-C-N陶瓷的热行为. 研究结果表明: 在热处理过程中, 非晶态Si-C-N首先发生相分离, 分离后的一种相呈颗粒状; β-SiC就是从这种颗粒状的分离相中形成. 在热处理条件下, 非晶Si-C-N的晶化温度约为1200℃; 在加热速率为20℃/min的连续加热条件下, 其晶化温度为1372.6℃. β-SiC在1200℃首先形成, β-Si3N4和α-SiC则在1500℃形成. 在扫描电镜观察中, 热处理后的Si-C-N中出现一种类似于层状的组织, 这种组织的晶化程度较高.
关键词:
非晶态
,
Si-C-N ceramic
,
thermal behavior
,
crystallization
弓满锋
,
乔生儒
,
卢国锋
,
姬浩
材料科学与工艺
采用多弧离子镀在AISI M2高速钢(HSS)上沉积了TiN硬涂层,试样中基体厚度为1 mm,涂层厚度分别为3.0、5.0、7.0、9.0和11.0μm.应用X射线衍射(XRD)分析了TiN涂层中残余应力,测量了TiN(220)衍射晶面在五种不同倾斜角(ψ=0°,20.7°,30°,37.8°和45°)下的X射线衍射蜂.结果表明:在3-11μm涂层厚度范围内,TiN涂层中均表现出残余压应力且残余压应力值较大.TiN涂层中残余应力大致分布在-3.22～-2.04 GPa之间,本征应力分布在-1.32～-0.14 GPa,热应力约为-1.86～-1.75 GPa.TiN涂层中残余应力值随涂层厚度变化是非线性增加的,随厚度增加表现出先增大后减小的变化趋势,多项式拟合后发现约在8.5μm厚时残余应力达到最大值.
关键词:
TiN
,
涂层
,
多弧离子镀
,
残余应力
,
XRD
,
涂层厚度
卢国锋
,
乔生儒
,
焦更生
,
徐浩龙
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.09.016
本研究制备出了以莫来石为界面层的炭纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料(C/Mullite/Si-C-N).使用三点弯曲法研究了复合材料在室温、1300℃和1600℃时的弯曲断裂行为,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了复合材料的组织和弯曲断口形貌.结果表明:在室温和1300℃时,C/Mullite/Si-C-N复合材料的断口呈现出明显的脆性断裂特征；而在1600℃时,则呈现出韧性断裂特征.1300℃时的弯曲强度高于室温强度,模量则与室温下的基本相等.1600℃时,复合材料的弯曲强度和模量都明显下降.与具有热解炭界面层的C/Si-C-N复合材料相比,采用莫来石界面后,C/Si-C-N复合材料的强度明显下降.
关键词:
弯曲强度
,
C/Si-C-N复合材料
,
莫来石
,
界面层
焦更生
,
卢国锋
材料导报
为了提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,设计了网状的SiC填充高性能的MoSi2和微量的TiSi2涂层.用包埋法制备了C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷单层涂层,对制备涂层的化学形成机理进行了分析.结果表明,在选择的实验条件下,制备设计的涂层是完全可行的,实验制备的涂层在1773K有氧环境下具有良好的抗氧化性能.涂层抗氧化性能的提高是因为在高温氧化下涂层表面产生了致密、连续、稳定的玻璃质氧化物.
关键词:
C/C复合材料
,
涂层
,
化学机理
卢国锋
,
许艳
材料导报
通过叙述C/C和C/SiC两种复合材料的氧化特点分析了碳纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)的氧化行为,分别从纤维、基体、界面层及外表面4个方面综述了碳纤维改性、基体抗氧化技术、界面层抗氧化技术和表面涂层技术4种CFRCMCs的抗氧化技术,分析了4类抗氧化技术的原理和特点.
关键词:
碳纤维
,
陶瓷基复合材料
,
氧化行为
,
氧化防护
葛志宏
,
乔生儒
,
王少鹏
,
卢国锋
材料导报
采用自制SQ-2型瞬态电能表面强化设备,以石墨、CrWMn钢、YG-8硬质合金和Cr12MoV钢为电极,对40CrNiMoA钢进行瞬态电能表面强化.分析了强化层的组织、硬度、相组成和耐磨性.结果表明,石墨和Cr12MoV电极瞬态电能强化40CrNiMoA钢表层后,形成的过渡层较宽,而由CrWMn和YG-8电极强化后的过渡层较窄.Cr12MoV和CrWMn电极强化40CrNiMoA钢后,强化层都是由Fe相、Fe1.88 C0.12及FeN0.0324组成,但是Cr12MoV电极的强化层中氮化物和碳化物的含量较CrWMn电极强化后的多.由石墨和Cr12MoV电极所获得的强化层,其耐磨性比未处理试样提高了5倍以上,而且硬度提高的深度比CrWMn和YG-8电极强化后的大.
关键词:
瞬态电能
,
表面强化
,
显微硬度
,
耐磨性
卢国锋
,
乔生儒
,
张程煜
,
焦更生
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.10828
采用化学气相沉积法制备了块体非晶态Si-C-N陶瓷.用TG/DSC、XRD,SEM和TEM等技术方法研究了所制备的Si-C-N陶瓷的热行为.研究结果表明:在热处理过程中,非晶态Si-C-N首先发生相分离,分离后的一种相呈颗粒状;β-Sic就是从这种颗粒状的分离相中形成.在热处理条件下,非晶Si-C-N的晶化温度约为1200℃;在加热速率为20℃/min的连续加热条件下,其晶化温度为1372.6℃.β-sic在1200℃首先形成,β-Si3N4和α-sic则在1500℃形成.在扫描电镜观察中,热处理后的Si-C-N中出现一种类似于层状的组织,这种组织的晶化程度较高.
关键词:
非晶态
,
Si-C-N陶瓷
,
热行为
,
晶化
卢国锋
硅酸盐通报
本研究采用CVI方法制备出了以Si-C-N陶瓷为基体以热解碳为界面的碳纤维增强陶瓷基复合材料(C/PyC/Si-C-N).用热膨胀仪和激光导热仪分别测试了C/PyC/Si-C-N的热膨胀性能和热扩散性能.研究结果表明:在25～1200℃范围内,C/PyC/Si-C-N复合材料的平均热膨胀系数为0.638×106 K-1;而热扩散率则随温度的升高而减小,并与温度呈一种指数关系,常温下的热扩散率约为0.00925 cm2·s-1.
关键词:
复合材料
,
热膨胀
,
热扩散
,
Si-C-N陶瓷
焦更生
,
李贺军
,
卢国锋
功能材料
用一次包埋法制备了C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷内涂层,对制备涂层的影响因素进行了分析。最终确定的制备条件为制备温度2573K,保温时间为2h,MoSi2和TiC的配比为5∶2。结果表明C/C复合材料表面SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷涂层在1500℃有氧环境下氧化49h,失重仅仅2.18%,失重率为1.17×10-4g/（cm2.h）,具有良好的抗氧化性能。
关键词:
原位生成
,
涂层
,
SiC-MoSi2-TiSi2
焦更生
,
卢国锋
,
李贺军
材料保护
为了提高C/C复合材料的抗高温氧化性能,用包埋法在C/C复合材料表面制备SiC内涂层,再在其上刷涂制备Y2O3-ZrO2-Al2O3多组分涂层,对制备涂层的各种影响因素进行分析,确定最佳制备工艺,并考察了该涂层的组织结构和抗高温氧化性能.结果表明:最佳制备条件为以SiC为内涂层、10％聚乙烯醇(PVA)为分散剂,以Y2O3,ZrO2,Al2O3,Si及C为原料,室温涂覆,升温到1 873 K保温30 min,反复进行5次;该涂层在1 873 K下氧化19 h,失重率仅1.76％,有良好的短期抗高温氧化性能,氧化29 h时失重率为6.23％,涂层可能已破坏失效;涂层的失效是由于其表面形成的孔洞和裂纹不能愈合而导致的.
关键词:
Y2O3-ZrO2-Al2O3涂层
,
涂刷法
,
C/C复合材料
,
SiC
,
抗高温氧化性能
