国家自然科学基金(51202233)
- 作品数：13 被引量：47H指数：4
- 相关作者：崔红郑金煌邓海亮解惠贞张晓虎更多>>
- 相关机构：西安航天复合材料研究所西北工业大学安徽工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国人民解放军总装备部预研基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术电子电信金属学及工艺更多>>
- 密度对C/C复合材料热力学性能的影响被引量：3
- 2018年
- 采用针刺预制体经化学气相沉积与沥青浸渍-高压碳化致密工艺制备C/C复合材料,通过控制沥青浸渍-高压碳化致密次数,获得了密度分别为1.70g/cm^3、1.82g/cm^3、1.89g/cm^3的三种C/C材料,测试材料的力学、热学性能。结果表明材料拉伸强度随密度升高而降低。当密度较低时,纤维/基体界面结合强度相对较低,可以延缓纤维断裂的发生;拉伸断口显示出假塑性断裂特征,有利于材料拉伸强度的提高。材料的压缩强度与剪切性能密切相关,且均随密度升高表现出先升后降的趋势。材料的热膨胀系数随密度升高而增大,材料中微晶之间的空隙在受热过程中可以吸收一部分膨胀量,因此对于C/C材料,降低密度有利于降低热膨胀系数。材料导热系数随密度升高而明显增大,且随密度升高,微晶尺寸增大,有利于晶格振动的传递,从而使得导热系数增大。热应力因子随密度升高而先升后降,作为热结构件使用时,采用密度为1.82g/cm^3的C/C材料可以获得相对较高的抗热震能力。在C/C材料研究开发中,可以综合对材料力学、热学性能的要求来对C/C材料密度指标进行设计。
- 解惠贞孙建涛孙建涛何轩宇秦淑颖
- 关键词：C/C复合材料力学性能热学性能抗热震性能
- 针刺预制体成型参数与C/C复合材料多目标力学性能响应模型研究被引量：1
- 2018年
- 基于响应曲面法,采用Design-expert系统研究了预制体针刺成型参数与C/C复合材料多目标性能的相关性,构建了响应曲面数学模型。分析结果表明,针刺C/C复合材料的抗拉强度、剪切强度、压缩强度、增强预制体体密度、抗拉强度与剪切强度比值各响应模型的显著性水平P均小于0.05,且各复相关系数平方和均大于0.82,模拟值与实测值吻合程度较高,可应用于针刺C/C复合材料各项目标性能的设计与预测。当针刺密度为12.18针/cm^2、针刺深度11.68mm、网胎面密度90.55g/m^2时,增强预制体体密度可达0.42g/cm^3,针刺C/C复合材料的综合力学性能最佳,其抗拉强度为116.49 MPa、抗弯曲强度121.84 MPa、抗剪切强度19.41 MPa、抗压缩强度160.88 MPa。
- 郑金煌王毅李贺军崔红邓海亮殷忠义张晓虎王坤杰
- 熔融渗硅法制备C/C-SiC复合材料工艺参数研究被引量：6
- 2015年
- 以针刺网胎无纬布为预制体,采用化学气相沉积(CVD)和树脂浸渍/炭化(IC)制成不同密度的炭/炭(C/C)多孔体,然后在温度为1650℃、1800℃时进行熔融渗硅(LSI)制备C/C-SiC复合材料。采用金相显微镜观察材料渗硅前后形貌,并结合熔融渗硅机理进行分析;研究多孔体密度、反应温度等因素对熔渗效果的影响。结果表明,低密度的C/C多孔体开孔率高,比表面积大,液态Si易于渗入,生成更多SiC,致密效率高;1800℃时进行熔融渗硅效果更好,所得材料的弯曲强度最高可达225 MPa。
- 张波李瑞珍解惠贞
- 关键词：C/C-SIC复合材料熔融渗硅C/C多孔体反应温度
- 炭／炭复合材料预制体针刺成型技术的研究进展被引量：2
- 2015年
- 炭纤维预制体是炭／炭（C／C）复合材料的增强结构，针刺预制体因其具有自动化程度高、生产周期短、成本低、层问强度高、可设计性强等优点，在C／C复合材料的应用日益成熟。本文综述了国内外针刺预制体成型技术的发展和应用现状，对比了国内外针刺C／C复合材料的性能差异，并对针刺技术的未来发展方向提出了建议。
- 张力崔红王坤杰
- 关键词：预制体C/C复合材料
- 针刺预制体参数对C/C复合材料力学性能的影响（英文）被引量：6
- 2017年
- 通过针刺与化学气相沉积分别制备碳纤维预制体与碳基体,获得针刺C/C复合材料。研究了针刺密度、针刺深度、网胎面密度等预制体成型工艺参数对C/C复合材料力学性能的影响,并探讨了预制体体积密度与C/C复合材料力学性能关联关系。结果表明,针刺密度在20~50针/cm2之间时,C/C复合材料拉伸强度先增后减,而层间剪切强度一直上升;针刺深度在10~16 mm之间时,拉伸强度和层间剪切强度随针刺深度的提高而增加;网胎面密度在100~300 g/m2之间时,拉伸强度和层间剪切强度随网胎面密度的提高而降低;当只改变针刺密度、针刺深度、网胎面密度其中一个成型参数时,拉伸强度和层间剪切强度受预制体密度影响显著,预制体密度可作为预测C/C复合材料力学性能的一个宏观成型参数。
- 郑金煌李贺军崔红张晓虎邓海亮
- 关键词：C/C复合材料力学性能
- 稀土镧催化热解二甲苯制备炭/炭复合材料的烧蚀与氧化性能被引量：2
- 2018年
- 采用薄膜沸腾(CVI)法,以LaCl_3催化热解二甲苯、浸渍树脂及热处理后获得密度为1. 72～1. 73 g/cm3的炭/炭(C/C)复合材料。应用氧-乙炔火焰和静态空气氧化法测试材料的烧蚀与氧化性能,XRD、SEM研究烧蚀及氧化面的物相组成与形貌。结果表明,随着催化剂含量由0升高至15 wt%,材料的烧蚀和氧化失重率先减小后增大。高温氧化环境中表面形成的La_2O_3层可减缓材料的氧化,催化生长的纳米丝状碳增强了基体抗剥蚀能力,使得催化剂添加后材料的质量和线烧蚀率较未添加时分别降低7. 6%～15. 2%和10. 7%～20. 0%,氧化失重率减少17. 7%～38. 5%。催化剂含量6 wt%和10 wt%下材料的性能较佳;含量超过10 wt%后,基体中各向同性结构热解炭较厚,导致材料抗烧蚀氧化性能降低。热处理温度由1 800℃升高至2 250℃时,材料的抗烧蚀氧化性能提高。
- 邓海亮郑金煌曹军宁姚冬梅崔红张晓虎张晓虎
- 关键词：C/C复合材料稀土镧烧蚀
- 密封用炭/炭复合材料的摩擦磨损性能被引量：4
- 2015年
- 针对液体火箭发动机涡轮泵密封件磨损量较大问题,在MVF-1A多功能立式摩擦磨损试验机上,以GCr15钢环为对偶件,研究低载荷高线速度(12N,2.25m/s)以及高载荷低线速度(50N,1.25m/s)工况条件下热处理温度不同时(2 250、2 400和2 500℃)对炭/炭(C/C)密封材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电镜观察摩擦表面形貌,利用能谱仪确定摩擦表面元素组成。结果表明:低温(2 250℃)热处理材料石墨化度程度低,弯曲强度高,摩擦因数小,线性磨损量大;随着热处理温度的升高,材料石墨化程度升高、界面结合强度弱化,弯曲强度降低;当热处理温度升高到2 500℃后,材料表面易形成完整致密的磨屑膜,磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损,摩擦因数大,线性磨损量低。此外,在高载荷条件下,适当增大线速度(1.50、1.88m/s),有利于降低摩擦因数及线性磨损量。由此可知,采用高温(2 500℃)热处理的C/C复合材料具有良好抗磨性能,可较好地满足密封件使用要求。
- 张波李瑞珍解惠贞邓海亮
- 关键词：C/C复合材料热处理温度
- 稀土镧催化热解二甲苯制备C/C复合材料及其微观结构与力学性能被引量：4
- 2016年
- 采用薄膜沸腾CVI法,以LaCl_3为催化剂在1 000~1 100℃下热解二甲苯制备出密度1.67~1.72 g/cm^3的C/C复合材料,研究了催化剂含量对其致密化特性、基体微观结构和力学性能的影响。结果表明,催化剂含量由0增加至15 wt%时,热解炭沉积速率升高,其结构由粗糙层(RL)向各向同性(ISO)转变,材料密度和力学性能先升高后降低。含量为3 wt%时材料密度较高,且基体内出现纳米丝状碳(NFC);含量增大至6wt%后,NFC数量增多,催化剂表面积碳使基体趋于形成RL和ISO混合结构,高催化剂含量下ISO层较厚。催化剂添加后材料的弯曲和剪切强度分别提高约8.1%~33.0%和15.3%~55.7%,含量为6wt%时性能较佳,弯曲及剪切强度达230.7 MPa和36.6 MPa。高温处理使材料韧性提高,但强度降低,15 wt%时降低较大,弯曲和剪切强度降低约18.6%和14.4%。
- 郑金煌邓海亮殷忠义姚冬梅苏红崔红张晓虎王坤杰
- 关键词：C/C复合材料稀土镧化学气相渗透微观结构力学性能
- C/C复合材料拉伸强度与针刺成型参数相关性研究被引量：4
- 2017年
- 采用Design-expert软件设计预制体不同针刺成型参数组合试验,研究预制体针刺成型参数对针刺碳/碳(C/C)复合材料拉伸强度的影响,并构建了响应曲面数学模型,实现对针刺C/C复合材料拉伸强度的优化与预测,其模型显著性P=0.0206,各试验实测值与预测值相对误差≤10.82%,模型具有较高的拟合度。响应曲面回归分析表明:针刺深度对拉伸强度有极显著影响,针刺密度对拉伸强度有显著影响,在本研究的针刺成型参数取值范围内,拉伸强度的预测区间为42.31~91.87 MPa。通过模型优化出的针刺成型参数组合为:针刺密度11 pin/cm^2、针刺深度11 mm、网胎面密度50 g/m2,相应拉伸强度预测值为88.62 MPa,验证值为90.71 MPa,相对误差2.36%。
- 郑金煌李贺军崔红王毅邓海亮殷忠义姚冬梅苏红
- 关键词：响应曲面
- 碳纤维针刺预制体增强TDE-85树脂材料细观研究被引量：5
- 2019年
- 制备了一种针刺结构碳纤维织物增强的环氧树脂基复合材料,所制备的复合材料面内拉伸强度为121 MPa,水平剪切强度为14 MPa,压缩强度为290 MPa,其中水平剪切强度离散度较大,表现了碳纤维针刺预制体Z向纤维引入量的不确定性。
- 殷忠义邓海亮薛伟峰郑金煌
- 关键词：环氧树脂细观结构
