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光固化增材制造碳化硅陶瓷的宏观缺陷检测及分析
1
作者 杨晓 申笑天 +3 位作者 杨勇 佘玉龙 刘学建 黄政仁 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期121-129,共9页
增材制造工艺解决了传统陶瓷制备工艺难以实现的复杂镂空结构的成形问题,能够实现更复杂的结构、更优异的设计,但是打印过程中缺陷难以避免。本工作以光固化增材制造的大口径碳化硅陶瓷为例,采用工业CT无损检测手段对部件出现的裂纹等... 增材制造工艺解决了传统陶瓷制备工艺难以实现的复杂镂空结构的成形问题,能够实现更复杂的结构、更优异的设计,但是打印过程中缺陷难以避免。本工作以光固化增材制造的大口径碳化硅陶瓷为例,采用工业CT无损检测手段对部件出现的裂纹等宏观缺陷进行观察,分析光固化打印碳化硅陶瓷部件宏观裂纹的起始和扩展过程。结果表明,部件中的裂纹自弯角结构、结构孔等薄弱区域起始或进一步扩展,相关位置属于薄弱区域,更容易引发应力集中导致裂纹的产生;此处的打印及残粉处理应重点优化。通过结构优化、打印速率等工艺优化,尤其是薄弱区域的速度梯度优化,有利于避免裂纹等缺陷的产生。 展开更多
关键词 光固化增材制造 碳化硅陶瓷 打印缺陷 有限元分析
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增强相种类对DLP制备氧化硅基复合陶瓷性能的影响
2
作者 刘星宇 石张傲 +3 位作者 吴甲民 郑家鑫 郭琳 史玉升 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期100-108,共9页
氧化硅陶瓷因其优异的介电性能与热稳定性,在天线罩材料领域具有广泛应用。然而,传统陶瓷成形工艺难以满足复杂结构构件的制备需求。为提升氧化硅陶瓷的成形质量与力学性能,本工作采用数字光处理(digital light processing,DLP)增材制... 氧化硅陶瓷因其优异的介电性能与热稳定性,在天线罩材料领域具有广泛应用。然而,传统陶瓷成形工艺难以满足复杂结构构件的制备需求。为提升氧化硅陶瓷的成形质量与力学性能,本工作采用数字光处理(digital light processing,DLP)增材制造技术,系统研究不同增强相类型对氧化硅基复合陶瓷性能的影响。以氧化硅为基体,分别引入莫来石颗粒、氮化铝颗粒及氧化铝包覆颗粒作为增强相,制备多组复合陶瓷样品,并对其相组成、显微结构、体积密度及抗弯强度等性能进行表征与分析。结果表明,增强相种类显著影响氧化硅基复合陶瓷中方石英的析出行为及致密化过程。其中,以莫来石颗粒为增强相时,样品综合性能最优,其垂直与水平方向的收缩率分别为8.73%和8.66%,显气孔率为17.44%,体积密度为1.80 g/cm^(3),抗弯强度最高,可达17.94 MPa。 展开更多
关键词 氧化硅陶瓷 数字光处理 增强相 莫来石 力学性能
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极端服役温度对增材制造氮化硅微观组织和强度的影响
3
作者 滕家琛 李乔磊 +9 位作者 肖亮 岳新艳 邱宇翔 周璇 朱福林 许滔 曾小锋 梁静静 周亦胄 李金国 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期109-120,共12页
增材制造技术可为氮化硅陶瓷复杂结构制备提供新工艺。本工作研究增材制造氮化硅在1200~1500℃含氧气氛下连续热暴露24 h后的微观组织和抗弯强度演化规律。采用SEM、XRD、EBSD和EPMA表征形貌、相组成和元素分布。结果表明:随着热暴露温... 增材制造技术可为氮化硅陶瓷复杂结构制备提供新工艺。本工作研究增材制造氮化硅在1200~1500℃含氧气氛下连续热暴露24 h后的微观组织和抗弯强度演化规律。采用SEM、XRD、EBSD和EPMA表征形貌、相组成和元素分布。结果表明:随着热暴露温度升高,氮化硅发生α→β相转变,β-Si3N4相转变率由63.02%(体积分数,下同)增加至74.15%;晶粒尺寸同步增大,由1200℃时的1.33μm增至1500℃的1.97μm。抗弯强度随热暴露温度升高,呈先升后降趋势,在1200℃时达到峰值,为722.67 MPa,1500℃时最低,为242.67 MPa,较未热暴露时下降约66.00%。晶粒长大及热暴露过程中产生的孔隙、裂纹是造成氮化硅强度降低的主要原因。此外,高温氧化反应会生成强度较低的二氧化硅,同时引入尺寸误差,进一步削弱增材制造氮化硅的力学性能,导致抗弯强度在高温区间随热暴露温度升高明显降低。 展开更多
关键词 增材制造 氮化硅 极端服役温度 微观组织 抗弯强度
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聚乙烯醇改性对二维蒙脱石通道薄膜锂镁分离的影响
4
作者 王介瑞 赵云良 +3 位作者 王振磊 张婷婷 张鑫 李滢 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第2期675-683,694,共10页
锂是支撑新能源革命的关键战略资源,我国盐湖锂资源总量占据主导地位。然而我国盐湖普遍存在高镁锂比的问题,使高效分离锂镁面临极大的挑战。本文提出利用聚乙烯醇(PVA)改性蒙脱石纳米片,通过调控PVA的用量梯度调节了蒙脱石纳米片的通... 锂是支撑新能源革命的关键战略资源,我国盐湖锂资源总量占据主导地位。然而我国盐湖普遍存在高镁锂比的问题,使高效分离锂镁面临极大的挑战。本文提出利用聚乙烯醇(PVA)改性蒙脱石纳米片,通过调控PVA的用量梯度调节了蒙脱石纳米片的通道高度,实现了锂镁的高效分离,揭示了PVA调控蒙脱石纳米片通道高度的行为规律及机制。研究发现,PVA可以通过氢键与蒙脱石纳米片连接,并通过插层的方式进入蒙脱石层间,对二维蒙脱石薄膜通道高度进行调控,进而实现对锂镁离子的高效分离。经过改性的薄膜对模拟卤水的锂镁分离因子可达到92.61,相较未改性的薄膜提高了20倍。改性后的薄膜在高盐浓度及多种阳离子共存的卤水环境下均表现出优异的锂镁分离能力,在长周期稳定运行48 h时镁离子截留率稳定在97%左右,通量能够稳定保持在30 L·m^(-2)·h^(-1)左右。 展开更多
关键词 蒙脱石 聚乙烯醇 二维纳米片 纳米通道膜 锂镁分离
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耐高温陶瓷基复合材料增材制造技术研究进展
5
作者 张云 苏海军 +4 位作者 李翔 董栋 李兴辉 郭一诺 申仲琳 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期1-14,共14页
耐高温陶瓷基复合材料(HT-CMCs)因其卓越的耐高温、高强度、低密度及良好化学稳定性,在航空航天、能源等极端工况领域应用前景广阔。传统制造工艺在制备复杂形状与高性能HT-CMCs时存在局限,而增材制造(AM)技术以逐层堆积成形的独特优势... 耐高温陶瓷基复合材料(HT-CMCs)因其卓越的耐高温、高强度、低密度及良好化学稳定性,在航空航天、能源等极端工况领域应用前景广阔。传统制造工艺在制备复杂形状与高性能HT-CMCs时存在局限,而增材制造(AM)技术以逐层堆积成形的独特优势,为复杂结构HT-CMCs制造开辟了新路径。该技术凭借直接制造冷却通道等复杂内部构型的能力,显著提升了材料的功能特性及结构效率,并基于服役需求能够实现性能导向的精准调控与定制化生产,同时大幅减少材料损耗,有效降低了制造成本。本文聚焦于HT-CMCs增材制造技术,介绍了其技术原理及应用现状,重点阐述了HT-CMCs材料增材制造体系设计、成形技术、工艺优化等方面的国内外最新研究进展。此外,本文展望增材制造HT-CMCs未来趋势:材料与工艺协同上,突破多材料打印界面瓶颈,开发复合工艺以实现多功能一体化与梯度结构;智能化体系构建上,建“数字控制-实时监测-参数优化”系统,借AI调控参数降低试错成本;模块化与循环制造上,开发可切换标准化模块,创新陶瓷废料回收以提高材料利用率,旨在推动其前沿工程化应用。 展开更多
关键词 耐高温陶瓷基复合材料 增材制造 材料性能 工艺优化
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考虑力学损伤的单向纤维增韧CMC材料各向异性导热系数分析
6
作者 何迪文 付仲议 +3 位作者 叶炜 屠泽灿 毛军逵 贺宜红 《推进技术》 北大核心 2026年第1期226-240,共15页
针对陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite,CMC)发生力学损伤后的等效导热系数预估,考虑到CMC材料内部非均质特性导致的材料导热系数呈现明显的各向异性特征,探究了材料力学损伤对其各向异性导热系数的影响。研究中建立了反映材料... 针对陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite,CMC)发生力学损伤后的等效导热系数预估,考虑到CMC材料内部非均质特性导致的材料导热系数呈现明显的各向异性特征,探究了材料力学损伤对其各向异性导热系数的影响。研究中建立了反映材料力学损伤特征的微观尺度分析模型,并在材料轴向和径向两个不同定温边界条件下,分析对比基体裂纹、界面层脱粘、纤维断裂和损伤率对材料导热系数的影响。研究结果表明,相同损伤率时纤维断裂对于材料的轴向导热系数影响最大,界面层脱粘对于材料的径向导热系数影响最大。此外,随着损伤率的增加,CMC材料整体各向异性导热系数降低,其对轴向导热系数影响最大。在本文计算工况中,损伤率为5%时,材料的轴向导热系数和径向导热系数均为所有计算工况中的最小值,分别为16.2456 W/(m·K)和10.1733 W/(m·K),较完好未损伤时材料的轴向导热系数和径向导热系数分别下降34.5%和5.33%。 展开更多
关键词 涡轮叶片 陶瓷基复合材料 各向异性 导热系数 热分析 力学损伤
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基于光谱特性的遮光剂复合氧化硅气凝胶传热模型及其热导率特性研究
7
作者 匡志航 王飞 +2 位作者 耿朝阳 朱克勇 黄勇 《航天器环境工程》 2026年第1期65-74,共10页
气凝胶是一种在航天器热防护系统中具有重要应用前景的高效隔热材料,但其在高温条件下对3~8μm波段辐射具有较强透过性,导致辐射传热显著增强。为抑制高温辐射传热,通常通过引入遮光剂对气凝胶进行改性。文章构建了一种考虑光谱特性的... 气凝胶是一种在航天器热防护系统中具有重要应用前景的高效隔热材料,但其在高温条件下对3~8μm波段辐射具有较强透过性,导致辐射传热显著增强。为抑制高温辐射传热,通常通过引入遮光剂对气凝胶进行改性。文章构建了一种考虑光谱特性的离散坐标法辐射-导热耦合数值模型,并与光学厚近似模型进行了对比分析。在此基础上,系统研究了SiC遮光剂粒径与体积分数对复合氧化硅气凝胶有效热导率的影响规律。结果表明,在300~1400 K温度范围内,最优遮光剂粒径为2μm;在1100 K条件下,当SiC粒径为2μm、体积分数为5%时,复合气凝胶的有效热导率最小,为0.03966 W/(m·K)。研究结果可为遮光剂复合气凝胶材料的设计与参数优化提供理论依据与模型支持。 展开更多
关键词 气凝胶 遮光剂 光谱特性 辐射-导热耦合 离散坐标法 有效热导率
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SiCf/SiC复合材料涡轮导叶气膜冷却效果
8
作者 丁莲静 赵熙 +5 位作者 栗尼娜 林莉 屠泽灿 刘梦珠 吴帝佳 贺忠良 《航空材料学报》 北大核心 2026年第3期77-86,共10页
通过对SiCf/SiC陶瓷基复合材料涡轮导向叶片开展数值模拟研究,探究温比和流量比对叶片整体温度及冷却效果的影响。选取变温比和变流量比16个工况进行仿真计算,结果表明,当流量比和温比均增加时,叶片的最高温度、最低温度和平均温度均降... 通过对SiCf/SiC陶瓷基复合材料涡轮导向叶片开展数值模拟研究,探究温比和流量比对叶片整体温度及冷却效果的影响。选取变温比和变流量比16个工况进行仿真计算,结果表明,当流量比和温比均增加时,叶片的最高温度、最低温度和平均温度均降低,且下缘板前缘位置出现高温;叶背的冷却效果从前缘到尾缘均逐渐增大,叶盆的冷却效果从前缘到尾缘均先减小后增大。针对单点冷效,当流量比分别为5.28%、7.54%和8.44%时,平均冷效随温比增大先减小后增大;当流量比为3.69%时,平均冷效随温比增大而逐渐减小。同时,中截面平均冷效随流量比增大而增大。 展开更多
关键词 SICF/SIC 复合材料 涡轮导向叶片 冷却效果 温比 流量比
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烧结诱发的EB-PVD热障涂层微结构与弹性模量演化研究
9
作者 张沈育 王荣桥 +3 位作者 吕正哲 赵炎 刘海燕 胡殿印 《航空动力学报》 北大核心 2026年第2期125-131,共7页
针对电子束物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层的烧结行为研究了陶瓷层微结构及弹性模量演化。开展了EB-PVD热障涂层1150℃下的烧结试验,并利用扫描电子显微镜(SEM)对烧结后的试验件进行微结构观测,获取了陶瓷层柱状晶间隙演化过程。采用纳... 针对电子束物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层的烧结行为研究了陶瓷层微结构及弹性模量演化。开展了EB-PVD热障涂层1150℃下的烧结试验,并利用扫描电子显微镜(SEM)对烧结后的试验件进行微结构观测,获取了陶瓷层柱状晶间隙演化过程。采用纳米压痕法测量试验件陶瓷层弹性模量,结果表明陶瓷层弹性模量在烧结初期迅速增加随后趋于平稳。为将陶瓷层弹性模量与微结构演化联系起来,结合制备态微结构建立了陶瓷层柱状晶模型,采用基于微结构演化的烧结力学模型计算得到了弹性模量的演化规律。结果表明烧结诱发的陶瓷层微结构致密化导致了其弹性模量的演化,基于微结构演化所建立的烧结力学模型能准确地预测弹性模量随烧结时间的演化规律,测试值与计算值误差小于±20%。 展开更多
关键词 热障涂层 烧结行为 微结构演化 弹性模量演化 烧结力学模型
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基于微腔碳基复合材料的黑体靶面均温性与发射率强化研究
10
作者 潘明杰 李伟 +1 位作者 孟令琪 张镜洋 《电光与控制》 北大核心 2026年第3期58-64,共7页
当前,为了满足在快速变化环境下对大范围温度变化目标的实时精准探测需求,与探测器一体化的宽温域实时定标黑体技术已成为重要的发展方向。然而,现有面源黑体的有效发射率较低且靶面温度分布不均,影响其性能,进而限制了红外探测的精度... 当前,为了满足在快速变化环境下对大范围温度变化目标的实时精准探测需求,与探测器一体化的宽温域实时定标黑体技术已成为重要的发展方向。然而,现有面源黑体的有效发射率较低且靶面温度分布不均,影响其性能,进而限制了红外探测的精度。为解决这一问题,提出了反V型和倒圆锥型微腔结构,并结合Monte-Carlo光线追迹法和有限元分析,建立了黑体辐射特性评估方法和稳态传热数学模型,系统分析了微腔几何参数与材料参数对靶面空腔有效发射率及温度均匀性的影响。研究结果表明,当涂层本征发射率为0.95、微腔半径为0.5 mm、长径比为3时,反V型结构的有效发射率可达0.98;在极端工况下,反V型结构的轴向温差仍能小于0.005℃,实现了高发射率与温度均匀性的协同优化。这一研究为高性能红外探测器的设计提供了理论支持。 展开更多
关键词 黑体辐射 红外探测器定标 有效发射率 MONTE-CARLO方法 均温性
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3D打印聚合物转化SiOC(Fe)陶瓷及其结构性能
11
作者 江龙 龙重雨 +2 位作者 刘志远 刘长勇 陈张伟 《航空材料学报》 北大核心 2026年第1期89-99,共11页
将聚合物前驱体转化SiOC(Fe)陶瓷技术与光固化3D打印技术结合,成功开发出一种乙烯基二茂铁(VcFe)改性的聚合物前驱体光敏树脂。该树脂兼具较低黏度、高光敏性和良好固化强度,能够成形具有复杂几何结构和微纳特征的前驱体模型。在1000℃... 将聚合物前驱体转化SiOC(Fe)陶瓷技术与光固化3D打印技术结合,成功开发出一种乙烯基二茂铁(VcFe)改性的聚合物前驱体光敏树脂。该树脂兼具较低黏度、高光敏性和良好固化强度,能够成形具有复杂几何结构和微纳特征的前驱体模型。在1000℃氩气气氛中裂解,获得形状完整、收缩均匀的SiOC(Fe)陶瓷部件(质量保留率为45.27%,密度为1.89 g/cm^(3),线收缩率为32.94%)。同时系统研究裂解过程中的物相演变规律与体积收缩规律特性,并表征陶瓷产物硬度(1000℃裂解后硬度达5.93 GPa)。本研究验证光固化3D打印技术结合聚合物前驱体转化陶瓷技术制备复杂结构SiOC(Fe)陶瓷的可行性,为该技术的应用提供指导。 展开更多
关键词 3D打印 聚合物前驱体 SiOC(Fe)陶瓷
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基于环形光束激光粉末床熔融成形IN939镍基合金组织调控研究
12
作者 韩泉泉 刘国杰 +6 位作者 隋仲阳 武猛 张振华 王丽乔 武德凡 赵鹏 高正江 《航空制造技术》 北大核心 2025年第20期28-38,共11页
激光粉末床熔融增材制造技术在成形复杂结构金属构件和提高材料利用率等方面极具优势,然而传统高斯激光源受限于不均匀的能量分布和有限的光斑直径,表现出工艺窗口窄、成形效率低等不足。本研究通过光束整形技术得到能量分布更为均匀的... 激光粉末床熔融增材制造技术在成形复杂结构金属构件和提高材料利用率等方面极具优势,然而传统高斯激光源受限于不均匀的能量分布和有限的光斑直径,表现出工艺窗口窄、成形效率低等不足。本研究通过光束整形技术得到能量分布更为均匀的环形光束,制备了IN939镍基高温合金,并开展了组织调控研究。研究结果表明,相比高斯激光,环形光束能在较大工艺窗口内有效抑制匙孔缺陷,熔池深宽比减小到0.14,传热模式由匙孔模式变为传导模式。仿真结果表明,环形光束下熔池温度梯度显著降低,峰值速度减小37%,熔池流动行为更加稳定。另外,环形光束成形的IN939试样柱状晶沿<001>择优生长,立方织构显著(织构强度最大值为12.59),低角度晶界占比达57.1%,有利于减少开裂风险,而且试样表面粗糙度Ra由5.8μm降低到4.0μm,成形质量得到有效改善。 展开更多
关键词 增材制造 激光粉末床熔融 环形光束 IN939合金 微观组织
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螺栓连接防松胶扭拉关系、黏接性能与振动试验研究 被引量：1
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作者 张忠伟 王星洁 +2 位作者 刘检华 巩浩 黄嘉禹 《航空动力学报》 北大核心 2025年第12期61-71,共11页
为了满足航空航天产品的高可靠服役要求,工程中广泛应用各种螺纹防松胶,但当前缺少对螺纹防松胶固化黏接强度和防松性能,以及涂覆防松胶对螺栓连接扭拉关系影响规律的系统研究。选取2类共计5种典型螺纹防松胶作为研究对象,分别将其应用... 为了满足航空航天产品的高可靠服役要求,工程中广泛应用各种螺纹防松胶,但当前缺少对螺纹防松胶固化黏接强度和防松性能,以及涂覆防松胶对螺栓连接扭拉关系影响规律的系统研究。选取2类共计5种典型螺纹防松胶作为研究对象,分别将其应用于M8合金钢螺栓螺母,以及M5钛合金螺栓与不锈钢螺母连接结构,研制了专用的试验工装,采用控制变量思想详细设计了试验内容,应用扭拉试验机和振动试验机分别测试了涂覆防松胶的螺栓螺母扭拉关系、固化后螺栓螺母拆卸转矩大小,以及施加3万次剧烈横向振动以后螺栓螺母的拆卸转矩,探究了不同防松胶对转矩系数、黏接强度和防松性能的影响规律。最后,对表面清洁状态、防松胶涂覆量、螺栓螺母放置状态等工艺因素进行了系统讨论。研究发现:不同防松胶对转矩系数的影响存在显著差异,且其黏接与防松性能受螺栓材料组合影响明显;此外,表面清洁度与涂胶量等工艺因素对黏接强度具有决定性作用。 展开更多
关键词 螺纹防松胶 扭拉关系 拆卸转矩 振动试验 工艺因素
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反应等离子烧结制备(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相高熵超高温陶瓷
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作者 刘洋 钟智浩 +1 位作者 郭伟明 林华泰 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期117-124,共8页
为了进一步改善高熵碳化物和高熵硼化物陶瓷的力学性能,在高熵碳化物(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C中引入SiB6作为硼源和硅源,通过反应等离子烧结在2000℃下制备了(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相陶瓷。研究发现,在高温下SiB6与(Ti,... 为了进一步改善高熵碳化物和高熵硼化物陶瓷的力学性能,在高熵碳化物(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C中引入SiB6作为硼源和硅源,通过反应等离子烧结在2000℃下制备了(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相陶瓷。研究发现,在高温下SiB6与(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C发生化学反应,生成了高熵硼化物(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)、SiC和C。添加SiB6制备的(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相陶瓷的致密度可达98.7%~99.7%。添加体积分数10%~15%SiB6制备的复相陶瓷中高熵晶粒的尺寸为0.84~0.92μm,显著小于纯(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C陶瓷的晶粒尺寸(约3.19μm)。由于细晶强化作用,(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相陶瓷的硬度(23.54~24.93 GPa)高于纯(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C陶瓷(约23.22 GPa)。同时,(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相陶瓷的断裂韧性随SiB_(6)添加量的增加而提高,最高可达5.07 MPa·m^(1/2),显著高于纯(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C陶瓷(约3.02 MPa·m^(1/2))。以(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C和SiB6为原料,通过反应等离子烧结,可以制备具有较细晶粒结构和优异力学性能的(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)B_(2)-(Ti,Zr,Nb,Ta,Mo)C基复相高熵超高温陶瓷。 展开更多
关键词 高熵碳化物 高熵硼化物 反应烧结 显微结构 力学性能
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磷石膏基Ⅱ型无水硫酸钙胶凝材料制备与表征
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作者 曹宏 王海洋 +4 位作者 吴晶 李蕾 马会娟 薛俊 江吉周 《华中师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期9-17,共9页
大规模无害化、资源化利用磷石膏是解决“三磷”问题、推动磷石膏源头减量减排和磷化工产业绿色发展的关键.开发Ⅱ型无水硫酸钙胶凝材料可有效扩大磷石膏的应用领域和规模,促进磷石膏问题的解决.以磷石膏基Ⅱ型无水硫酸钙为主要原料,通... 大规模无害化、资源化利用磷石膏是解决“三磷”问题、推动磷石膏源头减量减排和磷化工产业绿色发展的关键.开发Ⅱ型无水硫酸钙胶凝材料可有效扩大磷石膏的应用领域和规模,促进磷石膏问题的解决.以磷石膏基Ⅱ型无水硫酸钙为主要原料,通过极端顶点设计实验,探讨了原料配比与胶凝材料性能之间关系,得到了软化系数≥0.8,强度等级为A40、A30、A20的胶凝材料配方,制备了适合不同应用场景的磷石膏基Ⅱ型无水硫酸钙胶凝材料.按相应国家标准对所制备胶凝材料浸出液的磷(P)、氟(F)含量进行了检测,其指标均低于GB 18599—2020第I类一般工业固废的污染物浓度控制标准.因此磷石膏基硬石膏(PAH)胶凝材料可用作矿井(矿坑)充填胶结料、户外建材和一般建材的胶结料,为拓展磷石膏的绿色应用场景提供了更多的可能性、或可扩大磷石膏应用量. 展开更多
关键词 磷石膏 Ⅱ型无水硫酸钙胶凝材料 强度 耐水性
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高原高寒环境对直升机非金属材料性能影响研究
16
作者 艾剑波 兰智云 +2 位作者 吴建国 张晓娟 崔腾飞 《装备环境工程》 2025年第8期24-32,共9页
目的 研究直升机橡胶和密封剂材料在高原高寒环境下的性能变化规律。方法 通过研究拉萨、漠河地区的环境因素,结合直升机结构特点,分析温度、湿度等因素的作用方式,确定低温、湿热、浸泡谱块组成,编制适用于直升机内部结构的高原高寒环... 目的 研究直升机橡胶和密封剂材料在高原高寒环境下的性能变化规律。方法 通过研究拉萨、漠河地区的环境因素,结合直升机结构特点,分析温度、湿度等因素的作用方式,确定低温、湿热、浸泡谱块组成,编制适用于直升机内部结构的高原高寒环境加速试验环境谱。选择5860橡胶和HM306密封剂,在拉萨和漠河分别进行1 a的自然暴露试验。采用加速试验环境谱,进行5周期的加速环境试验,并对试验件的表面形貌、硬度、拉伸强度、扯断伸长率、T形剥离强度进行测试。结果 5860和HM306经过自然环境暴露试验后,没有鼓泡、分层、粉化等老化现象,表面形貌基本没有变化,硬度、拉伸强度、扯断伸长率基本保持不变。经过5周期的加速环境试验后,5860和HM306的各项性能基本保持不变,或略有降低,但是降低的程度不大,表面形貌也基本没有变化。自然环境试验和实验室加速试验结果一致,所编制的加速试验环境谱与实际环境有良好的一致性。结论 5860橡胶和HM306在高原和高寒环境具有良好的环境适应性,可满足直升机的使用需求。 展开更多
关键词 直升机 非金属材料 高原高寒 加速试验环境谱 腐蚀 老化
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国产干纤维自动铺放及其真空辅助成型技术研究
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作者 刘军 陈俊林 +2 位作者 潘利剑 顾琴 刘卫平 《航空制造技术》 北大核心 2025年第17期14-21,共8页
采用国产干纤维进行自动铺放,制定了针对国产干纤维的自动铺放工艺参数并进行验证,研究丢层铺放质量,制备了T形长桁预成型体,对丢层铺放预成型体和T形长桁预成型体进行真空辅助成型,并对其成型质量进行金相显微观察和超声C扫描。结果表... 采用国产干纤维进行自动铺放,制定了针对国产干纤维的自动铺放工艺参数并进行验证,研究丢层铺放质量,制备了T形长桁预成型体,对丢层铺放预成型体和T形长桁预成型体进行真空辅助成型,并对其成型质量进行金相显微观察和超声C扫描。结果表明,国产干纤维自动铺放预成型体可实现有效的自动铺放预成型;国产干纤维自动铺放预成型体具有较好的渗透特性并能满足真空辅助成型的工艺要求;经过树脂流道设计优化后的干纤维自动铺放真空辅助液体成型典型结构质量基本满足要求。 展开更多
关键词 国产干纤维 自动铺放 预成型体 真空辅助成型 树脂浸润
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耐极端烧蚀环境C/C复合材料研究进展 被引量：4
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作者 曾耀莹 王润宁 +3 位作者 侯佳琪 张雨雷 张佳平 李贺军 《航空学报》 北大核心 2025年第6期358-378,共21页
C/C复合材料是空天飞行器热端部件关键的热结构材料,但高温易氧化烧蚀特性限制了其在极端环境下的应用。因此,如何提高C/C复合材料的抗烧蚀性能尤为重要。系统综述了近年来国内外抗烧蚀C/C复合材料的研究进展,围绕基体改性、涂层防护和... C/C复合材料是空天飞行器热端部件关键的热结构材料,但高温易氧化烧蚀特性限制了其在极端环境下的应用。因此,如何提高C/C复合材料的抗烧蚀性能尤为重要。系统综述了近年来国内外抗烧蚀C/C复合材料的研究进展,围绕基体改性、涂层防护和基体改性-涂层一体化3个方面展开阐述。在基体改性方面,基于组元特性差异将材料分为单相陶瓷、复相陶瓷、多组元及高熵陶瓷改性C/C复合材料,揭示了陶瓷氧化产物的阻氧抗烧蚀机制。涂层技术重点剖析了单层涂层、多层梯度复合涂层、微/纳结构增韧涂层及嵌入结构界面涂层的设计原理与烧蚀行为,阐明了界面匹配优化对于缓解涂层热失配和抗烧蚀性能的作用机理。最后,面向极端烧蚀环境应用需求展望了C/C复合材料在氧化烧蚀机理分析、复合材料的结构和组分优化、构件的功能设计及高效低成本制备工艺等方面的发展方向。 展开更多
关键词 C/C复合材料 抗烧蚀性能 超高温陶瓷 涂层 基体改性
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航空发动机用炭石墨密封材料的应用研究进展 被引量：3
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作者 刘平 涂川俊 +4 位作者 宋延礼 吴新洲 陈建 何雨波 刘艳丽 《航空动力学报》 北大核心 2025年第2期304-320,共17页
针对航空发动机用炭石墨密封材料及封严技术,详细概述炭石墨密封材料在航空发动机封严系统中的典型应用场景、发展历程、失效模式、国内外研究现状和服役性能要求等,重点阐述其不同制备工艺存在的优劣,并为其未来发展方向提出建议。结... 针对航空发动机用炭石墨密封材料及封严技术,详细概述炭石墨密封材料在航空发动机封严系统中的典型应用场景、发展历程、失效模式、国内外研究现状和服役性能要求等,重点阐述其不同制备工艺存在的优劣,并为其未来发展方向提出建议。结果表明:炭石墨密封材料在航空发动机中应用较为普遍,国内自主研制炭石墨密封材料的物理性能与国外非常接近,部分指标甚至更为优异,基本满足了我国新一代高性能航空发动机的选材要求,重要型号已实现自主可控。但在长期服役过程中,部分国产炭石墨密封材料的批次稳定性、可加工性、均质性、高温抗氧化性、成膜性、摩擦因数、磨损率和服役寿命等与国外原装航空发动机用炭石墨密封材料仍存在一定差距。这主要归因于国产炭石墨密封材料未能实现结构-功能一体化的有效构建。 展开更多
关键词 炭石墨密封材料 封严技术 失效模式 均质性 结构-功能一体化
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超高温热阻涂层研究进展 被引量：3
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作者 刘冬瑞 唐兴 +3 位作者 肖杰 郭谦 何雯婷 郭洪波 《材料工程》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
随着航空发动机涡轮前进口燃气温度的不断提升,传统的热障涂层难以有效阻隔高温燃气产生的近红外光波段热辐射,热辐射传热可透过涂层直接加热下层金属基体,损害热端部件服役寿命。本文结合作者的实验结果,综述了新型兼顾辐射抑制能力的... 随着航空发动机涡轮前进口燃气温度的不断提升,传统的热障涂层难以有效阻隔高温燃气产生的近红外光波段热辐射,热辐射传热可透过涂层直接加热下层金属基体,损害热端部件服役寿命。本文结合作者的实验结果,综述了新型兼顾辐射抑制能力的热障涂层材料设计和结构设计,对比了传统热障涂层的近红外光学特性,深入探讨了目前用来提高涂层抑制辐射传热能力的方法。重点针对传统热障涂层YSZ在短波红外波段不能有效阻隔红外辐射热传播的问题,对提高涂层的红外反射率或红外吸收率这两类降低热障涂层红外透过率的基本途径进行了分析,并对提高涂层红外反射率和吸收率的调控手段、影响因素、内在机理及优缺点进行了系统总结。最后指出新型辐射抑制涂层在材料和结构设计以及高性能计算辅助等方面的未来发展趋势和突破方向。 展开更多
关键词 热障涂层 热阻涂层 辐射抑制 红外吸收 红外反射
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