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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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耐高温陶瓷基复合材料增材制造技术研究进展
2
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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3D打印聚合物转化SiOC(Fe)陶瓷及其结构性能
3
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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极端服役温度对增材制造氮化硅微观组织和强度的影响
4
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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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
5
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
6
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
7
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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航空发动机用炭石墨密封材料的应用研究进展 被引量：2
8
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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多轴向叶片预制体三维织造成形工艺研究 被引量：1
9
作者 边金帅 王尧尧 +3 位作者 孙正 郭子桐 檀晨晨 郭科宏 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期100-108,共9页
为实现复合材料多轴向叶片预制体三维织造成形,开展多轴向复合材料预制体微观结构研究,发现正交纱线与斜向纱线单层织造厚度存在差异,提出三维模型非等厚度分层准则,基于Python开发三维模型非等厚度切片测试程序,对叶片模型进行切片测试... 为实现复合材料多轴向叶片预制体三维织造成形,开展多轴向复合材料预制体微观结构研究,发现正交纱线与斜向纱线单层织造厚度存在差异,提出三维模型非等厚度分层准则,基于Python开发三维模型非等厚度切片测试程序,对叶片模型进行切片测试,获取每层纱线织造范围,根据切片结果进行分层织造。试验结果表明,根据非等厚度切片算法对三维模型进行切片所得到的各层织造轮廓进行织造可以实现样件预制体的近净成形,对于多轴向异形构件近净成形具有重要工程意义。 展开更多
关键词 三维织造 多轴向叶片 碳纤维复合材料 近净成形 预制体
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高熵金属硼化物超高温陶瓷制备及性能研究进展
10
作者 李峻西 段娟 +2 位作者 刘镇源 张达 梁风 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期102-116,共15页
多主元素概念的提出为开发适用于先进涡轮机发动机、核反应堆和高超声速飞行器等极端环境的新型高熵陶瓷材料开辟了广阔前景。作为一种新型高熵陶瓷,高熵金属硼化物具有高硬度、高温强度、低热导率和抗辐照性能,适用于航空航天等领域。... 多主元素概念的提出为开发适用于先进涡轮机发动机、核反应堆和高超声速飞行器等极端环境的新型高熵陶瓷材料开辟了广阔前景。作为一种新型高熵陶瓷,高熵金属硼化物具有高硬度、高温强度、低热导率和抗辐照性能,适用于航空航天等领域。本文详细综述了高熵金属硼化物粉体及其陶瓷的制备技术,评估了各种方法的优缺点。通过对近几年国内外在超硬陶瓷和超高温陶瓷领域研究进展的概述,揭示了高熵金属硼化物在材料科学中的前沿地位。最后,对高熵金属硼化物的未来研究方向(如先进粉体制备技术、高效陶瓷烧结技术、机器学习和计算机模拟等)进行了深入探讨,为促进其制备、性能提升和广泛应用提供科学依据和技术支持。 展开更多
关键词 高熵金属硼化物 粉体制备 陶瓷烧结 结构特性 超硬陶瓷 超高温陶瓷
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新型碳基雷达吸波材料的制备及反射率性能仿真计算 被引量：1
11
作者 吴赛 杨东方 +2 位作者 胡悦 李业华 赫丽华 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期171-174,共4页
为了研制一种轻质薄层宽带吸波材料,采用抄纸法制备一种由短切碳纤维和短切玻璃纤维组成的超薄碳玻纸,将含有导电碳纤维的碳玻纸作为电损耗层与聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫介质层交替粘接成型为多层复合吸波材料。通过对材料进行介电常... 为了研制一种轻质薄层宽带吸波材料,采用抄纸法制备一种由短切碳纤维和短切玻璃纤维组成的超薄碳玻纸,将含有导电碳纤维的碳玻纸作为电损耗层与聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫介质层交替粘接成型为多层复合吸波材料。通过对材料进行介电常数试验、反射率仿真计算以及反射率实测,开展材料的反射率各向异性研究,探索材料的反射率性能。结果表明:采用自由空间法试验的吸波材料的复合电磁参数模拟的反射率与材料实测反射率基本吻合;通过材料阻抗匹配设计的多层碳基材料均展现了优异的吸波性能,材料在8~18 GHz的反射率均小于-10 dB,吸波效能大于90%,其中当PMI泡沫厚度为2 mm、碳纤维质量分数分别为0.01%、0.15%、0.20%时,多层复合吸波材料吸收性能最优,最大反射率为-28.03dB@15.73 GHz;短切碳纤维在碳玻纸中分散均匀,材料反射率各向异性小。 展开更多
关键词 碳基雷达吸波材料 反射率 短切碳纤维 碳玻纸 电损耗层 抄纸法 阻抗匹配
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红外窗口及整流罩用透明陶瓷及其研究进展
12
作者 刘子玉 熊新锐 +3 位作者 郑雯雯 刘鹏 杨现锋 李江 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期50-66,共17页
红外窗口和整流罩是飞行器中光电系统的关键部件,飞行器的提速及各种苛刻极端工作环境对红外透明材料的光学、热学和机械性能提出了更高要求。可用于红外窗口和整流罩的透明陶瓷包括氧化物透明陶瓷(Al_(2)O_(3)、MgAl_(2)O_(4)、AlON、Y... 红外窗口和整流罩是飞行器中光电系统的关键部件,飞行器的提速及各种苛刻极端工作环境对红外透明材料的光学、热学和机械性能提出了更高要求。可用于红外窗口和整流罩的透明陶瓷包括氧化物透明陶瓷(Al_(2)O_(3)、MgAl_(2)O_(4)、AlON、Y_(2)O_(3)、YSZ、YAG和Y_(2)O_(3)-MgO纳米复相陶瓷),氟化物和ZnS/ZnSe 3类。本文首先比较了几类透明陶瓷的透明范围、热学和力学性能,介绍了各类陶瓷的理化特性,主要从粉体、成型、烧结等方面对不同陶瓷的研究进展进行综述,并对比了国内外研究现状及应用的差距。若要实现透明陶瓷在红外窗口和整流罩领域的应用,在合成高性能粉体,提高陶瓷致密度、减小晶粒尺寸,提高力学和光学性能,实现大尺寸、复杂形状的高品质产品制备方面还需要加大投入。最后,从光学和力学性能方面比较了各类透明陶瓷的应用及发展前景。 展开更多
关键词 透明陶瓷 红外窗口和整流罩 光学质量 热机械性能 陶瓷制备工艺
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GE公司预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料应用研究历程及启示 被引量：1
13
作者 王雅娜 李天山 +1 位作者 王海润 焦健 《航空材料学报》 北大核心 2025年第2期1-17,共17页
美国通用电气航空公司(简称GE公司)自20世纪80年代开始预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料的研发,组织数百名科学家和工程师,历时30年、累计投入近15亿美金,最终实现了该材料在发动机领域的成功应用与商业化。本文详细阐述了GE公司预浸料... 美国通用电气航空公司(简称GE公司)自20世纪80年代开始预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料的研发,组织数百名科学家和工程师,历时30年、累计投入近15亿美金,最终实现了该材料在发动机领域的成功应用与商业化。本文详细阐述了GE公司预浸料-熔渗工艺SiCf/SiC复合材料螺旋式的发展历程,聚焦其在燃气轮机和航空发动机热端部件领域的创新实践,通过多个典型热端构件研发的案例分析,揭示了GE公司以“需求牵引-技术验证-工程迭代”为核心的研发范式,并深度解构了GE公司的7FA发动机涡轮外环组件跨越10年的渐进式设计迭代路径,层层解构其服役失效逆向反馈与正向设计牵引的协同优化逻辑。针对国外发展现状,本文进一步解读了GE公司通过垂直整合制造链,引入数字孪生工艺优化,建立机器学习检测体系,构建“材料-工艺-检测”三位一体的技术壁垒。GE公司发展经验表明,技术突破需兼顾长期基础研究与敏捷工程迭代,国内应通过技术体系革新,以典型构件为牵引,建立“设计-制造-考核”闭环的研发流程,建立多学科平等协同机制。强化基础能力,依托高校和国家级研发中心开展机理研究,实施热-力-化学多场耦合约束下的多维度协同优化,尽快推进产业生态构建,整合零散资源,搭建“产学研”快速验证平台。提早布局数字化赋能,实施全链条数据采集与AI嵌入。最后通过深度凝练外在相关技术领域的成功经验,结合国内实际情况,提出了涵盖“基础研究-中试验证-标准建设-产业协同”的自主化发展路线图,旨在为国内高推重比航空发动机用陶瓷基复合材料技术攻关提供方法论层面的战略参考。 展开更多
关键词 SICF/SIC复合材料 预浸料-熔渗 发动机 应用研究
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15-5PH钢奥氏体晶粒长大行为研究
14
作者 张津瑞 何文武 陈慧琴 《太原科技大学学报》 2025年第1期47-52,共6页
研究了15-5PH沉淀硬化马氏体不锈钢在(900~1 250)℃加热温度区间和(0.5~15)h保温时间范围内奥氏体晶粒的长大行为。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,15-5PH钢奥氏体晶粒尺寸长大。实验保温时间内,1 100℃以下奥氏体晶粒尺... 研究了15-5PH沉淀硬化马氏体不锈钢在(900~1 250)℃加热温度区间和(0.5~15)h保温时间范围内奥氏体晶粒的长大行为。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,15-5PH钢奥氏体晶粒尺寸长大。实验保温时间内,1 100℃以下奥氏体晶粒尺寸缓慢长大,1 100℃以上奥氏体晶粒尺寸迅速粗化;实验温度区间内,1 050℃以下加热奥氏体晶粒尺寸基本稳定,随着保温时间的延长长大倾向很小;1 050℃以上加热奥氏体晶粒尺寸在1 h内迅速长大,然后随着保温时间进一步延长,而缓慢长大。建立了15-5PH钢加热的奥氏体晶粒长大的Beck修正模型和Sellars模型。 展开更多
关键词 15-5PH钢 奥氏体晶粒 晶粒长大行为 晶粒长大模型
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α-Al_(2)O_(3)及硅溶胶强化处理对氧化硅基陶瓷型芯组织和性能的影响
15
作者 彭勇慧 周文韬 +1 位作者 寇宝弘 欧阳静 《粉末冶金材料科学与工程》 2025年第2期115-122,共8页
本文选用α-Al_(2)O_(3)作为矿化剂制备精密铸造用氧化硅基陶瓷型芯,采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、三点弯曲试验等,研究矿化剂用量与硅溶胶强化处理对型芯的物相组成、显微组织、收缩率、显气孔率、密度和抗弯强度... 本文选用α-Al_(2)O_(3)作为矿化剂制备精密铸造用氧化硅基陶瓷型芯,采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、三点弯曲试验等,研究矿化剂用量与硅溶胶强化处理对型芯的物相组成、显微组织、收缩率、显气孔率、密度和抗弯强度等的影响。结果表明:α-Al_(2)O_(3)对陶瓷型芯有双重作用,一方面其作为增强相能阻碍熔融石英的黏滞流动,提升型芯的强度;另一方面其优异的高温稳定性降低了陶瓷型芯的烧结致密度,进而导致型芯的收缩率和强度下降。而硅溶胶强化处理能有效封闭气孔,促进型芯烧结。经硅溶胶强化处理后,w(α-Al_(2)O_(3))=2%的型芯的室温抗弯强度提升至16.6 MPa,高温抗弯强度为37.5 MPa,满足了精密铸造行业用陶瓷型芯的应用指标。 展开更多
关键词 精密铸造 SiO_(2)陶瓷型芯 α-Al_(2)O_(3) 高温性能 室温抗弯强度 收缩率
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超高温热阻涂层研究进展 被引量：1
16
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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高温介质下SiC_(f)/SiC复合材料微观结构演变与力学行为研究
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作者 杨晨曦 曹伟 +4 位作者 黄宝庆 原红星 胡江波 廉铁江 王明珠 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期146-153,共8页
对具有PyC/(SiC)4多层界面相的SiC_(f)/SiC复合材料在1050和1350℃氩气介质和空气氧化介质中分别进行0.25,1,4和16 h热处理,分析不同高温介质环境下SiC_(f)/SiC复合材料微观结构演变及与力学性能的关系。结果表明:高温氩气介质下暴露后... 对具有PyC/(SiC)4多层界面相的SiC_(f)/SiC复合材料在1050和1350℃氩气介质和空气氧化介质中分别进行0.25,1,4和16 h热处理,分析不同高温介质环境下SiC_(f)/SiC复合材料微观结构演变及与力学性能的关系。结果表明:高温氩气介质下暴露后的复合材料微观结构无变化,而随着热处理时间与温度的增加,由于纤维和基体受到热损伤,导致材料的拉伸强度呈下降趋势,但仍保持韧性特征。在高温空气氧化介质下,经高温短时氧化后,复合材料中的PyC界面被氧化消耗,在纤维与SiC界面相之间形成环形孔隙;经高温长时间氧化后,环形孔隙将被SiO_(2)填充。上述微观结构的变化使SiC_(f)/SiC复合材料拉伸断口形貌呈现3种类型,即含有PyC界面的复合材料具有适中的纤维拔出长度,无PyC界面的复合材料具有较长的纤维拔出长度,以及形成SiO_(2)层的复合材料无纤维拔出。经高温空气氧化介质处理后的SiC_(f)/SiC复合材料拉伸强度整体低于经氩气介质热处理后的,主要原因是纤维与基体受到氧化损伤,同时SiO_(2)在界面生成,使得材料失去韧性。 展开更多
关键词 SiC_(f)/SiC复合材料 微观结构 高温 氩气介质 空气氧化介质 拉伸性能
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陶瓷热障涂层的隔热效果研究 被引量：43
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作者 宫声凯 邓亮 +1 位作者 毕晓方 徐惠彬 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第C00期25-29,共5页
通过理论公式推导和试验测量 ,得出 :热障涂层的隔热效果与环境温差成正比 ,但同等环境温差下涂层在更高的温度工作时 ,由于涂层材料导热系数的增大 ,其隔热效果减小。涂层厚度与隔热效果在实际涂层应用的厚度范围内也接近线性关系。随... 通过理论公式推导和试验测量 ,得出 :热障涂层的隔热效果与环境温差成正比 ,但同等环境温差下涂层在更高的温度工作时 ,由于涂层材料导热系数的增大 ,其隔热效果减小。涂层厚度与隔热效果在实际涂层应用的厚度范围内也接近线性关系。随着发动机叶片冷却气流换热系数增大 ,热障涂层的隔热效果也越大 ,但两者并不是线性关系。涂层隔热效果随导热系数的减小而增大 ,并且在低导热系数区 ,热障涂层隔热效果对导热系数的变化更敏感。随着涂层的厚度增大 ,导热系数的改变所具有的增加涂层隔热效果的作用越大 ;但涂层越厚 。 展开更多
关键词 热障涂层 ZRO2 隔热效果 陶瓷 航空材料
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SiC陶瓷在航天器高温结构件研制中的应用 被引量：19
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作者 陈明和 傅桂龙 +3 位作者 张中元 徐洁 葛国华 张中光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期132-136,共5页
碳化硅陶瓷是一种具有优良的高温力学性能的新型结构陶瓷材料 ,具有热膨胀系数小、比重轻 (只有重金属的三分之一 )、导热系数大等特性 ,非常适合应用于航空航天高温结构件的制造。文中叙述了碳化硅陶瓷应用于某航天器的高温燃烧室的研... 碳化硅陶瓷是一种具有优良的高温力学性能的新型结构陶瓷材料 ,具有热膨胀系数小、比重轻 (只有重金属的三分之一 )、导热系数大等特性 ,非常适合应用于航空航天高温结构件的制造。文中叙述了碳化硅陶瓷应用于某航天器的高温燃烧室的研制的全过程。结果表明 ,碳化硅陶瓷用于制备航天器燃烧室具有独特的优势 ,结果令人满意。同时 。 展开更多
关键词 航天器 碳化硅陶瓷 等静压 燃烧室
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SiC陶瓷与GH128镍基高温合金反应连接研究 被引量：10
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作者 段辉平 李树杰 +3 位作者 刘登科 吴海平 张艳 党紫九 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第C00期72-75,共4页
采用 Fe-Ni(重量比为 65∶ 3 5)金属粉末焊料 ,利用 Gleeble1 50 0热模拟机对镍基高温合金 ( GH1 2 8)和 Si C陶瓷进行反应连接 ,研究了连接温度、连接压力和高温保温时间对试样连接强度的影响 ,确定了最佳工艺参数 ,并制备了剪切强度超... 采用 Fe-Ni(重量比为 65∶ 3 5)金属粉末焊料 ,利用 Gleeble1 50 0热模拟机对镍基高温合金 ( GH1 2 8)和 Si C陶瓷进行反应连接 ,研究了连接温度、连接压力和高温保温时间对试样连接强度的影响 ,确定了最佳工艺参数 ,并制备了剪切强度超过 3 4 .3 MPa的陶瓷 /金属连接件。界面结构分析表明陶瓷 /焊料界面反应层的形成主要受 Fe。 展开更多
关键词 陶瓷/金属 反应连接 界面扩散 工艺参数
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