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沉积条件对大尺寸C/C复合材料沉积速率的影响 被引量：1
1
作者 李昂 王雅雷 +2 位作者 刘青霖 张立强 李海梅 《粉末冶金材料科学与工程》 2026年第1期37-47,共11页
C/C复合材料因其优异的耐高温性能被广泛应用于航空航天领域。本文针对其化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)制备过程中热解炭(pyrolytic carbon,PyC)沉积速率及均匀性受多参数影响的问题,通过建立双室反应器有限元模型,仿... C/C复合材料因其优异的耐高温性能被广泛应用于航空航天领域。本文针对其化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)制备过程中热解炭(pyrolytic carbon,PyC)沉积速率及均匀性受多参数影响的问题,通过建立双室反应器有限元模型,仿真分析反应器内气相组分浓度分布,研究工艺温度、进气流量及系统压力对大尺寸C/C复合材料PyC沉积反应动力学的影响规律,并结合实验对仿真结果进行验证。结果表明:仿真结果与实验结果具有相同的变化趋势,且平均沉积速率最大误差为9.65%,验证了有限元模型的可靠性。本文为CVI工艺参数优化及大尺寸C/C复合材料的高效制备提供了理论支撑。 展开更多
关键词 化学气相渗透 c/c复合材料 沉积速率 反应动力学模拟 计算流体力学
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固溶体陶瓷Ta_(0.2)Zr_(0.8)C和SiC基体改性C/C复合材料的制备与烧蚀性能
2
作者 刘睿智 周远明 易茂中 《粉末冶金材料科学与工程》 2026年第1期98-112,共15页
针对新一代高超声速飞行器性能提升的需求,本文采用固溶体陶瓷Ta_(0.2)Zr_(0.8)C对其热端部件用C/C复合材料进行基体改性,以进一步提高其耐烧蚀性能。通过高固相含量浆料浸渍和先驱体浸渍裂解工艺制备C/C-Ta_(0.2)Zr_(0.8)C-SiC和C/C-Ta... 针对新一代高超声速飞行器性能提升的需求,本文采用固溶体陶瓷Ta_(0.2)Zr_(0.8)C对其热端部件用C/C复合材料进行基体改性,以进一步提高其耐烧蚀性能。通过高固相含量浆料浸渍和先驱体浸渍裂解工艺制备C/C-Ta_(0.2)Zr_(0.8)C-SiC和C/C-TaC-ZrC-SiC复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等,研究两种复合材料的微观组织结构以及在氧乙炔火焰下的烧蚀性能。结果表明:烧蚀120 s后,C/C-TaC-ZrC-SiC复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为6.67 mg/s和22.76μm/s,而C/C-Ta_(0.2)Zr_(0.8)C-SiC复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.67 mg/s和0.18μm/s,具有更佳的耐烧蚀性能。烧蚀过程中,C/C-Ta_(0.2)Zr_(0.8)C-SiC复合材料表面的Ta-Zr-O氧化层中生成了具有钉扎作用的富Zr氧化物骨架相和具有连接填充作用的富Ta氧化物连接相,两相协同作用,抑制了氧化物的流失飞溅,提升了氧化层的致密度,使复合材料和耐烧蚀性能提升。 展开更多
关键词 固溶体陶瓷 浆料浸渍 基体改性 c/c复合材料 烧蚀性能
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高速动车组C/C-SiC复合材料制动盘渐进损伤分析
3
作者 王文静 曾祥莉 +2 位作者 韩子轩 曲俊生 焦标强 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期12-23,共12页
为进一步研究碳陶制动盘在高速服役工况下因热-机耦合载荷产生的损伤,以高速动车组轮装C/C-SiC复合材料制动盘为研究对象,在开展碳陶复合材料力学性能试验的基础上,建立碳陶制动盘热-机耦合仿真模型并进行试验验证,仿真研究不同制动工... 为进一步研究碳陶制动盘在高速服役工况下因热-机耦合载荷产生的损伤,以高速动车组轮装C/C-SiC复合材料制动盘为研究对象,在开展碳陶复合材料力学性能试验的基础上,建立碳陶制动盘热-机耦合仿真模型并进行试验验证,仿真研究不同制动工况下制动盘的热-机特性演化规律;结合Linde准则和Hashin准则,计算高速紧急制动工况下制动盘易损伤区域的损伤量并探究纤维排布方向对制动盘损伤的影响。结果表明:碳陶复合材料面内的拉伸强度约为层间的7.3倍,面内的剪切强度约为层间的2.0倍,碳陶复合材料面内的拉伸和剪切性能优于层间,面内的高强度和高模量可保障抗变形能力,层间压缩性能稳定能避免承压工况下的分层失效,为其作为制动盘材料的适用性提供了力学支撑;热-机耦合仿真表明,随着制动初速度和制动压力的增大,碳陶制动盘的温度场、应力场及变形量均呈单调递增趋势,最大应力集中于螺栓沉孔区域,且400 km·h^(-1)初速度紧急制动工况下的渐进损伤计算结果也进一步证实制动盘最大损伤同样聚集于螺栓沉孔处;纤维方向和结构夹角的变化对制动盘轴向损伤变量影响较小,其峰值波动范围为0.153~0.157。 展开更多
关键词 高速动车组 碳陶复合材料 轮装制动盘 热-机耦合仿真 渐进损伤分析 Linde准则 Hashin准则
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变密度预制体对C/C复合材料力学性能的影响
4
作者 苟美博 苏超 强涛 《纤维复合材料》 2026年第1期30-36,共7页
通过改变预制体厚度方向密度及更换不同热膨胀系数的碳纤维来制备C/C复合材料,通过场发射扫描电子显微镜分析试样端面的微观形貌以及金相显微镜观察试样热解炭结构,进一步分析在相同沉积工艺下,变密度预制体对C/C复合材料沉积效率及其... 通过改变预制体厚度方向密度及更换不同热膨胀系数的碳纤维来制备C/C复合材料,通过场发射扫描电子显微镜分析试样端面的微观形貌以及金相显微镜观察试样热解炭结构,进一步分析在相同沉积工艺下,变密度预制体对C/C复合材料沉积效率及其力学性能的影响。结果表明,厚度方向中间选择0.4 g/cm^(3),两侧选择0.35 g/cm^(3)制备P1试样沉积平均增密0.94 g/cm^(3);厚度方向中间选择24 k碳纤维,两侧选择12 K碳纤维制备的B2试样沉积平均增密为1.17 g/cm^(3)。B2试样综合性能最佳,致密化速率约0.04 g·cm^(-3)·h^(-1),整体密度均匀性较高,热解碳结构为光滑层和粗糙层混合结构,抗弯强度约为73.5 MPa。 展开更多
关键词 密度 不同热膨胀系数 c/c复合材料 沉积速率 热解碳结构
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基于CVD碳源和GSI工艺制备C/C-SiC复合材料过程C-Si反应机理研究
5
作者 龙宪海 赵子剑 刘益林 《湖南文理学院学报(自然科学版)》 2026年第1期44-48,共5页
为探究气相渗硅工艺(GSI)过程中Si蒸气原子与固态C晶体之间的C-Si反应机理,本文设计了C-Si反应实验。采用扫描电镜对样品进行显微形貌观察并结合原子层级透射电镜照片进行分析。结果表明, C-Si反应的过程分为2个阶段。初始阶段,气态Si... 为探究气相渗硅工艺(GSI)过程中Si蒸气原子与固态C晶体之间的C-Si反应机理,本文设计了C-Si反应实验。采用扫描电镜对样品进行显微形貌观察并结合原子层级透射电镜照片进行分析。结果表明, C-Si反应的过程分为2个阶段。初始阶段,气态Si原子撞击到固态碳的表面并被捕获,从而在碳表面迅速形成一层SiC层。第二阶段,碳原子和Si原子在空间上被生成的SiC层隔开,此后的Si碳原子反应(结合)和SiC层的生长均是由Si碳原子经过SiC层的扩散来完成。靠近CVD碳界面处的SiC晶粒相对较小,而远离CVD碳界面处的SiC晶粒逐渐增大。 展开更多
关键词 气相渗硅 cVD碳 c/c-SIc复合材料 c-Sic界面 反应机理
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泡沫Cu/AgCuTi复合中间层钎焊C/C与TC4接头组织及性能 被引量：2
6
作者 王宁宁 朱海涛 +4 位作者 飞景明 安琪 宋延宇 刘多 宋晓国 《焊接学报》 北大核心 2025年第7期121-128,共8页
为解决C/C复合材料与TC4合金钎焊接头存在的残余应力集中及界面脆性相过量析出问题,文中采用泡沫Cu/AgCuTi复合中间层进行异质连接.系统研究了钎焊温度(860~920℃)对接头界面组织、抗剪强度和断口形貌的影响规律.结果表明,所有接头均形... 为解决C/C复合材料与TC4合金钎焊接头存在的残余应力集中及界面脆性相过量析出问题,文中采用泡沫Cu/AgCuTi复合中间层进行异质连接.系统研究了钎焊温度(860~920℃)对接头界面组织、抗剪强度和断口形貌的影响规律.结果表明,所有接头均形成可靠冶金结合,界面典型结构为TC4/Ti基固溶体+TiCu/Ag基固溶体+Cu基固溶体+TiCu_(2)/TiC/C/C复合材料.随着钎焊温度升高,钎缝宽度逐渐减小,但物相组成及分布规律保持一致.与传统AgCuTi钎料相比,泡沫Cu/AgCuTi复合中间层显著提高钎缝中Cu基固溶体含量,有效降低冷却过程中的残余应力积累并抑制脆性化合物生成.接头的抗剪强度随温度呈先增后减趋势,880℃时达到最大值29.2 MPa.断口分析显示,接头断裂特征与界面组织演化存在关联,表明复合中间层设计对提升接头性能具有积极作用. 展开更多
关键词 c/c复合材料 钎焊 泡沫cu 界面组织 力学性能
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大尺寸C/C复合材料平板成型双室反应器流场数值模拟
7
作者 张立强 刘青霖 +3 位作者 刘怀菲 王艺琨 王雅雷 郭鹏程 《炭素技术》 北大核心 2025年第2期14-23,共10页
化学气相渗透(CVI)是制备C/C复合材料气相致密化的主要方法,反应器内流场的均匀性直接影响目标产物的沉积均匀性。本文采用计算流体力学的方法,建立了一个针对大尺寸C/C复合材料平板成型双室反应器的流动仿真模型,通过单因素变量法探究... 化学气相渗透(CVI)是制备C/C复合材料气相致密化的主要方法,反应器内流场的均匀性直接影响目标产物的沉积均匀性。本文采用计算流体力学的方法,建立了一个针对大尺寸C/C复合材料平板成型双室反应器的流动仿真模型,通过单因素变量法探究不同反应器工装结构对内部流场分布的影响,研究了分流器类型、布气板孔径尺寸和进气方式对反应器流场的影响规律。结果表明,分流器增大中心过流和侧边过流面积、减小布气板孔径会降低流场均匀性,双进气口的进气方式更有效地获得稳定的流场。 展开更多
关键词 化学气相渗透 c/c复合材料 流场 数值模拟
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应用C/C蜂窝夹层结构的重力梯度仪热变形研究
8
作者 王晓宇 杨勋 +2 位作者 孙宝龙 薛闯 仇越 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2025年第4期31-39,共9页
以应用C/C蜂窝夹层结构的重力梯度仪为研究对象,建立有限元分析模型,对热变形引起的两台加速度计的相对位置变化进行了分析。采用最优拉丁超立方方法,根据主效应图和Pareto图直观的得到了材料属性、结构刚度等多种因素对两台加速度计相... 以应用C/C蜂窝夹层结构的重力梯度仪为研究对象,建立有限元分析模型,对热变形引起的两台加速度计的相对位置变化进行了分析。采用最优拉丁超立方方法,根据主效应图和Pareto图直观的得到了材料属性、结构刚度等多种因素对两台加速度计相对位置变化的影响权重,结果表明支架Z向刚度是影响两台加速度计相对位置变化的主要因素。采用Bipod型柔性结构对支架进行改进设计,并通过优化得到了各关键尺寸参数数值,优化后的支架可以使两台加速度计的相对位置变化减小78.9%,取得了明显的效果。采用力-热耦合仿真分析方法开展了真实轨道环境温度作用下的重力梯度仪热变形分析,结果表明,在0.005~0.1 Hz范围内,C/C蜂窝夹层结构上两台加速度计安装位置之间的基线长度稳定性最大值为0.992 nm/Hz1/2。 展开更多
关键词 c/c蜂窝夹层结构 热变形 柔性支架 基线长度稳定性
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穿刺C/C复合材料固体火箭发动机喷管烧蚀性能仿真
9
作者 孙志宏 李俊杰 曲志洋 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期169-175,共7页
为预测无纬布复合毡穿刺C/C复合材料固体火箭发动机的喷管烧蚀性能,探究材料热导率与喷管烧蚀率之间的关系,在Fluent平台上建立喷管烧蚀模型,以70-lb BATES发动机为算例进行验证。对材料的单胞模型进行稳态热仿真,获得材料的导热属性;... 为预测无纬布复合毡穿刺C/C复合材料固体火箭发动机的喷管烧蚀性能,探究材料热导率与喷管烧蚀率之间的关系,在Fluent平台上建立喷管烧蚀模型,以70-lb BATES发动机为算例进行验证。对材料的单胞模型进行稳态热仿真,获得材料的导热属性;利用喷管烧蚀模型对材料烧蚀性能进行仿真分析。结果表明:喷管材料的烧蚀率随推进剂中Al质量分数的增加而降低,在Al质量分数为15%、18%、21%的工况下,无纬布复合毡穿刺C/C复合材料喷管的烧蚀率均低于石墨材料喷管,差值为0.045~0.070 mm/s;烧蚀过程在约4 s时达到稳定状态,烧蚀率在喷管喉部前端达到峰值;烧蚀率在低温下主要受温度影响,高温下则主要受组分扩散速率的影响;喷管喉部的烧蚀率在材料x、y方向上随热导率的增大而增大,在材料z方向上则随热导率增大而减小。 展开更多
关键词 穿刺c/c复合材料 固体火箭发动机 喷管 烧蚀率 烧蚀模型 单胞模型
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Ti-Zr-Hf-Si合金熔体对C/C复合材料的润湿性能影响研究
10
作者 吴靓 刘达 +1 位作者 王博 陈翀 《金属加工(热加工)》 2025年第9期107-112,119,共7页
高温下将合金熔体引入C/C复合材料孔隙中,并与预先沉积的基体材料发生原位反应,从而形成的超高温陶瓷具有高强度、高熔点和优异的导热性,对于高温及热防护材料的性能需求愈发严苛的今天具有重要意义。聚焦(Ti,Zr,Hf,Si)高温合金的润湿性... 高温下将合金熔体引入C/C复合材料孔隙中,并与预先沉积的基体材料发生原位反应,从而形成的超高温陶瓷具有高强度、高熔点和优异的导热性,对于高温及热防护材料的性能需求愈发严苛的今天具有重要意义。聚焦(Ti,Zr,Hf,Si)高温合金的润湿性,以座滴法为原理,采用YG0020-2300型超高温熔体表面张力润湿性测量仪测量多元合金熔体在热解碳材料上的润湿性,旨在深入剖析润湿性的影响因素与内在机制。结果表明:Ti∶Zr∶Hf∶Si的原子比为3∶12∶4∶2时,其润湿角仅为0.58585422°,此时Ti-Zr-Hf-Si合金熔体具有最好的润湿性能。 展开更多
关键词 Ti-Zr-Hf-Si合金 c/c复合材料 润湿性 座滴法
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高熵合金钎焊C/C-GH4169接头的微观组织及力学性能 被引量：4
11
作者 姜伟 于康 +2 位作者 李心怡 代吉祥 沙建军 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第2期429-436,共8页
采用Nb_(0.74)CoCrFeNi_(2)高熵粉末钎料对C/C复合材料与GH4169进行钎焊连接,研究了钎焊温度和保温时间对接头微观组织和抗剪切强度的影响,揭示了钎焊接头的形成机制。结果表明,钎焊接头典型结构为:Cr_(23)C_(6)+(Cr,Ni)_(23)C_(6)/(Cr,... 采用Nb_(0.74)CoCrFeNi_(2)高熵粉末钎料对C/C复合材料与GH4169进行钎焊连接,研究了钎焊温度和保温时间对接头微观组织和抗剪切强度的影响,揭示了钎焊接头的形成机制。结果表明,钎焊接头典型结构为:Cr_(23)C_(6)+(Cr,Ni)_(23)C_(6)/(Cr,Ni)_(3)C_(2)+NbC/fcc+Ni(s,s)_(2)+NbNi_(3)。随着反应的进行,复合材料侧界面上Cr元素逐渐被消耗,形成了独特的梯度界面结构,有利于缓解接头残余应力。随着钎焊温度升高或保温时间延长,焊缝内部缺陷逐渐消失,但脆性界面反应层厚度急剧增加,导致接头抗剪切强度呈现先升高后降低的趋势。当钎焊温度为1260℃,保温时间为25 min时,钎焊接头室温抗剪切强度最高为139.6 MPa,1000℃高温抗剪切强度依然高达89.7 MPa。高抗剪切强度源于焊料向C/C复合材料侧扩散渗入,形成了较强的界面反应结合。 展开更多
关键词 c/c复合材料 高温合金 活性钎焊 高熵合金 异种接头
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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
12
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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碳组分对轨道交通C/C-SiC制动盘摩擦性能的影响
13
作者 吴小军 张栖岩 +3 位作者 史耀君 杨云鹏 庞菲 胡一杰 《轨道交通材料》 2025年第1期10-15,共6页
采用2.5D无纬布/网胎叠层针刺预制体,通过化学气相渗透、树脂浸渍碳化制备了密度1.40~1.45 g/cm^(3)的热解碳、热解碳-树脂碳组分C/C坯体,再经高温热处理、净尺寸加工及反应熔渗硅获得两种C/C-SiC制动盘,分析了碳组分对C/C-SiC材料物相... 采用2.5D无纬布/网胎叠层针刺预制体,通过化学气相渗透、树脂浸渍碳化制备了密度1.40~1.45 g/cm^(3)的热解碳、热解碳-树脂碳组分C/C坯体,再经高温热处理、净尺寸加工及反应熔渗硅获得两种C/C-SiC制动盘,分析了碳组分对C/C-SiC材料物相含量、微观结构的影响;通过1∶4高速列车台架试验,对比研究了两种C/C-SiC制动盘匹配粉末冶金闸片,在不同制动压力、制动速度下的摩擦性能。结果表明,不同碳组分材料的陶瓷化性能有一定差异,树脂碳的引入改善了孔隙结构,产生均匀的陶瓷相,残留Si少,制备的C/C-SiC更致密。在50~300 km/h制动速度下,摩擦因数变化呈先快速上升后缓慢下降再逐渐平稳的趋势,150 km/h制动速度下两种制动盘摩擦因数均接近峰值;随着制动压力增加,热解碳组分C/C-SiC盘的摩擦因数呈下降趋势,热解碳+树脂碳双组分C/C-SiC盘的摩擦因数稳定在0.60~0.72。 展开更多
关键词 碳组分 摩擦性能 c/c-Sic制动盘 反应熔渗 微结构
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C/C复合材料表面SiC纳米线制备及生长机制研究
14
作者 强新发 董茂恒 +3 位作者 陈翔宇 张程智 邹红飞 查时龙 《南京工程学院学报(自然科学版)》 2025年第4期29-35,共7页
针对C/C复合材料的高温氧化问题,通常采用硅基陶瓷涂层来提高其抗氧化性能,但该涂层脆性较高、与基体间存在热膨胀系数失配、易在热应力作用下产生裂纹是目前面临的关键技术难题.本研究采用化学气相反应法(CVR)在C/C复合材料表面原位合... 针对C/C复合材料的高温氧化问题,通常采用硅基陶瓷涂层来提高其抗氧化性能,但该涂层脆性较高、与基体间存在热膨胀系数失配、易在热应力作用下产生裂纹是目前面临的关键技术难题.本研究采用化学气相反应法(CVR)在C/C复合材料表面原位合成SiC纳米线,将其作为增强相以改善涂层韧性.通过对以SiO_(2)、Si和C为反应源、Ni为催化剂的反应体系进行研究,探讨了不同原料配比对合成SiC纳米线形貌、结构与生长特性的影响规律.研究结果表明,当粉料配比为SiO_(2)∶Si∶C=1∶1∶6时,能够合成直径介于30~80 nm、长度达数十微米且结晶性良好的SiC纳米线.该纳米线的生长遵循气-液-固机制,其顶端存在的Ni催化剂颗粒及表面覆盖的非晶态SiO_(2)层为该机制提供了直接试验证据.本研究为在C/C复合材料表面可控合成SiC纳米线提供了可行方法,所制备的SiC纳米线在构建高性能抗氧化的韧性陶瓷涂层方面展现出巨大应用潜力. 展开更多
关键词 c/c复合材料 SIc纳米线 化学气相反应 气-液-固机制 微观结构
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Tufting缝合C/C复合材料制备与力学性能 被引量：2
15
作者 刘苏骅 严钰轩 +1 位作者 嵇阿琳 肖春 《复合材料学报》 北大核心 2025年第5期2547-2556,共10页
采用Tufting缝合机器人研制碳纤维缝合预制体,通过改变预制体结构与致密化方式,制备具有不同结构的缝合C/C复合材料,探讨基体类型、网胎引入、针刺工艺等对缝合C/C复合材料力学性能的影响规律,并探讨力学性能影响机制。结果表明:在完全... 采用Tufting缝合机器人研制碳纤维缝合预制体,通过改变预制体结构与致密化方式,制备具有不同结构的缝合C/C复合材料,探讨基体类型、网胎引入、针刺工艺等对缝合C/C复合材料力学性能的影响规律,并探讨力学性能影响机制。结果表明:在完全相同的预制体结构条件下,采用化学气相沉积工艺致密的缝合C/C拉伸模量和拉伸强度更高,采用化学气相沉积+糠酮树脂浸渍碳化工艺制备的缝合C/C具有更加优异的层间剪切性能与弯曲性能。在完全相同的复合致密条件下,网胎层的加入对于提高C/C复合材料弯曲、剪切性能有积极的作用,逐层针刺+缝合C/C复合材料强度性能优于缝合C/C复合材料,但因针刺工艺的引入削弱了缝合C/C复合材料的“假塑形”变形能力。 展开更多
关键词 缝合 c/c 复合材料 预制体结构 力学性能
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C/C复合材料表面陶瓷涂层研究进展 被引量：1
16
作者 王硕博 刘可立 +6 位作者 宋运泽 王兵 杨超 董健 柳彦博 刘玲 王琴 《推进技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能... 在C/C复合材料表面制备抗氧化烧蚀的陶瓷涂层,将超高温、高冲刷、含氧的服役环境与基体隔离开来,是延长其在极端环境下使用寿命的有效方法之一。表面涂层技术种类丰富,工艺简单,耗时短,制备成本相对较低,既能赋予基体抗氧化和耐烧蚀性能,又不会显著影响基体的高温力学性能,有力地促进了C/C复合材料在航空航天领域的应用。本文从涂层的结构和成分出发,对现有涂层体系进行了梳理,再结合涂层的化学组成特点,系统综述了表面陶瓷涂层领域的最新研究进展,并对多种纳米结构增强涂层策略进行分析,最后展望了表面涂层技术面临的新挑战和发展方向。 展开更多
关键词 热防护 c/c复合材料 陶瓷涂层 表面涂层技术 抗氧化 耐高温 综述
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添加SiC对C/C复合材料与AlN陶瓷钎焊接头组织及性能的影响
17
作者 傅孟春 吴畏 +3 位作者 林盼盼 林铁松 何鹏 邵天巍 《焊接学报》 北大核心 2025年第11期36-43,52,共9页
为了构建C/C复合材料与AlN陶瓷的热适配接头,采用AgCuTi+SiC复合钎料实现了二者的活性钎焊连接.研究了SiC添加量对界面组织及力学性能的影响规律,对界面反应和应力缓释机理进行分析.钎焊接头典型组织为C/C复合材料/TiC/Cu(s,s)+Ag(s,s)+... 为了构建C/C复合材料与AlN陶瓷的热适配接头,采用AgCuTi+SiC复合钎料实现了二者的活性钎焊连接.研究了SiC添加量对界面组织及力学性能的影响规律,对界面反应和应力缓释机理进行分析.钎焊接头典型组织为C/C复合材料/TiC/Cu(s,s)+Ag(s,s)+SiC+Ti_(3)SiC_(2)+Ti_(5)Si_(3)+TiC/TiN/AlN,接头抗剪强度随着SiC第二相含量的增加呈现先增大后减小的变化规律,当SiC添加含量为3%(质量分数)、钎焊工艺参数为820℃/15 min时,抗剪强度达到最大值为27 MPa.结果表明,SiC增强相的引入可以调控钎料热膨胀系数,在钎缝与母材间形成梯度过渡,有效缓解钎缝中心区域与两侧母材之间因热膨胀系数不匹配而导致的较大残余应力,从而提升接头强度. 展开更多
关键词 c/c复合材料 ALN陶瓷 复合钎料 界面组织 力学性能
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基于蒙特卡洛的C/C复合材料CT无损检测散射影响分析与校正方法
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作者 侯仲军 金珂 +2 位作者 周星明 孙跃文 徐林 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第2期92-98,共7页
针对C/C复合材料CT无损检测过程中探测器接收到的散射光子成分造成的图像模糊问题,基于C/C复合材料CT检测过程,本文建立了描述检测过程中射线光子束的输运、吸收、散射等多物理过程的数理模型,结合蒙特卡洛算法原理对模型进行求解,在此... 针对C/C复合材料CT无损检测过程中探测器接收到的散射光子成分造成的图像模糊问题,基于C/C复合材料CT检测过程,本文建立了描述检测过程中射线光子束的输运、吸收、散射等多物理过程的数理模型,结合蒙特卡洛算法原理对模型进行求解,在此基础上针对C/C复合材料的检测需求提出了一种基于光子输运过程的校正算法,对不同规格尺寸C/C复合材料、不同扫描方式进行了对比分析。结果表明,本文建立的模型可准确描述CT检测过程中射线光子束的输运、吸收、散射等多物理过程,提出的校正算法可以有效降低散射光子的噪声干扰,提高图像质量,随着C/C复合材料构件的增大,图像质量受散射光子影响越明显,而被检测产品尺寸越小,散射校正效果越好,检测灵敏度越高。该方法能有效提升图像的密度分辨能力,提升C/C复合材料缺陷的检出能力。 展开更多
关键词 c/c复合材料 cT检测 蒙特卡洛模拟 散射校正
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30 cm C/C复合材料离子光学系统研制与性能评价
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作者 高斌 王东升 +5 位作者 俞钧 李娟 贾艳辉 谷增杰 胡竟 王大年 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第6期843-852,共10页
面向未来离子电推进深空探测、无拖拽控制等星际航行的应用需求,结合传统离子光学系统在轨任务中离子溅射、热载冲击等故障,开展了30 cm一体构型C/C复合材料离子光学系统研制与评价研究。基于自研LIPS-300离子推力器建立离子光学系统输... 面向未来离子电推进深空探测、无拖拽控制等星际航行的应用需求,结合传统离子光学系统在轨任务中离子溅射、热载冲击等故障,开展了30 cm一体构型C/C复合材料离子光学系统研制与评价研究。基于自研LIPS-300离子推力器建立离子光学系统输入与输出参数关系,优化C/C复合材料工艺实现薄壁多孔结构设计,采用宽范围束流适应性测试、热稳定性测试综合评价新型离子光学系统与放电室的匹配性及有效性。结果表明:采用连续纤维栅极与短切纤维接口一体成型设计缓解了薄弱结构的热冲击损伤问题;30 cm C/C复合材料离子光学系统实现了165~620 W宽范围束流持续点火,推力由12.23 mN线性上升至104.43 mN,拟合误差优于±6%,比冲由520.68 s阶梯上升至3250.25 s;束流发散角由31.52°下降至27.42°,推力偏角小于1.2˚;束流平直度提升5.14%;栅极热态微位移±0.01 mm,稳态栅间距较传统钼栅极提升9.5%~12.2%。 展开更多
关键词 c/c复合材料 离子推力器 离子光学系统 栅极 试验研究
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前高温热处理对RMI制备C/C-SiC复合材料影响 被引量：1
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作者 马飞 孙守业 +3 位作者 雷步越 杨晓恬 黄鹏 罗瑞盈 《炭素技术》 北大核心 2025年第2期29-39,共11页
通过化学气相渗积法(CVI)制备C/C多孔体,经高温热处理后,利用反应熔渗法(RMI)制得C/C-SiC复合材料。通过设置1 600,1 800,2 200℃3个温度点对C/C多孔体进行高温热处理,研究了中高温区间的变化对C/C-SiC复合材料微观结构和性能的影响。... 通过化学气相渗积法(CVI)制备C/C多孔体,经高温热处理后,利用反应熔渗法(RMI)制得C/C-SiC复合材料。通过设置1 600,1 800,2 200℃3个温度点对C/C多孔体进行高温热处理,研究了中高温区间的变化对C/C-SiC复合材料微观结构和性能的影响。结果表明:通过对C/C多孔体热处理,可以改善基体炭结构,Si晶体的衍射峰偏移可能受到内应力的影响;随着热处理温度的增加,C/C多孔体的孔隙率和石墨化程度不断上升,C/C-SiC复合材料孔隙率不断下降,SiC含量不断上升,2 200℃前热处理下C/C-SiC复合材料孔隙率由6.57%降低至3.29%,SiC基体含量由26.93%升高至40.32%,未经前热处理的C/C-SiC复合材料最大弯曲强度为258.07 MPa,表现出一定脆性特点,经1 800℃前热处理的C/C-SiC复合材料弯曲强度值最高,达到303.02 MPa,2 200℃前热处理后C/C-SiC复合材料弯曲模量最大为38.24 GPa,但强度没有显著提高,原因可能是高温对纤维的损伤作用削弱了纤维的强度。 展开更多
关键词 c/c-SIc复合材料 反应熔渗法 高温热处理 弯曲性能
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