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基于SiC功率器件的新能源汽车电驱动系统效率提升策略
1
作者 刘力 《汽车与新动力》 2026年第1期28-31,共4页
SiC功率器件凭借其优异的电学特性和热学性能,在提升新能源汽车电驱动系统效率方面具有显著优势。为此,依据新能源汽车电驱动系统工作原理,探讨系统效率提升面临的关键技术挑战;从拓扑优化、控制算法改进和散热系统设计等多个维度展开研... SiC功率器件凭借其优异的电学特性和热学性能,在提升新能源汽车电驱动系统效率方面具有显著优势。为此,依据新能源汽车电驱动系统工作原理,探讨系统效率提升面临的关键技术挑战;从拓扑优化、控制算法改进和散热系统设计等多个维度展开研究,提出基于SiC功率器件的系统效率提升策略,以期为提高新能源汽车电驱动系统效率提供理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 新能源汽车 sic功率器件 电驱动系统 效率提升 控制策略
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化学气相渗透2D SiC/SiC窄带随机振动疲劳损伤与性能退化
2
作者 刘明扬 王纯 +6 位作者 程鹏飞 马雪寒 高祥云 由博杰 赵录峰 成来飞 张毅 《无机材料学报》 北大核心 2026年第3期349-358,I0006,共11页
随着航空发动机热端部件对高温性能与轻量化的要求日益严苛,SiC/SiC复合材料凭借其优异的耐高温性、低密度和耐腐蚀性,成为极具应用潜力的替代材料。然而,其服役过程中不可避免地承受复杂振动载荷,振动引发的疲劳损伤已成为限制其工程... 随着航空发动机热端部件对高温性能与轻量化的要求日益严苛,SiC/SiC复合材料凭借其优异的耐高温性、低密度和耐腐蚀性,成为极具应用潜力的替代材料。然而,其服役过程中不可避免地承受复杂振动载荷,振动引发的疲劳损伤已成为限制其工程应用的关键问题。本工作采用化学气相渗透法制备了2D SiC/SiC板材,并加工成两侧具有圆弧状缺口的试样,在一阶振型下开展了窄带随机振动疲劳试验,系统揭示其损伤演化过程及拉伸性能退化规律。研究结果表明,随着等效应力增大,2D SiC/SiC板结构的归一化全时域曲线整体向下偏移,低应力区的响应表现出显著的分散性。基于微结构图像分析,2D SiC/SiC板结构的损伤演化可分为基体损伤、界面损伤和纤维损伤三个阶段,损伤速率呈现快-慢-快的变化趋势。残余拉伸性能结果表明,2D SiC/SiC板结构的拉伸性能呈指数型下降趋势,当共振频率降幅为31.9%时,其拉伸强度、比例极限应力、弹性模量和回弹模量分别下降至270.0 MPa、64.1 MPa、106.3 GPa和0.020 MJ/m^(3),均不足制备态性能的70%。拉伸断口形貌分析表明,基体裂纹和纤维磨损是导致拉伸性能退化的关键因素。本研究为评估2D SiC/SiC板结构在振动环境下的服役可靠性提供了重要依据和实验支撑。 展开更多
关键词 2D sic/sic 随机振动 疲劳损伤 等效应力 拉伸性能
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SiC/SiC涡轮外环设计、制备与热冲击考核验证
3
作者 贺正泽 毋凡 +3 位作者 梁成瑜 刘持栋 李龙彪 刘小冲 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期462-475,共14页
涡轮外环是航空发动机典型热端静止件,是陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)最先实现工程应用的热端部件。针对SiC/SiC涡轮外环纤维预制体设计、氮化硼界面相与SiC基体沉积方法、气膜孔精密加工以及燃气环境热冲击实验方... 涡轮外环是航空发动机典型热端静止件,是陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)最先实现工程应用的热端部件。针对SiC/SiC涡轮外环纤维预制体设计、氮化硼界面相与SiC基体沉积方法、气膜孔精密加工以及燃气环境热冲击实验方法等开展研究,采用二维纤维预制体及针刺工艺制备SiC涡轮外环纤维预制体,在纤维预制体表面采用化学气相沉积(Chemical vapor infiltration,CVI)工艺沉积氮化硼界面相,采用CVI工艺沉积SiC基体,通过激光微加工技术加工SiC/SiC涡轮外环的气膜孔和表面方槽,加工成型后,分别在1 350、1 400和1 450℃开展高温燃气环境热冲击实验,在实验过程中,采用红外热像仪监测SiC/SiC涡轮外环表面温度,获得温度-时间变化曲线,分析了升温、保温、降温阶段的温度变化率及温度变化导致的损伤模式,试验后对SiC/SiC涡轮外环表面进行扫描电镜细观损伤观察,采用X射线断层扫描(Xray computed tomography,XCT)对其内部损伤进行分析,揭示其在不同温度热冲击环境下的细观损伤机制。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 涡轮外环 sic/sic BN界面相 热冲击
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激光增材/渗硅复合成形C_(sf)/SiC复合材料的界面性能研究
4
作者 孙策 陈鹏 +10 位作者 钱锦豪 高夏莉 田海洋 杨辰倩 涂溶 章嵩 杨梅君 韩潇 杨丽霞 史玉升 刘凯 《材料工程》 北大核心 2026年第2期101-112,共12页
激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅(C_(sf)/SiC)复合材料内部C_(sf)易被熔融Si侵蚀,限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题,提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_(sf)表面分别包覆热解碳(PyC)与碳化硅(SiC)涂层,制备了C_(sf)/SiC... 激光增材/渗硅成形碳纤维增强碳化硅(C_(sf)/SiC)复合材料内部C_(sf)易被熔融Si侵蚀,限制了纤维对基体的强韧化效果。针对上述问题,提出采用水热碳化、浸涂裂解工艺在C_(sf)表面分别包覆热解碳(PyC)与碳化硅(SiC)涂层,制备了C_(sf)/SiC复合材料,揭示了纤维表面涂层对C_(sf)/SiC复合材料显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:SiC涂层可阻碍C_(sf)与熔融Si的直接接触,避免二者在界面处发生溶解-沉淀反应,从而保护C_(sf)。相较于添加C_(sf)和C_(sf)@PyC的C_(sf)/SiC复合材料,添加C_(sf)@SiC的C_(sf)/SiC复合材料内部纤维仍保留较好的原始结构,而前两者内部C_(sf)均出现反应侵蚀现象。由于SiC涂层保护而保留下来的纤维通过裂纹偏转、涂层脱粘、纤维拔出等机制在一定程度上提升了C_(sf)/SiC复合材料的弯曲强度和断裂韧度,相较于添加C_(sf)、C_(sf)@PyC的C_(sf)/SiC复合材料分别提高了7.1%和8.3%,最大达到246.09 MPa和3.28 MPa·m^(1/2)。通过纤维表面涂层优化实现了C_(sf)/SiC复合材料强度与韧性的协同提升,为LPBF/LSI制备高性能C_(sf)/SiC复合材料提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 3D打印 激光粉末床熔融 液态渗硅 C_(sf)/sic复合材料 涂层
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腐蚀法制备SiC量子点及其在荧光标记中的应用
5
作者 康杰 丁紫阳 +4 位作者 焦璨 白玲 潘全喜 朱彦敏 宋月鹏 《半导体技术》 北大核心 2026年第1期13-21,共9页
通过HNO_(3)和HF混合腐蚀剂处理自蔓延高温合成的β-SiC微粉,制备出尺寸均匀、分散性良好的水相SiC量子点,研究了腐蚀进程中颗粒微观组织结构演变及光致发光(PL)性能调控机制,并将其应用于镰刀菌的荧光标记及成像。采用透射电子显微镜(T... 通过HNO_(3)和HF混合腐蚀剂处理自蔓延高温合成的β-SiC微粉,制备出尺寸均匀、分散性良好的水相SiC量子点,研究了腐蚀进程中颗粒微观组织结构演变及光致发光(PL)性能调控机制,并将其应用于镰刀菌的荧光标记及成像。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、PL谱及共聚焦荧光显微系统等表征手段,揭示了SiC颗粒在腐蚀过程中的表面氧化、镂空结构形成至超声破碎的微观演变路径,证实其光致发光基于量子限域效应而非表面缺陷。经调控离心层析的超重力系数实现量子点粒径的精准裁剪后,SiC量子点特征发射波长(340nm激发下)由401nm经455nm红移至485nm,宏观荧光颜色相应由蓝绿色经绿色转变为黄绿色。活体细胞的长时程荧光成像结果表明,腐蚀法制备的SiC量子点具有较高的标记稳定性。此外,对抗光漂白机理及标记稳定性进行了初步分析。 展开更多
关键词 sic量子点 腐蚀法 微观组织结构演变 离心层析裁剪 荧光成像
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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
6
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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TiO_(2)对反应烧结SiC陶瓷性能的影响
7
作者 胡苗 鞠茂奇 +3 位作者 陈定 顾华志 黄奥 付绿平 《武汉科技大学学报》 北大核心 2026年第1期31-36,共6页
以SiC粉、炭黑和造孔剂为主要原料,外加不同含量的TiO_(2)粉末,经混料、压制成型、110℃干燥后,通过1740℃真空渗硅烧结1 h制得反应烧结SiC陶瓷,研究了TiO_(2)添加量对反应烧结SiC陶瓷的力学性能和显微结构的影响。结果表明,TiO_(2)的... 以SiC粉、炭黑和造孔剂为主要原料,外加不同含量的TiO_(2)粉末,经混料、压制成型、110℃干燥后,通过1740℃真空渗硅烧结1 h制得反应烧结SiC陶瓷,研究了TiO_(2)添加量对反应烧结SiC陶瓷的力学性能和显微结构的影响。结果表明,TiO_(2)的最佳添加量为9%,此时所制反应烧结SiC陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到294 MPa、4.84 MPa·m^(1/2)。这是因为TiO_(2)和游离Si反应生成了力学性能优异的Ti_(3)SiC_(2)增韧相,同时TiO_(2)能有效降低游离Si的含量并细化其尺寸,从而提高了陶瓷材料的力学性能。 展开更多
关键词 反应烧结sic陶瓷 Ti_(3)sic_(2) 游离Si 力学性能 显微结构
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直接电加热的SiC泡沫乙醇水蒸气催化重整制氢的数值模拟
8
作者 宋旭 鲍泽威 宗文刚 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期768-775,共8页
利用数值模拟方法建立一种直接电加热SiC泡沫催化剂载体的乙醇水蒸气重整制氢反应器模型。基于所建立的数学模型对重整反应器性能进行研究。重点分析入口温度、水醇比、入口流速和电加热功率等因素的影响。以乙醇转化率和反应物的组分... 利用数值模拟方法建立一种直接电加热SiC泡沫催化剂载体的乙醇水蒸气重整制氢反应器模型。基于所建立的数学模型对重整反应器性能进行研究。重点分析入口温度、水醇比、入口流速和电加热功率等因素的影响。以乙醇转化率和反应物的组分浓度作为评价指标。研究结果表明,升高入口温度和电加热功率能为重整反应提供更多热量,从而提高反应温度,促进重整反应进行。当入口温度从873.15 K提高至1073.15 K时,乙醇转化率从95.5%显著提高至98.2%;当电流功率从14 W增至24 W时,乙醇转化率由94.6%升至98.9%。此外,增大水醇比和减小入口流速也可有效提高乙醇转化率。 展开更多
关键词 乙醇 蒸汽重整 数值模型 结构催化剂 sic泡沫 焦耳效应
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基于同步辐射CT与深度学习的C/SiC复合材料带孔试件损伤演化分析
9
作者 刘乔雨 王龙 +2 位作者 侯传涛 李志强 刘武刚 《材料工程》 北大核心 2026年第1期62-73,共12页
通过开展基于同步辐射X射线CT原位观测的力学实验,结合深度学习算法、三维数字图像有限元建模方法和数字体积相关(DVC)方法,研究单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合材料构件的损伤演化行为,实现单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合... 通过开展基于同步辐射X射线CT原位观测的力学实验,结合深度学习算法、三维数字图像有限元建模方法和数字体积相关(DVC)方法,研究单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合材料构件的损伤演化行为,实现单向拉伸载荷作用下中心开孔C/SiC复合材料构件内部损伤纤维束裂纹、基体裂纹及分层等不同类型损伤的智能识别,建立损伤演化与应变集中之间的关系。基于深度学习的损伤识别与量化分析表明中心开孔与初始孔隙均会影响损伤萌生的位置;三维数字图像有限元分析结果揭示了初始孔隙的几何形状对裂纹损伤萌生的影响,而DVC结果展现了纤维束区域较大范围应变集中与分层损伤及最终断裂的关系。纤维束裂纹、基体裂纹及分层这三种损伤形式在一定程度上相互关联,随着载荷增加,临近的分层连通形成基体裂纹,进而可能扩展形成纤维束裂纹;在拉伸载荷下纤维束的主要破坏形式为纤维束断裂及纤维束劈裂、纤维束滑移,试件中心开孔没有改变纤维束的失效模式。 展开更多
关键词 C/sic复合材料 X射线CT原位拉伸实验 损伤 深度学习 数字体积相关 图像有限元
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SiC_(f)/SiC复合材料纳秒激光烧蚀机理研究
10
作者 邸腾达 杨煜珩 +2 位作者 赵卿钰 吴东江 马广义 《表面技术》 北大核心 2026年第2期124-133,共10页
目的建立工艺参数与纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料烧蚀槽尺寸及烧蚀槽形貌的映射关系,揭示不同工艺参数条件下的烧蚀机理,明确烧蚀过程的成分变化规律,为SiC_(f)/SiC复合材料的孔加工和槽加工提供理论指导和工艺基础。方法通过不同... 目的建立工艺参数与纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料烧蚀槽尺寸及烧蚀槽形貌的映射关系,揭示不同工艺参数条件下的烧蚀机理,明确烧蚀过程的成分变化规律,为SiC_(f)/SiC复合材料的孔加工和槽加工提供理论指导和工艺基础。方法通过不同激光能量密度和扫描速度的纳秒激光对SiC_(f)/SiC复合材料进行烧蚀,采用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜以及显微拉曼光谱仪对烧蚀槽形貌尺寸及物相组成进行分析,揭示纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料的烧蚀机理。结果在选定工艺参数范围内,激光能量密度主要影响烧蚀宽度,扫描速度主要影响烧蚀深度,激光能量密度由1.78 J/cm^(2)提高到8.89 J/cm^(2),烧蚀宽度提高了10.06μm。扫描速度由800 mm/s降低到50 mm/s,烧蚀深度提高了76.12μm。结论纳秒激光烧蚀SiC_(f)/SiC复合材料的主要烧蚀产物是SiO_(2)。烧蚀槽内部由于氧分压较小,温度较高,SiC被动氧化会转变为活性氧化,生成SiO和CO等物质。此外,烧蚀过程中SiC会发生分解和蒸发,对材料中SiC的含量和结晶度造成影响。当材料吸收的单位时间激光能量输入较低时,SiC蒸发分解产生的气体反冲压力将熔融液滴抛离,在光斑附近形成半圆形溅射状。当材料吸收单位时间激光能量输入较大时,大部分熔融液滴无法离开烧蚀槽,在烧蚀槽内形成较厚的重铸层和块状堆积物。 展开更多
关键词 纳秒激光 sic_(f)/sic复合材料 形貌特征 去除机理
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原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织及烧结行为的影响
11
作者 程诗淇 冯东 +4 位作者 刘悦 丁国强 茹红强 罗旭东 游杰刚 《材料与冶金学报》 北大核心 2026年第1期53-59,共7页
为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响,以不同纯度的SiC粉体为原料,B4C和C为烧结助剂,利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料,研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明:提高SiC... 为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响,以不同纯度的SiC粉体为原料,B4C和C为烧结助剂,利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料,研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明:提高SiC粉体纯度可以降低粉体的烧结活化能并减少烧结过程中气体的排放量,有利于SiC陶瓷材料的烧结致密化;提高SiC粉体纯度可以细化SiC陶瓷材料的晶粒并提高其显微组织的均匀性,当粉体纯度(质量分数,下同)达到98.8%时,SiC陶瓷材料的平均晶粒尺寸为5.2μm,此时,其相对密度为98.50%,抗折强度为(379±36)MPa,断裂韧性为(5.0±0.6)MPa·m1/2,维氏硬度为(26.4±0.6)GPa,与SiC粉体纯度为96.5%的陶瓷材料相比分别对应提高了2%、57.2%、19.0%和16.3%.SiC粉体纯度的提高不仅可以减少材料内部气孔数量,而且可以细化晶粒,这是SiC陶瓷材料力学性能提高的主要原因. 展开更多
关键词 sic粉体纯度 sic陶瓷材料 无压烧结 显微组织
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农业废弃物稻壳合成SiC和Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体的研究进展
12
作者 周雨奇 喻吉 +5 位作者 陈洋 吴溢馨 龙思怡 邓承继 丁军 吴锦杨 《粉末冶金材料科学与工程》 2026年第1期24-36,共13页
农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻... 农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻壳的成分和结构,再综述传统方法和现有新工艺合成SiC、Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体的反应机理和特点,最后归纳当前稻壳合成SiC和Si_(3)N_(4)/SiC纳米粉体存在的问题,以期为进一步推动开发高品质稻壳基硅化物提供参考。 展开更多
关键词 稻壳 sic纳米粉体 Si_(3)N_(4)/sic纳米复合粉体 合成工艺 反应机理
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静电纺丝法制备微纳含硼SiC纤维及其电磁波吸收性能
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作者 崔婧妍 魏英 +3 位作者 尹洪峰 任小虎 汤云 袁蝴蝶 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期268-280,共13页
目前电磁波污染不仅干扰通信设备且不利于人体健康。此外,国防和信息安全对电磁波吸收材料提出更高要求。然而,制备兼具“薄、轻、宽、强”特性的高效电磁波吸收材料仍有挑战性。本文采用一种简易的方法将硼酸(H_(3)BO_(3))添加到聚乙... 目前电磁波污染不仅干扰通信设备且不利于人体健康。此外,国防和信息安全对电磁波吸收材料提出更高要求。然而,制备兼具“薄、轻、宽、强”特性的高效电磁波吸收材料仍有挑战性。本文采用一种简易的方法将硼酸(H_(3)BO_(3))添加到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)-聚碳硅烷(PCS)前驱体溶液中,经静电纺丝结合高温热解制备出含硼SiC纤维。利用FTIR和TG-FTIR分析了含硼SiC纤维制备过程中的物理化学变化;通过SEM、TEM、XRD、Raman、XPS和ICP-MS等检测手段表征了纤维的微观结构和组成。结果表明,纤维中SiC结晶性不佳,多为微晶,且被SiC_(x)O_(y)无定形相包围。引入的少量H_(3)BO_(3)以B-O键形式存在于无定形相中。当前驱体溶液中H_(3)BO_(3)∶PVP∶PCS质量比为3∶10∶20时,所制得的含硼SiC纤维膜在3 mm厚度下的最小反射损耗(RL_(min))达到-60.31 dB,相应的有效吸收带宽(EAB)为7.44 GHz(10.56~18 GHz),完全覆盖Ku波段(12~18 GHz)。含硼SiC纤维中多种异质界面、极性共价键以及纤维形成的三维导电网络的存在,使得电磁波在材料中被多次反射吸收,从而提高了吸收强度和带宽。此种方法制备的含硼SiC纤维在吸波领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 微纳含硼sic纤维 H_(3)BO_(3) 电磁波(EMW)吸收 静电纺丝 介电损耗
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C/SiC复合材料螺栓的宏/细观性能分析与优化设计
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作者 谭志勇 刘宝瑞 +2 位作者 张宏宇 黄建栋 宁蕙 《强度与环境》 2026年第1期1-9,共9页
螺栓连接件承受拉伸载荷与剪切载荷时具有不同的应力状态。由于C/SiC复合材料的性能特点,其加工制备的螺栓性能受到材料各向异性、纤维织物方式、基体填充效果等宏细微观不同层级的共同影响,存在螺栓杆和螺牙强度破坏的不同模式。本文以... 螺栓连接件承受拉伸载荷与剪切载荷时具有不同的应力状态。由于C/SiC复合材料的性能特点,其加工制备的螺栓性能受到材料各向异性、纤维织物方式、基体填充效果等宏细微观不同层级的共同影响,存在螺栓杆和螺牙强度破坏的不同模式。本文以PIP工艺的C/SiC螺栓为对象开展了常温强度测试,获得不同承载状态的性能、破坏模式和影响因素。进行了宏/细/微观不同层级的一体化数值建模分析并得到与试验一致的结果趋势,由此进一步探讨了织物增强体的连续性、方向性的细观参数影响。针对C/SiC材料存在内部孔隙率、基体裂纹扩展的影响因素,从微观层面完成了螺栓采用碳纳米改性填充的制备和性能测试。通过上述宏观构型、细观织物分析以及SiC基体的微观改进,形成对C/SiC螺栓性能的系统性优化,从而为提升热结构连接提供技术支撑。 展开更多
关键词 C/sic 螺栓 力学性能 宏/细观分析 优化
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籽晶转速对TSSG法生长大尺寸SiC单晶的影响
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作者 李强 苏奕霖 +1 位作者 梁刚强 刘源 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第2期161-166,共6页
通过调整籽晶转速来优化溶液的流动状态和温度分布,以提高顶部籽晶溶液法(TSSG)生长大尺寸(6英寸)4H-SiC晶体的速度。通过COMSOL软件建立二维轴对称模型,模拟分析了大尺寸SiC晶体生长过程中不同籽晶转速下的流场和温度场分布及其对晶体... 通过调整籽晶转速来优化溶液的流动状态和温度分布,以提高顶部籽晶溶液法(TSSG)生长大尺寸(6英寸)4H-SiC晶体的速度。通过COMSOL软件建立二维轴对称模型,模拟分析了大尺寸SiC晶体生长过程中不同籽晶转速下的流场和温度场分布及其对晶体生长速度的影响。结果表明,随着籽晶旋转的增强,溶液流动方向由“逆时针”转变为“顺时针”,生长界面处温度梯度增大,从而提高了SiC晶体的生长速度。籽晶转速小于15 r/min时,溶液中存在多个扰动涡流,径向温度分布相对不均匀,不利于大尺寸晶体稳定生长;籽晶转速在15~200 r/min区间内,随着籽晶转速的增加,溶液逐渐形成了稳定和强烈的顺时针涡流,保证了碳溶质稳定运输,有利于大尺寸晶体的快速生长。籽晶转速为30 r/min时SiC晶体生长速度较低,表面平整;100 r/min时生长速度提高,但晶体出现严重台阶聚束现象和溶剂夹杂。 展开更多
关键词 顶部籽晶溶液法 sic 流场 温度场 有限元分析
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火炮伺服驱动器SiC MOSFET损耗建模及分析
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作者 梁炳炎 马捷 +3 位作者 周鑫 张高生 唐杰 肖文山 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第2期172-181,共10页
火炮伺服驱动器是实现火炮高精度瞄准的关键组成部分,其效能直接影响火炮的射击精度。在驱动器电能变换过程中,功率器件损耗不仅影响系统效率,还会导致系统发热,从而影响驱动器热设计和工作可靠性。针对火炮伺服变负载应用背景,根据SiC ... 火炮伺服驱动器是实现火炮高精度瞄准的关键组成部分,其效能直接影响火炮的射击精度。在驱动器电能变换过程中,功率器件损耗不仅影响系统效率,还会导致系统发热,从而影响驱动器热设计和工作可靠性。针对火炮伺服变负载应用背景,根据SiC MOSFET双向导通特性,对火炮驱动器的功率损耗进行了定量分析。基于火炮伺服工况、永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)数学模型,研究了火炮伺服负载特性;根据空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略、SiC MOSFET器件损耗模型,建立了动态负载工况下伺服驱动器损耗理论模型;在此基础上,研究了火炮角度调转和正弦运动控制2种典型伺服工况下的驱动器功率损耗特性,并搭建了火炮伺服系统仿真模型,对动态负载工况驱动器功率损耗特性进行了试验验证。 展开更多
关键词 火炮伺服工况 伺服驱动器 sic MOSFET 变负载 功率损耗
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镱铝硅酸盐玻璃和SiC改性h-BN基复合材料的制备与性能研究
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作者 张永恒 陈继新 《无机材料学报》 北大核心 2026年第1期37-44,共8页
六方氮化硼(h-BN)陶瓷在工业领域具有重要地位,但由于其特殊的层状结构,h-BN的强度和硬度相对较低,限制了其应用。本研究同时引入镱铝硅酸盐(YbAS)玻璃和硬质颗粒SiC作为增强相,通过原位反应热压烧结的方法制备了一系列h-BN/YbAS/SiC复... 六方氮化硼(h-BN)陶瓷在工业领域具有重要地位,但由于其特殊的层状结构,h-BN的强度和硬度相对较低,限制了其应用。本研究同时引入镱铝硅酸盐(YbAS)玻璃和硬质颗粒SiC作为增强相,通过原位反应热压烧结的方法制备了一系列h-BN/YbAS/SiC复合材料,其中YbAS玻璃含量固定为30%(体积分数),在此基础上研究了SiC含量对复合材料性能的影响。研究表明,YbAS玻璃和SiC协同作用能够显著提升h-BN基复合材料的强度和韧性。当SiC体积分数为30%时,复合材料的室温力学性能达到最佳,其弯曲强度、压缩强度、断裂韧性、维氏硬度和弹性模量分别为(462±5)MPa、(1465±58)MPa、(5.5±0.3)MPa·m^(1/2)、(4.7±0.3)GPa和140 GPa。其强化机制在于:当SiC含量达到一定比例后,其在复合材料中起到支撑作用,能够有效承担外部载荷,从而增强复合材料。同时,SiC在烧结过程中可以有效抑制h-BN晶粒长大,实现细晶强化。此外,复合材料具有良好的高温力学性能和较低的热导率,其热膨胀系数与h-BN的结构和YbAS玻璃的转变温度有关。本研究为h-BN陶瓷材料的强韧化提供了一种有效途径。 展开更多
关键词 h-BN基复合材料 YbAS玻璃 sic 力学性能 热学性能
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高速开关下SiC MOSFETs阈值电压漂移
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作者 吴彬兵 冉立 +1 位作者 丰昊 林泓宇 《高电压技术》 北大核心 2026年第2期716-731,共16页
SiC MOSFETs作为宽禁带半导体在实际应用中可实现高速高温运行。然而,SiC/Si O2表面陷阱所引发的阈值电压漂移是阻碍SiC MOSFETs高效使用的重要可靠性问题。开通过程所导致的阈值电压漂移机理已被报道,但在高速开关应力下尤其是关断过... SiC MOSFETs作为宽禁带半导体在实际应用中可实现高速高温运行。然而,SiC/Si O2表面陷阱所引发的阈值电压漂移是阻碍SiC MOSFETs高效使用的重要可靠性问题。开通过程所导致的阈值电压漂移机理已被报道,但在高速开关应力下尤其是关断过程对阈值电压漂移的物理解释鲜有研究。首先,提出一种驱动电流可调的老化方法满足了高速开关运行和结构简单的硬件需要。据此,探究了高速开关应力下SiC MOSFETs阈值电压漂移规律尤其是关断过程对其的影响。在不同开关速度下,关断过程对阈值电压漂移的影响呈现出一种双重效应,即存在正面影响也存在负面影响,并且这种影响与器件温度存在强耦合关系。接着,基于隧穿理论建立了相应物理解释模型并进行了实验验证。该研究不仅可作为一种机理去解释上述漂移规律,而且可为高速开关应用中的SiC MOSFETs阈值电压漂移抑制提供方法指导。 展开更多
关键词 sic MOSFETs 高速开关 阈值电压漂移 关断过程 温度影响
原文传递
一种SiC/Si混合五电平逆变器及其优化调制策略
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作者 莫文逸 张犁 邹宇航 《电源学报》 北大核心 2026年第1期40-50,共11页
提出了1种SiC/Si混合五电平逆变器拓扑及其优化调制策略,所提拓扑由4支SiC MOSFET和4支Si IGBT组成,通过直流侧分裂电容构成五电平结构;所提调制策略中所有高频开关损耗由4支SiC MOSFET承担,4支Si IGBT仅承担通态损耗与部分结电容充放... 提出了1种SiC/Si混合五电平逆变器拓扑及其优化调制策略,所提拓扑由4支SiC MOSFET和4支Si IGBT组成,通过直流侧分裂电容构成五电平结构;所提调制策略中所有高频开关损耗由4支SiC MOSFET承担,4支Si IGBT仅承担通态损耗与部分结电容充放电损耗。损耗建模分析表明,所提SiC/Si混合调制策略能够优化器件损耗分布,充分发挥SiC MOSFET的低开关损耗优势与Si IGBT在大电流条件下的低通态损耗优势。相比于全-Si方案,所提SiC/Si混合方案在大幅提高变换效率的同时仅少量增加硬件成本;相比于全-SiC方案,所提SiC/Si混合方案在实现相近效率性能的同时大幅降低硬件成本,且SiC/Si混合方案在重载工况下的效率优于全-SiC方案。最后,搭建4 kW SiC/Si混合五电平逆变器实验平台,验证所提SiC/Si混合五电平逆变器拓扑及其优化调制策略的可行性与有效性。 展开更多
关键词 五电平逆变器 sic/Si混合 脉宽调制 损耗分析 效率
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SiCf/SiC复合材料涡轮导叶气膜冷却效果
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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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