【摘 要】
:
随着传统高温合金逐步逼近温度使用极限,SiC/SiC复合材料因优异的耐高温、抗氧化、耐蠕变等优异性能,在新一代航空发动机领域呈现出极大的应用前景。SiC/SiC复合材料通常由SiC纤维、界面相、SiC基体等组分构成。其中,界面相起到调节纤维/基体结合力、提高材料整体损伤容限、保护纤维免受高温氧化环境侵蚀等重要作用。在多种陶瓷基复合材料界面相制备方法中,电泳沉积(EPD)工艺设备简单并可常温制备、耗
论文部分内容阅读
随着传统高温合金逐步逼近温度使用极限,SiC/SiC复合材料因优异的耐高温、抗氧化、耐蠕变等优异性能,在新一代航空发动机领域呈现出极大的应用前景。SiC/SiC复合材料通常由SiC纤维、界面相、SiC基体等组分构成。其中,界面相起到调节纤维/基体结合力、提高材料整体损伤容限、保护纤维免受高温氧化环境侵蚀等重要作用。在多种陶瓷基复合材料界面相制备方法中,电泳沉积(EPD)工艺设备简单并可常温制备、耗时短、环境污染小,是一种比较适于构建SiC/SiC复合材料界面相的工艺方法。另外,近年来单纤维束为增强体的Mini复合材料形式因制备过程简单、成本低被广泛应用于陶瓷基复合材料研究。因而本文基于Mini复合材料形式,利用EPD法制备了Mini SiC/SiC复合材料的BN界面相,以期探索简易、高效、高质量的陶瓷基复合材料界面相制备方法。因Mini复合材料缺乏相应的力学性能测试标准,本文系统探索了不同应变速率下无界面相处理的Mini SiC/SiC复合材料拉伸性能的变化规律,并分析了相关影响机理。同时,以Michaelis-Menten函数和广义线性函数,构建了复合材料的拉伸强度-应变模型。以Weibull函数分析了拉伸强度-应变曲线在统计学上的物理意义,获得了单应变速率因素与拉伸强度的关系。优化了EPD法沉积BN界面涂层的悬浮液及纤维改性参数,研究了EPD条件对沉积效果的影响规律,分析了相应的沉积机理。结果表明:EPD过程中,电压显著影响沉积效果,电压过高则BN沉积不均匀,电压过低则沉积量不足,10 V为适宜的沉积电压。研究了不同EPD电压沉积BN界面相的Mini SiC/SiC复合材料的常温及抗氧化性能的变化规律,分析了所制备BN界面相对材料性能的影响机制。结果表明:10 V沉积电压下,BN界面相较均匀,纤维拔出与脱粘现象较明显,界面相可发挥良好的纤维/基体界面结合调控作用,复合材料拉伸强度与应变较无界面相的分别提高了45.13%和69.42%。在600℃-1000℃空气中氧化1 h后,复合材料的拉伸强度与强度保留率较无界面相的明显提高,说明BN界面相对SiC纤维起到了显著的抗氧化保护作用,主要原因是在纤维/界面相、界面相/基体处形成了熔融态的硼硅酸盐玻璃相BxSiyOz。
其他文献
晶粒组织的细化已被证明可以有效提升奥氏体不锈钢的综合力学性能。然而,晶粒细化对奥氏体不锈钢点蚀行为的影响规律及其作用机制目前还没有统一认识,尤其晶粒细化对不锈钢自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和点蚀电位的影响规律存在许多相互矛盾的研究报道。这可能归结于不同研究中采用了不同的组织细化工艺,引入了除晶粒尺寸以外的其它影响因素。为此,现采用高能球磨+热等静压烧结制备出具有不同晶粒尺寸完全再结晶的不锈钢,以最大
迫在眉睫的能源短缺和环境问题促使人类开发新能源,而电催化水分解被认为是生产氢能最有潜力的技术之一。作为最先进的高活性催化剂,Ir O2、Ru O2等贵金属基电催化剂能显著降低阳极析氧反应过电位。然而,因为其昂贵的价格和较差的稳定性,阻碍了工业化电解水制氢进程。因此,开发高性能非贵金属基电催化剂是目前研究的热点。由多主元金属构成的高熵合金具有独特的物理化学性质,具有丰富的活性中心、强烈的协同效应和熵
整装轻量化是提高航天器承载能力的重要关键技术,而高比强度材料和整体化结构是实现轻量化的两个重要途径。拉杆作为飞行器的重要承力连接构件,对零件轻量化和机械性能有较高要求。传统拉杆制造方法是将缩口成形后的零件与其他技术的复合,这种复合工艺不但制造周期长、工序多、效率低,而且成形出的拉杆接头强度低、质量重、使用寿命短。针对这些问题,本文提出了钛合金薄壁管缩口增厚成形工艺,采用在管坯增厚区进行攻螺纹的方式
硫氧镁水泥是轻烧氧化镁粉与硫酸镁溶液按特定的比例混合凝结成型之后,具有气硬性特性的无机胶凝材料。因其相较于其他镁质水泥材料,原材料来源广泛、成本较低,成型过程水化放热量少、能耗小,且具有早期强度高、低密度、良好的耐火性与耐候性、能与其他改性材料紧密结合等优点,因此,作为一种新型水泥基材被广泛应用在建筑材料、耐火隔墙、轻质构件、制品修复等领域。由于未经过改性的硫氧镁水泥存在强度不高、耐水性能差、高温
铝(Al)和镁(Mg)合金复合结构具有质量轻、强度高等特性,在航空、航天及汽车等领域具有广泛的应用前景。为了实现Al/Mg合金复合结构的可靠连接,搅拌摩擦焊(FSW)技术被认为是其最佳的连接方法之一。然而,对Al/Mg合金厚板FSW而言,仍存在着许多问题,如焊接热-力场分布极不均匀、金属流动性差、界面易形成脆性金属间化合物(IMCs)及共晶组织等,导致接头成形困难。针对上述问题,本文以15 mm厚
光电化学水分解制氢可以有效缓解能源匮乏带来的一系列的问题,而光电极材料的吸光性能差和载流子分离效率低制约了其广泛应用。为了实现高效的光电化学析氢性能,可主要通过构建异质结、引入缺陷以及负载助催化剂的手段来达到这一目标。因此,本论文主要进行了以下方面的研究:1.使用溶剂热法在Bi OBr表面上沉积Cu S,成功制备出了具有紧密界面结合和强化学作用力的Bi OBr/Cu S高低结复合材料。研究了Bi
随着经济的快速发展和各种金属基础设施的大规模扩建,设施的服役环境恶化,容易导致设备损坏而无法正常使用,甚至导致重大人员伤亡事故。因此直接或者间接产生的腐蚀耗费国家大量的财力物力。腐蚀防护就越发显得重要。现有的防腐蚀材料难以适应新环境下苛刻服役要求。氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)具有优异的综合性能,在涂层防腐领域能够有重要的应用前景。本文将GO、RGO添加进水性环氧涂层中,对改性后的涂
钛合金增材制造技术相较于传统制造技术具有明显优势。但是由于受增材设备成形尺寸和构件变形等问题的限制,大型钛合金构件采用增材制造技术分段制造和焊接技术复合的方式成为了一种有效途径。本文主要研究了电子束熔丝增材制造TC4和TC11钛合金(EBAM-TC4和EBAM-TC11合金)和激光熔化沉积TC4钛合金(LMD-TC4合金)的电子束焊接头微观组织和力学性能,并分析了固溶时效热处理对接头的影响。主要研
黄铜合金是一种性能优秀的合金材料,其在航空航天发动机零件中的使用已经有了一段足够长久的历史。如今,科学技术的发展日新月异,黄铜合金渐渐无法满足目前要求越来越高的行业要求,在其使用过程中,也由于不能适应严酷的工作环境,常常会因为出现表面损伤而不得不废弃,造成大量经济上的损失。为解决黄铜合金在日常工作中出现的缺陷,也为延长其使用寿命,提高其性能,减少浪费提高经济效益,采用具有高耐磨以及高硬度的GH41
低合金钢因其较好的综合力学性能以及低廉的价格而广泛用作火力发电设施、石油化工厂的热端结构材料。在高温服役环境中,合金中的Cr含量对于抗氧化性能有着重要的作用,但是过高Cr含量的Fe-Cr合金会形成脆性相。根据Wanger的经典氧化理论,合金表面保护性Cr2O3氧化膜的形成涉及两个临界Cr含量:(1)NCr(1),实现Cr从内氧化到外氧化转变所需的最低Cr含量,(2)NCr(2),维持现有外Cr2O