氧化铝基纤维/氧化铝复合材料的制备及其性能研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qiuxue6
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
陶瓷基复合材料是一类极具潜力的可应用在航空航天领域的耐高温材料,具有高强度、抗高温、耐腐蚀等特点。其中,氧化铝陶瓷兼具优异的抗热震性能及抗氧化性能,使其在高温环境中表现出色,但氧化铝陶瓷脆性大、韧性差的致命缺点严重限制了其广泛的应用。而连续纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的出现则可以解决氧化铝陶瓷容易发生脆性断裂的致命问题,在航空航天等高温工程领域和热防护领域具有广阔的应用前景。本文研究了氧化铝前驱体溶胶的制备工艺,特别是AlCl3·6H2O、H2O、EtOH的用量对溶胶物化性质的影响。确定了前驱体溶胶最佳原料质量比:m(EtOH):m(H2O):m(AlCl3·6H2O)=5:6:7,制备的前驱体溶胶粘度为13.2 mPa·s,固含量为23.8%、陶瓷产率为13.5%。对900、1000、1100、1200oC热处理后的溶胶的物相分析发现,经过900和1000oC热处理的前驱体溶胶表现为无定型态;经过1100oC及以上温度热处理的前驱体溶胶则完全转变为α-Al2O3相,衍射峰突出,特征峰明显,结晶度好。研究了氧化铝陶瓷料浆的制备工艺,特别是Al2O3粉、H2O、PAM的用量对陶瓷料浆物化性质的影响。确定了氧化铝陶瓷料浆最佳原料配比:m(Al2O3):m(H2O):m(PAM)=500:150:4,制备的陶瓷料浆粘度为310 m Pa·s,质量分数为60%,pH值为10.6,且氧化铝粉体分散均匀、悬浮性好,12 h放置后未发生明显的分层现象,是用于前期提高浸渍效率理想的氧化铝陶瓷料浆。研究了两种氧化铝基陶瓷纤维预制体对氧化铝复合材料性能的影响。密度相同的针刺莫来石纤维预制体增强氧化铝复合材料(Muf/Al2O3)和三维四向铝硅纤维预制体增强氧化铝复合材料(Al-Sif/Al2O3)的弯曲强度分别为110.57 MPa和98.13 MPa,断裂韧性分别为2.21 MPa·m1/2和1.96 MPa·m1/2。结果表明,Muf/Al2O3复合材料力学性能要优于Al-Sif/Al2O3复合材料。对复合材料致密化过程的研究发现,复合材料的致密度和强度随浸渍次数的增加而明显提高,且随着循环浸渍次数的增加,复合材料的浸渍效率逐渐降低,但在浸渍次数达到25~28次时则到达上限。同时由于溶胶的陶瓷产率较低,导致复合材料的制备周期较长,需要经历长达二十几次的循环浸渍过程。由于氧化铝基纤维与氧化铝陶瓷基体的化学相容性较好,二者在高温阶段容易发生强结合现象,导致在高温应用过程中容易出现脆性断裂现象。针对此问题对氧化铝基纤维/氧化铝复合材料的制备工艺进行优化,分别选取了PyC和LaPO4作为纤维界面,以使纤维与基体之间形成弱结合,使纤维起到增韧补强的作用。研究表明,PyC界面对复合材料力学性能的提升相较于LaPO4界面更为明显,PyC-Muf/Al2O3复合材料的密度达到2.19 g/cm3,弯曲强度为123.86 MPa,压缩强度为170.51 MPa,断裂韧性达到了6.8MPa·m1/2,且断裂时从脆性断裂行为变为韧性断裂行为,增韧效果明显。而LaPO4-Muf/Al2O3复合材料的弯曲强度、压缩强度、断裂韧性则分别为102.56 MPa、140.43MPa、5.3 MPa·m1/2,增韧幅度略低于PyC-Muf/Al2O3复合材料。虽然LaPO4界面抗氧化性更好,但在纤维包覆度、力学性能提升方面,PyC界面表现更为优异,在致密化以后基体也能对碳界面起到隔绝空气的作用,降低了氧气对PyC界面的影响。
其他文献
贵州省开阳县热水地区磷矿位于扬子准地台四级地质构造单元贵阳复杂构造变形区之洋水背斜南东翼。矿床属外生沉积类型磷矿床,矿体产于早寒武系牛蹄塘组一段底部(“上磷矿”)和
食管癌侵及胸主动脉是影响食管癌手术切除率的重要原因之一,一般多选择食管癌姑息手术或放弃手术治疗。未行食管癌根治术患者其5年生存率不到20%。我院自1995年7月至2005年12月
文章通过对区域性产业技术研究机构运营现状的分析,提出了投入机制优化、组织与人员管理、知识产权管理提升与激励机制结合等方面的机制改革建议。
糖尿病肾病(DN)是糖尿病常见的慢性并发症之一,主要表现为全身性微血管病变。临床主要特征是高血压、下肢水肿、持续蛋白尿、肾脏功能损伤,严重者晚期可诱发肾衰竭,是导致糖尿病患
考虑北斗二代卫星长期钟差序列中存在的钟跳、粗差及数据缺失现象,提出一种钟差序列的数据质量控制方法。利用频率序列识别钟跳,采用阈值法进行异常数据段剔除以及结合MAD和Baarda数据探测法共同进行粗差探测与剔除,再利用线性内插对缺失数据进行插补,得到干净的钟差序列。实测数据表明,这种钟差质量控制策略可以显著提高北斗钟差序列信息提取的准确性以及钟差预报精度。
脑卒中发生的机制被认为是多元化的,但动脉粥样硬化性血管疾病被认为是缺血性脑卒中(IS)发生的中心环节,如发生在颈部、颅内的动脉血管受累往往可因动脉斑块破裂、血栓脱落等导
基于华北地区2009~2013年半年尺度重力复测资料,利用扣除半年和年周期获得的重力年变率反演计算华北地区地下物质密度变化。结果显示,华北地区总体上呈现东、西两侧的山西地