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2019-03目录
2019, 39(3) :0-0.
[摘要](196) [HTML全文](141) [PDF 1007KB](12)
摘要:
化学气相沉积法制备吸波型SiCN陶瓷的研究进展
穆阳阳, 涂建勇, 薛继梅, 叶昉, 成来飞
2019, 39(3) :1-9. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000132
[摘要](377) [HTML全文](193) [PDF 2126KB](26)
摘要:
化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术,具有制备温度低、所得材料均匀致密、可实现近尺寸成型等优点,是制备功能材料的常用方法之一。本文综述了几种常见的CVD方法,如常压化学气相沉积(atmospheric pressure chemical vapor deposition,APCVD)、低压化学气相沉积(low pressure chemical vapor deposition,LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)以及激光辅助化学气相沉积(laser assisted chemical vapor deposition,LACVD);重点阐述了采用LPCVD在较低温度下制备SiCN陶瓷吸波剂的工艺参数,提出了LPCVD是制备新型吸波陶瓷的主要方法。
笼型倍半硅氧烷(POSS)的官能化、杂化以及在改性环氧树脂中应用研究进展
杨胜, 陈珂龙, 王智勇, 张桐, 崔溢
2019, 39(3) :10-24. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2019.000010
[摘要](111) [HTML全文](66) [PDF 1095KB](8)
摘要:
笼型倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)具有独特的结构和良好的耐热性,对POSS进行官能化后可得到高性能的新型有机-无机杂化材料,在很多领域具有潜在应用价值。本文综述了POSS的合成、官能化的相关问题。POSS的种类很多应用范围广泛,但是价格相对昂贵,限制了POSS在许多领域内的发展规模;POSS可作为环氧树脂的改性剂,具有明显的增强、增韧效果,并显著提高固化环氧树脂的耐热性能,但是由于POSS的纳米尺寸效应,导致其在树脂中的添加量有限。未来随着POSS合成成本的降低、改性树脂手段的不断进步,POSS在热固性树脂改性领域应用范围必将不断扩大。
单晶高温合金弹性模量和泊松比测试方法的现状分析
赵澎涛, 于慧臣, 何玉怀
2019, 39(3) :25-34. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2019.000019
[摘要](128) [HTML全文](69) [PDF 721KB](15)
摘要:
针对单晶高温合金等材料弹性常数表现出的各向异性特点,归纳了现有用于单晶高温合金弹性模量和泊松比的两种主要测试方法:静态法和动态法。分析单晶高温合金弹性模量和泊松比的国内外研究现状,总结目前国内外研究中存在的主要问题及可行的解决途径,并指出:单晶高温合金弹性模量和泊松比测试缺乏专门的测试标准;相比国外,国内在测试与表征技术研究方面还存在明显的差距,工程应用中往往忽视晶体取向对弹性模量和泊松比的影响,因此有必要针对现有的测试标准和方法对测量单晶高温合金弹性常数的误差影响进行评估,制定适用于单晶高温合金的测试标准。同时,详细阐述在考虑晶体取向的影响下,通过对晶体取向指数与弹性模量的线性回归分析,建立单晶高温合金DD6材料弹性模量和泊松比与晶体取向的定量关系的过程。
形状记忆合金薄板低速冲击载荷下热力耦合行为分析
任旋畅, 王骏, 许英杰, 张卫红
2019, 39(3) :35-43. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000136
[摘要](178) [HTML全文](102) [PDF 1389KB](16)
摘要:
进行形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)薄板不同冲击能量条件下低速冲击实验,以SMA热力学本构模型为理论基础,通过数值手段对超弹性SMA薄板的冲击响应进行仿真分析,探究冲击载荷作用下SMA热力耦合行为特征。结果表明:数值仿真结果与实验数据吻合良好,有效表征了SMA薄板冲击过程中的变形、相变、耗散、温变等热力耦合行为特征。
TB17钛合金高温压缩变形行为
朱鸿昌, 罗军明, 朱知寿
2019, 39(3) :44-52. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000103
[摘要](167) [HTML全文](117) [PDF 1744KB](23)
摘要:
通过Gleeble 3800热模拟试验机对TB17钛合金在变形温度860~980 ℃、应变速率为0.001~1 s–1、最大变形量为70%下高温变形行为进行研究。通过材料参数与真应变之间的关系,利用Arrhenious本构方程关系式和Z参数建立流变应力和变形温度、应变速率和真应变三者之间的本构关系,并对组织进行分析。结果表明:TB17钛合金在应变速率为0.001~0.01 s–1、变形温度为890~980 ℃下更容易发生连续动态再结晶,而在应变速率为0.1~1 s–1下主要发生不连续动态再结晶;误差分析结果显示计算值与实测值平均相对误差为6%,说明建立的本构关系模型具有较高的准确度。
浇注系统对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响
胡海涛, 张熹雯, 朱春雷, 李胜, 张继
2019, 39(3) :53-61. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000106
[摘要](165) [HTML全文](106) [PDF 997KB](14)
摘要:
采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16 mm增加到20 mm,并进一步设计成入口处直径20 mm、远端直径16 mm的锥形,杆形件补缩通道被阻塞的趋势逐渐减小,用于补缩的金属液温度提高,凝固时间逐渐增长,因而补缩效果提高,杆形件缩孔缺陷水平逐渐降低;基于杆形件的锥形设计,相比无补缩冒口的杆形件,增加环形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势减弱,凝固时用于补缩的金属液温度降低,凝固时间缩短,因而补缩效果降低,缩孔缺陷水平略有提高;增加锥形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势增强,凝固时用于补缩的金属液温度提高,凝固时间增长,因而补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。优选最佳设计进行了浇注实验,杆形件剖面最大缺陷孔隙率平均值与模拟实验的结果基本一致。
固溶温度对含铪高钨K416B镍基高温合金组织的影响
侯桂臣, 苏海军, 谢君, 荀淑玲, 于金江, 孙晓峰, 周亦胄
2019, 39(3) :62-68. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000086
[摘要](158) [HTML全文](111) [PDF 4760KB](24)
摘要:
通过对含铪高钨K416B镍基高温合金进行不同温度固溶处理后的组织形貌观察,研究固溶温度对K416B合金组织的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,在合金元素的扩散作用下,合金中的二次枝晶尺寸略有增大,使枝晶间的共晶含量逐渐减少,促使合金组织致密化;同时合金中的γ′相发生溶解,使其尺寸减小;在高温固溶处理期间,枝晶间区域的初生条状MC相发生分解形成粒状M6C碳化物;而共晶处的大尺寸块状M6C相形态与数量无明显变化;固溶处理使偏聚于枝晶干的元素W向枝晶间扩散,而Hf、Nb、Ti和Cr元素向枝晶干扩散,大幅降低合金各元素的偏析程度。组织研究结果表明,1220 ℃保温4 h为合金组织状态最佳的固溶热处理工艺。
新型含甲基苯基硅芳醚芳炔树脂的制备与性能
牛奇, 唐均坤, 李传, 骆佳伟, 刘晓天, 袁荞龙, 黄发荣
2019, 39(3) :69-74. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2019.000013
[摘要](156) [HTML全文](108) [PDF 821KB](10)
摘要:
以1,4-二(4’-乙炔苯氧基)苯与甲基苯基二氯硅烷为原料,通过格氏反应合成具有二苯醚结构的含甲基苯基硅芳醚芳炔(PSEA-P2)树脂,进而制备其碳纤维增强复合材料。通过核磁共振(1H-NMR)、红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)等分析手段对树脂及其复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:PSEA-P2树脂加工窗口为110~175 ℃,适合复合材料模压成型;树脂浇铸体具有优良的力学强度和耐热性能,在室温~450 ℃未出现玻璃化转变,弯曲强度可达54.3 MPa,氮气下热分解温度Td5达到531 ℃;T300碳纤维增强复合材料室温下弯曲强度可达518.0 MPa,400 ℃下弯曲强度保留率为53%。
BAS粘接碳化硅材料的性能
杨小波, 孙志强, 张冰清, 苗镇江, 王华栋, 吕毅
2019, 39(3) :75-80. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000137
[摘要](109) [HTML全文](78) [PDF 12291KB](6)
摘要:
采用原位生成钡长石为烧结助剂,研究BAS/SiC复相陶瓷的低温无压液相烧结工艺,制备高致密度的陶瓷材料。通过XRD、SEM及力学试验机等研究烧结温度、BAS含量对复相碳化硅陶瓷的致密化、组织结构及力学性能的影响。结果表明:在1800 ℃温度下原位生成了BAS相,运用无压液相烧结法制备出了密度达到3.2 g/cm3的BAS/SiC复相陶瓷;陶瓷中BAS以六方结构析出、SiC颗粒均匀分布;烧结温度不宜超过1800 ℃,温度过高将促使碳化硅颗粒长大,损伤陶瓷材料抗弯强度和断裂韧度;当复相BAS/SiC陶瓷中BAS质量分数为30%时,弯曲强度达到413 MPa,模量达到210 GPa,断裂韧度达到5.03 MPa•m1/2
双马来酰亚胺/聚醚砜复相树脂相结构与热性能
董慧民, 安学锋, 闫丽, 钱黄海, 程丽君, 刘丽萍, 李跃腾
2019, 39(3) :81-87. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000092
[摘要](299) [HTML全文](148) [PDF 1083KB](23)
摘要:
利用SEM、DMA和TGA研究双马来酰亚胺(BMI)/聚醚砜(PES)复相树脂微观相结构对热性能的影响。结果显示:BMI/PES复相树脂体系发生了相分离现象,当PES添加量达到15 phr时,复相树脂体系中产生了相反转结构,富BMI颗粒相被富PES相紧密包裹;相比于纯BMI树脂,BMI/PES复相树脂中归属于富BMI相的玻璃化转变温度Tg 升高;BMI/PES-5复相树脂中只有一个Tg,其起始模量降低对应的温度升高;随着PES添加量增大,BMI/PES复相树脂高温塑性行为更加明显;由于PES与BMI间良好的界面作用及富PES相的热防护作用,BMI/PES复相树脂的最大热失重温度和残炭率均得到显著增大;树脂体系在氮气氛围中的耐热性要优于空气氛围。
国产T800级碳纤维/环氧树脂复合材料湿热性能
隋晓东, 熊舒, 朱亮, 李烨, 李娜
2019, 39(3) :88-93. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2018.000138
[摘要](99) [HTML全文](54) [PDF 837KB](12)
摘要:
采用扫描电镜、红外图谱分析三种国产T800级碳纤维的物理形貌以及表面上浆剂的化学结构。针对三种国产T800级碳纤维(CCF800)/环氧树脂复合材料在湿热环境下的吸湿行为,研究经不同时间湿热和高温环境下处理后的层间剪切性能,并通过扫描电镜观察湿热处理后的复合材料界面结合状态。结果表明:三种国产T800级碳纤维表面物理形貌相同,而表面化学结构存在一定差异;三种碳纤维环氧复合材料的“饱和”吸湿周期相同,约为54 d,95%饱和吸湿周期也相同,约为30 d;而饱和吸湿量存在明显差异,其中3号纤维上浆剂中由于羟基含量最高,导致其环氧树脂基复合材料吸湿率最高,在高温高湿作用下,层间剪切强度下降最为明显。
含超材料的新型蜂窝夹层结构吸波复合材料
礼嵩明, 吴思保, 王甲富, 鹿海军, 邢丽英
2019, 39(3) :94-99. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2019.000052
[摘要](114) [HTML全文](78) [PDF 1155KB](8)
摘要:
研究含超材料的新型蜂窝夹层结构复合材料的宽频吸波性能,分析吸波蜂窝高度和蜂窝介电性能对含超材料新型蜂窝夹层结构吸波复合材料吸波性能的影响规律。结果表明:吸波蜂窝高度增加有利于提升超材料结构单元的吸收效果;超材料吸波结构与吸波蜂窝的匹配效果随着吸波蜂窝介电性能的提升,先提高后降低,当吸波蜂窝介电常数实部介于1.59~1.84、介电常数虚部介于1.31~1.75时,匹配效果最好;引入超材料结构单元后,含超材料新型蜂窝夹层结构复合材料低频1~2 GHz频率范围的平均吸波性能显著提升,同时材料重量得到大幅度降低。
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