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高织构热解炭基炭/炭复合材料的制备与力学性能(英文)被引量：5: 2013年; 以天然气为炭源气体,采用等温化学气相沉积工艺对孔隙率为89.5%的短切炭纤维毡进行致密化。经过150h的沉积,所制备的炭/炭(C/C)复合材料的密度达到1.89g/cm3。利用PLM、XRD、SEM以及三点弯曲测试对所制备的C/C复合材料的纤维结构和力学性能进行研究。结果表明:沉积的热解炭基体为高织构热解炭;经过高温石墨化处理后,大幅度地提高了材料的晶粒尺寸与石墨化度,降低了材料的强度和模量,并提高了其韧性。这些力学性能的变化与石墨化处理后材料内部显微结构的变化相关。; 李伟李贺军王杰张守阳杨茜魏建锋; 关键词：化学气相沉积石墨化度力学性能

石墨化处理对双层热解炭基2D C/C复合材料微观结构的影响被引量：13: 2011年; 综合采用偏光显微镜(PLM),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等分析方法,逐层研究了2500℃高温石墨化(HTT)处理前后双层热解炭基2D C/C复合材料的不同织构以及纤维-基体界面的变化。结果表明:HTT处理后,d002值减小,石墨化度显著提高;内层低织构热解炭的断口微观形貌与晶格条纹几乎没有变化,而外层高织构热解炭晶格条纹更加平直,尤其是发现层间裂纹密度明显增大,使得处理后的高织构热解炭在受力时,裂纹易于在层间扩展和偏转,因此可有效提高材料的韧性;同时,纤维-基体界面发生弱化也是提高材料韧性的另一机制。HTT处理前后试样的三点弯曲力学性能试验结果证实了以上机制。; 李伟李贺军张守阳魏建锋王杰李照谦; 关键词：C/C复合材料石墨化处理微观结构

炭布叠层穿刺C/C复合材料螺栓连接件微观组织和力学性能被引量：13: 2012年; 以炭布叠层穿刺结构作为预制体,通过热梯度化学气相沉积(TCVI)工艺,制备了C/C复合材料,并沿不同纤维增强方向加工出C/C复合材料螺栓。考虑到机械加工对C/C复合材料性能的损伤,提出了C/C复合材料螺栓力学性能的测试方法,通过自行设计的模具,对所制备连接件的力学性能进行了测试表征,并利用偏光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM),对C/C复合材料螺栓的微观组织结构及断口形貌进行了分析。结果表明,所制备的螺栓具有较好的抗拉和抗剪能力,沿平行于炭布X-Y面方向(xy向)加工的C/C复合材料连接件具有较高的力学性能,螺柱的抗拉强度和剪切强度分别为52.3 MPa和49.8 MPa,圆柱销剪切强度为52.2 MPa。; 王杰李克智郭领军李贺军李伟高全明李照谦; 关键词：螺栓力学性能

Ni71CrSi中间层钎焊连接C/C复合材料与镍基高温合金GH3044被引量：2: 2013年; 以Ni71CrSi为中间层在1 180℃×30 min的钎焊条件下,对C/C复合材料和镍基高温合金进行钎焊试验。研究了Ni71CrSi对C/C复合材料和表面SiC改性的C/C复合材料的润湿性。利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、万能试验机和微米压痕仪分别对接头的界面组织、显微硬度和剪切断裂过程进行了研究。结果表明,表面未改性的C/C复合材料在连接过程中直接失效,而表面SiC改性的C/C复合材料与镍基合金的接头连接良好,且接头剪切强度达到35.08 MPa,断裂方式呈假塑性断裂。机理分析表明,镍基钎料较好地润湿表面SiC改性的C/C复合材料,接头的显微硬度分布呈中间高两边低的变化趋势,且形成了表面改性C/C/Ni(s.s)+Cr7C3+Ni3Si/Ni(s.s)+Cr3C2+Ni3Si/Ni(s.s)+Cr3C2+MC+Ni3Si/Ni3Si+MC+Ni(s.s)/GH3044界面结构。; 张鑫史小红王杰李贺军李克智; 关键词：镍基高温合金钎焊

碳纳米管增强YAST微晶玻璃连接C/C复合材料与LAS陶瓷被引量：2: 2010年; 采用多壁碳纳米管(MWCNTs)增强YAST(Y2O3-Al2O3-SiO2-TiO2)微晶玻璃中间层的方法,以期改善LAS陶瓷/C-C复合材料接头的力学性能。实验中,采用原位生成碳纳米管和直接加入碳纳米管2种方法,制备出具有不同含量碳纳米管的中间层粉体,并将这些玻璃粉体作为中间层对C/C复合材料与LAS陶瓷进行热压连接。利用SEM、XRD等测试手段对接头的断口形貌、断口的物相组成进行了分析。研究结果表明,原位生成的碳纳米管在微晶玻璃基体中具有更好的分散性,其中间层断面具有明显的碳纳米管拔出现象,且无明显的贯穿性裂纹,其接头的平均剪切强度达到26.07 MPa。; 强琪李克智高全明宋强王杰; 关键词：碳纳米管 C/C复合材料

Ni/Ti中间层部分瞬间液相法连接C/C复合材料和GH3044被引量：4: 2012年; 采用Ni/Ti中间层,部分瞬间液相法(Partial Transient Liquid-Phase,简称PTLP)连接C/C复合材料和GH3044,通过SEM+EDS对接头的微观结构和元素分布进行了表征,并分析了接头形成机理。研究表明,这种方法可实现C/C复合材料与中间层、中间层与GH3044界面处的良好结合;所得接头截面为GH3044/扩散层/残余Ni层/Ni-Ti金属间化合物层/炭化物反应层/C/C复合材料;随保温时间的延长,接头中金属间化合物Ni3Ti不断生长,同时两侧的Ni、NiTi被逐渐消耗。另外,因为C/C复合材料和GH3044的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion,CTE)差别很大,所以冷却过程中产生了较大的热应力,导致C/C复合材料/中间层界面附近出现了大尺寸裂纹,使接头性能下降,其剪切强度仅有9.78 MPa。; 张书美李克智王杰宋忻睿郭领军; 关键词：C/C复合材料热应力

中间层厚度对LAS玻璃陶瓷与C／C复合材料连接强度的影响被引量：1: 2011年; 采用不同厚度的MgO-Al2O3-SiO2(MAS)玻璃作为中间层,对表面改性炭/炭(C/C)复合材料与Li2CO3-Al2O3-SiO2(LAS)玻璃陶瓷进行热压连接,重点研究了中间层厚度对接头强度的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对连接界面及剪切断口的微观组织和形貌进行了分析.结果表明:没有添加中间层时,接头强度仅为10MPa;采用MAS玻璃作为中间层时,接头室温剪切强度随着中间层厚度的增加先增大后减小,当中间层厚度为80μm时,获得的接头剪切强度最大,为26.61MPa.; 任晓斌李贺军卢锦花郭领军王杰宋忻睿; 关键词：C/C复合材料 LAS玻璃陶瓷剪切强度

一种三维四向碳/碳复合材料的微观结构与力学性能被引量：5: 2010年; 采用轴棒法编织三维四向碳纤维预制体。经高压沥青浸渍碳化致密化工艺(HIPIC)处理后,该预制体被制成高密度三维四向碳/碳(C/C)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对其微观结构和断面形貌进行分析;采用拉伸、压缩和三点弯曲等试验方法对其力学性能进行测试。结果表明:轴棒法编织的三维四向C/C复合材料致密均匀,力学性能良好;断口的扫描电子显微镜图片表明复合材料的破坏方式以假塑性断裂为主。; 曹翠微李贺军李照谦王杰; 关键词：三维四向微观结构力学性能

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王杰