国产精品成人网站,日韩视频二区,亚洲成人手机电影,怡红院国产

快速發(fā)布求購(gòu) 登錄 注冊(cè)
行業(yè)資訊行業(yè)財(cái)報(bào)市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)新品會(huì)議盤(pán)點(diǎn)政策本站速遞
摘要陶瓷基復(fù)合材料由于其耐高溫、高比強(qiáng)度以及高斷裂韌性的特性被廣泛用于航天航空、核能等諸多領(lǐng)域。

  【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】陶瓷基復(fù)合材料由于其耐高溫、高比強(qiáng)度以及高斷裂韌性的特性被廣泛用于航天航空、核能等諸多領(lǐng)域。陶瓷基復(fù)合材料常見(jiàn)制備工藝主要有化學(xué)氣相沉積法(CVI)、前驅(qū)體浸漬裂解法(PIP)和金屬熔滲反應(yīng)法(RMI)。CVI工藝通過(guò)氣相小分子熱解沉積實(shí)現(xiàn)材料致密化,但不適用厚壁樣件;PIP工藝通過(guò)前驅(qū)體反復(fù)浸漬-裂解進(jìn)行致密化,往往需要重復(fù)9-16輪,且前驅(qū)體利用率低(30wt%左右);CVI和PIP兩種工藝周期長(zhǎng)、成本高大大限制了其廣泛應(yīng)用。與前兩者相比,RMI工藝制備周期相對(duì)較短,但高溫金屬熔體對(duì)纖維損傷程度大,顯著影響材料的力學(xué)性能。
 
  快速成型工藝方法一直是陶瓷基復(fù)合材料重點(diǎn)研究方向。例如,歐洲C3HRME項(xiàng)目、日本NITE技術(shù)以及美國(guó)MATECH的FAST技術(shù)。然而,上述快速制備工藝均使用了高溫高壓的燒結(jié)技術(shù),這類(lèi)燒結(jié)技術(shù)不僅依賴(lài)高昂的工藝設(shè)備,而且制備異形構(gòu)件非常困難。
 
圖1 快速制備工藝方法
 
  北京理工大學(xué)張中偉教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種具有原位自增密的陶瓷基復(fù)合材料快速制備技術(shù),旨在實(shí)現(xiàn)材料的高效、高通量、低成本制備。開(kāi)發(fā)了無(wú)機(jī)填料改性的新型高粘聚硅硼氮烷前驅(qū)體,具備低揮發(fā)份、高陶瓷產(chǎn)率和填料穩(wěn)定負(fù)載特性;創(chuàng)新性提出活性金屬作為氣相固碳/固氮引發(fā)劑,實(shí)現(xiàn)C/SiBCN復(fù)合材料的快速致密化,這種技術(shù)被命名為ViSfP-TiCOP。該工藝方法對(duì)縮短陶瓷基復(fù)合材料制備周期、提高前驅(qū)體利用效率、并降低材料制備成本具有非常重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,為進(jìn)一步擴(kuò)大陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域提供了全新的思路和策略。相關(guān)研究成果發(fā)表于復(fù)合材料Top期刊《Composites Part B: Engineering》,論文標(biāo)題為“A novel rapid fabrication method and in-situ densification mechanism for ceramic matrix composite”(10.1016/j.compositesb.2024.111881)。
 
  如圖2所示。在北理工張中偉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的ViSfP-TiCOP工藝中,制備C/SiBCN-M的新型工藝流程包括前驅(qū)體合成、纖維布疊層及最終的固化裂解。首先固態(tài)聚硅硼氮烷、液態(tài)乙烯基聚硅硼氮烷和無(wú)機(jī)填料以正己烷為溶劑進(jìn)行共混,形成揮發(fā)份少(<3wt%)、高粘度(常溫粘度106mPa·S)體系,該體系具備無(wú)機(jī)填料穩(wěn)定負(fù)載能力;提出引入金屬Ti作為自增密基元,實(shí)現(xiàn)新型前驅(qū)體表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和陶瓷產(chǎn)率(87wt%)。所制備的新型前驅(qū)體的理化性質(zhì)如圖3所示。
 
圖2. ViSfP-TiCOP快速制備技術(shù)流程圖
 
  圖3.前驅(qū)體的理化性質(zhì):(a)不同溫度處理下的揮發(fā)份含量;(b)新型前驅(qū)體紅外光譜;(c)填料改性前驅(qū)體的粘度-溫度曲線(xiàn);(d)SiBCN-25wt% ZrB2與SiBCN-25wt% Ti的熱重曲線(xiàn);(e)SiBCN-15wt% Ti的TG-DSC曲線(xiàn);(f)具有良好變形性的SiBCN-M體系。
 
  同時(shí),這種前驅(qū)體具有良好的復(fù)合材料加工工藝適配性。不同于硬質(zhì)的陶瓷基生坯片,新型SiBCN-M前驅(qū)體體系不僅具有低的引發(fā)溫度(120℃完全固化),而且對(duì)金屬模具擁有良好的貼模和適形特性。憑借這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn),以此前驅(qū)體為基礎(chǔ)材料,采用傳統(tǒng)樹(shù)脂基復(fù)材工藝方法(如真空樹(shù)脂膜熔滲RFI),制備C/PBSZ復(fù)合材料,RFI工藝的鋪層設(shè)計(jì)如圖4所示。
 
圖4. RFI工藝成型方法制備C/PBSZ復(fù)合材料
 
  如圖5所示,由北理工張中偉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的ViSfP-TiCOP工藝,其對(duì)CMCs的制備周期可以降低到400h以下。相比于傳統(tǒng)的PIP成型工藝,ViSfP-TiCOP工藝大幅縮減了工藝周期,實(shí)現(xiàn)了CMCs的低成本、高通量及快速化制備。
 
圖5. ViSfP-TiCOP增重曲線(xiàn)及致密化周期。
 
  研究發(fā)現(xiàn),在1500℃高溫裂解過(guò)程中,Ti的原位氣相氮化與碳化機(jī)理能為CMCs的快速致密化提供“額外”的增重與體積膨脹,見(jiàn)圖6。SiBCN前驅(qū)體裂解生成以CH4、NH3、H2為代表的小分子氣體,700℃以下時(shí)這部分氣體便溶解于Ti中且開(kāi)始反應(yīng)生成TiCN(H);在700~1100℃時(shí),TiCN(H)開(kāi)始發(fā)生脫氫反應(yīng)并生成TiCN;在1100~1300℃時(shí),完全轉(zhuǎn)化為T(mén)iCN,這種固溶體的晶體結(jié)構(gòu)是典型的面心立方結(jié)構(gòu)。不僅如此,當(dāng)繼續(xù)升溫時(shí),N2不再成為“穩(wěn)定的”惰性氣體,開(kāi)始與殘余的Ti反應(yīng)生成TiN(C)。上述氣相自增密機(jī)制極大促進(jìn)了CMCs致密化進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)有限次數(shù)快速制備。
 
圖6. 活性金屬促進(jìn)快速致密化的機(jī)制
 
  北理工團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了CMCs新型快速制備工藝方法ViSfP-TiCOP,創(chuàng)新性提出活性金屬的原位氣相碳化與氮化機(jī)理提升致密化進(jìn)程。由于極低的揮發(fā)份含量、高交聯(lián)度和原位Ti增密機(jī)理,新型SiBCN-M前驅(qū)體陶瓷產(chǎn)率高達(dá)87wt%。僅3輪重復(fù)浸漬-裂解,完成Cf/SiBCN-Ti復(fù)合材料致密化(孔隙率<10Vol%)。該方法為陶瓷基復(fù)合材料提供了一種無(wú)壓、低工藝溫度(1200℃)環(huán)境且不依賴(lài)高價(jià)值工藝裝備的快速成型技術(shù),大大縮短制備周期、降低成本,為陶瓷基復(fù)合材料降本增效和擴(kuò)大應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。
 
  附作者簡(jiǎn)介:
 
  第一作者:張軼竣,北京理工大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院博士生,研究方向?yàn)樘沾苫鶑?fù)合材料快速制備工藝
 
  通訊作者:張中偉,北京理工先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院教授,博士生導(dǎo)師,現(xiàn)任中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)高溫專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員、先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)與裝備創(chuàng)新聯(lián)盟常務(wù)理事等職務(wù)。面向航天裝備和重大需求,長(zhǎng)期從事航天材料研發(fā)和工程應(yīng)用,致力于超高溫?zé)岱雷o(hù)、高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)復(fù)合材料、新型輕量化結(jié)構(gòu)以及極端環(huán)境下材料使役行為研究。作為負(fù)責(zé)人主持了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、基礎(chǔ)加強(qiáng)及領(lǐng)域重點(diǎn)基金等多項(xiàng)重大重點(diǎn)項(xiàng)目,在基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用方面取得了突出成績(jī)。

我要評(píng)論
文明上網(wǎng),理性發(fā)言。(您還可以輸入200個(gè)字符)

所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見(jiàn),與本站立場(chǎng)無(wú)關(guān)。

版權(quán)與免責(zé)聲明
  • 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源:儀表網(wǎng)"的所有作品,版權(quán)均屬于儀表網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明"來(lái)源:儀表網(wǎng)"。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性,不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品來(lái)源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
  • 合作、投稿、轉(zhuǎn)載授權(quán)等相關(guān)事宜,請(qǐng)聯(lián)系本網(wǎng)。聯(lián)系電話(huà):0571-87759945,QQ:1103027433。
廣告招商
今日換一換
新發(fā)產(chǎn)品更多+

客服熱線(xiàn):0571-87759942

采購(gòu)熱線(xiàn):0571-87759942

媒體合作:0571-87759945

  • 儀表站APP
  • 微信公眾號(hào)
  • 儀表網(wǎng)小程序
  • 儀表網(wǎng)抖音號(hào)
Copyright ybzhan.cn    All Rights Reserved   法律顧問(wèn):浙江天冊(cè)律師事務(wù)所 賈熙明律師   儀表網(wǎng)-儀器儀表行業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”服務(wù)平臺(tái)
意見(jiàn)反饋
我知道了