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半固态注射成形SiC增强镁基复合材料微观组织及强化机制 认领 引用
1
作者 周俊 鹿宪珂 +3 位作者 郝伟娜 郭春榕 付丽 陈勇 《铸造》 CAS 2026年第8期893-904,共12页
采用半固态注射成形技术制备了SiC增强AZ91D和AM60B镁基复合材料,系统研究了成形温度(600~630℃)、SiC粒径(2.5、10和36μm)及含量(0~12.4%,体积分数)对复合材料微观组织与力学性能的影响。结果表明,SiC颗粒在镁合金基体中分散均匀,在12... 采用半固态注射成形技术制备了SiC增强AZ91D和AM60B镁基复合材料,系统研究了成形温度(600~630℃)、SiC粒径(2.5、10和36μm)及含量(0~12.4%,体积分数)对复合材料微观组织与力学性能的影响。结果表明,SiC颗粒在镁合金基体中分散均匀,在12.4%高含量下亦未出现明显团聚现象。随着成形温度升高,复合材料中未熔固相减少,浆料流动性提高;随着SiC粒径减小,晶粒细化效果更加显著,2.5μm SiC增强复合材料的平均晶粒尺寸减小至约6μm。SiC/AZ91D复合材料的硬度和弹性模量随SiC含量增加而提高,屈服强度和抗拉强度明显提升,断后伸长率有所下降。较小粒径SiC表现出更明显的强化效果,但抗拉强度受强化机制与成形缺陷共同影响,随颗粒尺寸变化呈现非单调规律。对于SiC/AM60B复合材料,随着SiC含量增加,其抗拉强度反而下降,这主要归因于半固态条件下浆料流动性恶化及缺陷增多。复合材料的强化主要源于载荷传递、热失配位错强化及细晶强化三种机制的协同作用。 展开更多
关键词 镁基复合材料 SiC/AZ91D SiC/AM60B 半固态注射成形 力学性能 强化机制
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基于分子动力学纳米压痕模拟航空Cf/SiC复合材料亚表面损伤扩展演化规律分析 认领 引用 被引量：2
2
作者 李勇 廖达海 +4 位作者 胡洋 吕瑞轩 汪建芳 胡晨 马成文 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2026年第1期159-169,共11页
为探究金刚石压头作用下,SiC涂层厚度对航空Cf/SiC复合材料纳米压痕行为的影响,本文重点研究了亚表面损伤扩展演化规律。基于分子动力学,构建了金刚石压头作用下的Cf/SiC复合材料分子动力学压痕模型。模型融合了Tersoff势、AIREB... 为探究金刚石压头作用下,SiC涂层厚度对航空Cf/SiC复合材料纳米压痕行为的影响,本文重点研究了亚表面损伤扩展演化规律。基于分子动力学,构建了金刚石压头作用下的Cf/SiC复合材料分子动力学压痕模型。模型融合了Tersoff势、AIREBO势、Morse势与Lennard-Jones(LJ)势四种势函数,从载荷—位移曲线、应力分布、径向分布函数和原子键断裂等多个角度,系统研究了SiC涂层厚度对Cf/SiC复合材料力学性能的影响。结果显示,SiC涂层在压痕过程中显著增强了碳纤维基体的刚度与承载能力,最大载荷随厚度增加而增大。然而,较厚的涂层在提升整体力学性能的同时,也可能在局部范围引入损伤敏感性。当涂层厚度为1.0 nm时,径向分布函数的主峰强度为70.9;当涂层厚度为1.5 nm时,主峰强度为65.0;当涂层厚度为2.0 nm时,主峰强度降至58.2。径向分布函数的主峰强度随涂层厚度的增加逐渐减弱,表明该区域内原子键断裂数量增加,产生一定的损伤积聚效应。该研究有助于深入理解涂层增强复合材料的力学响应规律,并为优化复合材料设计以及调控纳米力学性能提供参考。 展开更多
关键词 航空Cf/SiC复合材料 SiC涂层厚度 分子动力学压痕模拟 亚表面损伤
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农业废弃物稻壳合成SiC和Si3N4/SiC纳米粉体的研究进展 认领 引用 被引量：1
3
作者 周雨奇 喻吉 +5 位作者 陈洋 吴溢馨 龙思怡 邓承继 丁军 吴锦杨 《粉末冶金材料科学与工程》 2026年第1期24-36,共13页
农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻... 农业废弃物的资源化利用一直是人们关注的焦点。生物质稻壳作为可再生资源,富含Si和C元素,是一种廉价易得、可持续利用的废弃物资源。为寻求低成本、大规模且绿色可持续的工艺开发和利用稻壳,研究者进行了大量研究。本文首先简要介绍稻壳的成分和结构,再综述传统方法和现有新工艺合成SiC、Si3N4/SiC纳米粉体的反应机理和特点,最后归纳当前稻壳合成SiC和Si3N4/SiC纳米粉体存在的问题,以期为进一步推动开发高品质稻壳基硅化物提供参考。 展开更多
关键词 稻壳 SiC纳米粉体 Si3N4/SiC纳米复合粉体 合成工艺 反应机理
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石墨烯增强SiC陶瓷界面结合的第一性原理计算 认领 引用 被引量：2
4
作者 马志鹏 张玉亭 +2 位作者 李岩 周利锋 朱永坤 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期606-616,共11页
为提升SiC陶瓷复合材料的实际应用性能,研究其与石墨烯之间的微观界面结合机制已成为材料连接领域的热点课题,本文采用第一性原理计算方法,分别建立了由SiC极性和非极性表面建立的SiC(0001)-Si/石墨烯/SiC(0001)-Si和SiC(110)/石墨烯/Si... 为提升SiC陶瓷复合材料的实际应用性能,研究其与石墨烯之间的微观界面结合机制已成为材料连接领域的热点课题,本文采用第一性原理计算方法,分别建立了由SiC极性和非极性表面建立的SiC(0001)-Si/石墨烯/SiC(0001)-Si和SiC(110)/石墨烯/SiC(110)界面模型,并研究了其界面的结合情况。结果表明:在由SiC极性表面建立的界面模型界面处,结合Mulliken布居分析,C、Si原子均以共价键和离子键混合形式成键,且C38—Si17键、C58—Si70键和C54—Si66键的共价性均强于离子性,而在由SiC非极性表面建立的界面模型界面处,C、Si原子并未成键。比较两种界面模型的界面分离功,结果显示SiC(0001)-Si/石墨烯/SiC(0001)-Si界面分离功最大值为0.14 J/m2,SiC(110)/石墨烯/SiC(110)界面分离功最大值仅为0.01 J/m2,而前者对应界面间距0.421 nm反而明显大于后者0.310 nm,这表明SiC极性表面与石墨烯结合作用效果更明显,更具有强界面特征,更能有效提升SiC陶瓷的应用性能。 展开更多
关键词 SiC 石墨烯 界面结合 第一性原理 电子结构
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SiC/SiC涡轮外环设计、制备与热冲击考核验证 认领 引用 被引量：3
5
作者 贺正泽 毋凡 +3 位作者 梁成瑜 刘持栋 李龙彪 刘小冲 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期462-475,共14页
涡轮外环是航空发动机典型热端静止件,是陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)最先实现工程应用的热端部件。针对SiC/SiC涡轮外环纤维预制体设计、氮化硼界面相与SiC基体沉积方法、气膜孔精密加工以及燃气环境热冲击实验方... 涡轮外环是航空发动机典型热端静止件,是陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)最先实现工程应用的热端部件。针对SiC/SiC涡轮外环纤维预制体设计、氮化硼界面相与SiC基体沉积方法、气膜孔精密加工以及燃气环境热冲击实验方法等开展研究,采用二维纤维预制体及针刺工艺制备SiC涡轮外环纤维预制体,在纤维预制体表面采用化学气相沉积(Chemical vapor infiltration,CVI)工艺沉积氮化硼界面相,采用CVI工艺沉积SiC基体,通过激光微加工技术加工SiC/SiC涡轮外环的气膜孔和表面方槽,加工成型后,分别在1 350、1 400和1 450℃开展高温燃气环境热冲击实验,在实验过程中,采用红外热像仪监测SiC/SiC涡轮外环表面温度,获得温度-时间变化曲线,分析了升温、保温、降温阶段的温度变化率及温度变化导致的损伤模式,试验后对SiC/SiC涡轮外环表面进行扫描电镜细观损伤观察,采用X射线断层扫描(Xray computed tomography,XCT)对其内部损伤进行分析,揭示其在不同温度热冲击环境下的细观损伤机制。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 涡轮外环 SiC/SiC BN界面相 热冲击
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Effect of Argon Atmosphere Heat Treatment on Mechanical Properties and Microstructural Evolution of Shicolon-Ⅱ SiC Fibers 认领 引用 被引量：1
6
作者 YUAN Wang HU Jianbao +3 位作者 ZHOU Liang KAN Yanmei ZHANG Xiangyu DONG Shaoming 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期119-128,共10页
Silicon carbide fibers are considered ideal reinforcing materials for ceramic matrix composites due to their excellent mechanical properties and high-temperature performance.Different types of fibers necessitate indiv... Silicon carbide fibers are considered ideal reinforcing materials for ceramic matrix composites due to their excellent mechanical properties and high-temperature performance.Different types of fibers necessitate individual investigation due to variations in their composition and fabrication processes.This study presents a comprehensive investigation into evolution of the mechanical properties,surface microstructure,and composition of Shicolon-Ⅱ fibers subjected to argon heat treatment at temperatures ranging from 1300℃to 1700℃.The Shicolon-Ⅱ fibers are composed of small-sized β-SiC grains,SiCxOy amorphous phase,and a minor amount of graphite microcrystals.Following treatment in an argon atmosphere at 1300℃,the fibers maintain a monofilament tensile strength of 3.620 GPa,corresponding to a retention of 98.32%.This strength diminishes to 2.875 GPa,equating to a retention of 78.08%,after treatment at 1500℃.The reduction in mechanical properties of the fibers can be ascribed to the decomposition of the amorphous phase and the growth of β-SiC grains.Furthermore,creep resistance is an essential factor influencing the long-term performance of composite materials.After treatment at temperatures above 1400℃,the high-temperature creep resistance of the fibers is significantly enhanced due to growth of β-SiC grains.This study offers valuable theoretical insights into high-temperature applications of second-generation fibers,contributing to an enhanced understanding of their performance under extreme conditions. 展开更多
关键词 Shicolon-ⅡSiC fiber heat treatment mechanical property microstructure
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SiCf/SiC复合材料纳秒激光烧蚀机理研究 认领 引用 被引量：1
7
作者 邸腾达 杨煜珩 +2 位作者 赵卿钰 吴东江 马广义 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期124-133,共10页
目的建立工艺参数与纳秒激光烧蚀SiCf/SiC复合材料烧蚀槽尺寸及烧蚀槽形貌的映射关系,揭示不同工艺参数条件下的烧蚀机理,明确烧蚀过程的成分变化规律,为SiCf/SiC复合材料的孔加工和槽加工提供理论指导和工艺基础。方法通过不同... 目的建立工艺参数与纳秒激光烧蚀SiCf/SiC复合材料烧蚀槽尺寸及烧蚀槽形貌的映射关系,揭示不同工艺参数条件下的烧蚀机理,明确烧蚀过程的成分变化规律,为SiCf/SiC复合材料的孔加工和槽加工提供理论指导和工艺基础。方法通过不同激光能量密度和扫描速度的纳秒激光对SiCf/SiC复合材料进行烧蚀,采用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜以及显微拉曼光谱仪对烧蚀槽形貌尺寸及物相组成进行分析,揭示纳秒激光烧蚀SiCf/SiC复合材料的烧蚀机理。结果在选定工艺参数范围内,激光能量密度主要影响烧蚀宽度,扫描速度主要影响烧蚀深度,激光能量密度由1.78 J/cm2提高到8.89 J/cm2,烧蚀宽度提高了10.06μm。扫描速度由800 mm/s降低到50 mm/s,烧蚀深度提高了76.12μm。结论纳秒激光烧蚀SiCf/SiC复合材料的主要烧蚀产物是SiO2。烧蚀槽内部由于氧分压较小,温度较高,SiC被动氧化会转变为活性氧化,生成SiO和CO等物质。此外,烧蚀过程中SiC会发生分解和蒸发,对材料中SiC的含量和结晶度造成影响。当材料吸收的单位时间激光能量输入较低时,SiC蒸发分解产生的气体反冲压力将熔融液滴抛离,在光斑附近形成半圆形溅射状。当材料吸收单位时间激光能量输入较大时,大部分熔融液滴无法离开烧蚀槽,在烧蚀槽内形成较厚的重铸层和块状堆积物。 展开更多
关键词 纳秒激光 SiCf/SiC复合材料 形貌特征 去除机理
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一种基于米勒钳位的SiC MOSFET桥臂串扰抑制驱动电路 认领 引用 被引量：1
8
作者 刘飞 杨旭 阮新波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第10期3437-3447,共11页
SiC MOSFET因具有开关速度快、耐压高、热导率高等优点而得到广泛应用。然而,其高速切换特性也给驱动带来了串扰问题,严重影响了系统的可靠性。因此,该文提出一种基于米勒钳位的SiC MOSFET驱动电路,可有效抑制桥臂串扰电压。首先,分析... SiC MOSFET因具有开关速度快、耐压高、热导率高等优点而得到广泛应用。然而,其高速切换特性也给驱动带来了串扰问题,严重影响了系统的可靠性。因此,该文提出一种基于米勒钳位的SiC MOSFET驱动电路,可有效抑制桥臂串扰电压。首先,分析桥臂串扰的形成原因,从寄生参数和工作模式两个方面,揭示了桥臂串扰的影响因素;其次,提出一种基于米勒钳位的新型桥臂串扰抑制驱动电路,并分析其工作原理;在此基础上,提出驱动电路的参数设计准则;最后,对所提驱动电路进行实验验证,实验结果证明了所提驱动电路对串扰抑制的有效性。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 米勒钳位 驱动电路 桥臂串扰
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A sustainable and high value-added strategy under lignite and waste silicon powder to construct SiC nanowires for electromagnetic wave absorption 认领 引用 被引量：1
9
作者 Wenhao Wang Xiaolin Lan +6 位作者 Haoquan Hao Jingxiang Liu Yong Shuai Qinghe Jing Shouqing Yan Jie Guo Zhijiang Wang 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第1期347-356,共10页
The electromagnetic wave absorption of silicon carbide nanowires is improved by their uniform and diverse cross-structures.This study introduces a sustainable and high value-added method for synthesizing silicon carbi... The electromagnetic wave absorption of silicon carbide nanowires is improved by their uniform and diverse cross-structures.This study introduces a sustainable and high value-added method for synthesizing silicon carbide nanowires using lignite and waste silicon powder as raw materials through carbothermal reduction.The staggered structure of nanowires promotes the creation of interfacial polarization,impedance matching,and multiple loss mechanisms,leading to enhanced electromagnetic absorption performance.The silicon carbide nanowires demonstrate outstanding electromagnetic absorption capabilities with the minimum reflection loss of-48.09 d B at10.08 GHz and an effective absorption bandwidth(the reflection loss less than-10 d B)ranging from 8.54 to 16.68 GHz with a thickness of 2.17 mm.This research presents an innovative approach for utilizing solid waste in an environmentally friendly manner to produce broadband silicon carbide composite absorbers. 展开更多
关键词 lignite waste silicon powder SiC nanowires electromagnetic wave absorption high value-added
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SiCnw/SiC多孔陶瓷复合材料原位制备及性能 认领 引用 被引量：1
10
作者 施磊 张晓宇 +3 位作者 吴玮泽 李玲雪 左巧红 王继华 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2026年第1期153-158,共6页
为了研究SiC多孔陶瓷复合材料在电磁屏蔽领域中的应用,将凝胶-注模法与模板法相结合,在1100℃下进行烧结,使SiC多孔陶瓷内部及表面原位生长出SiC纳米线(SiCnw)。研究了在聚碳硅烷(PCS)作为陶瓷先驱体的条件下,SiCnw的生长情况及... 为了研究SiC多孔陶瓷复合材料在电磁屏蔽领域中的应用,将凝胶-注模法与模板法相结合,在1100℃下进行烧结,使SiC多孔陶瓷内部及表面原位生长出SiC纳米线(SiCnw)。研究了在聚碳硅烷(PCS)作为陶瓷先驱体的条件下,SiCnw的生长情况及复合材料的性能变化,并给出了SiCnw的表征方法及表征结果。结果表明:该方法可在1100℃下成功制备出SiCnw/SiC多孔陶瓷复合材料,聚氨酯海绵及PCS对多孔陶瓷的孔隙及分布起调控作用,多孔陶瓷的孔隙会被单晶SiCnw很好地修饰,SiCnw的数量与PCS的加入量成正比。SiCnw的存在可以有效提高SiCnw/Si C多孔陶瓷的电磁屏蔽性能,SiCnw/SiC多孔陶瓷的介电常数均高于相同组分下的SiC陶瓷,ε'平均值从1.32提高到2.21,ε″平均值从0.36提高到1.59。PCS的质量分数也会影响SiCnw/Si C多孔陶瓷的密度及强度,当PCS的加入量为25%时,其气孔率可达72%,抗压强度可达1.58 MPa。 展开更多
关键词 多孔陶瓷 陶瓷先驱体 凝胶-注模法 SiC纳米线 电磁屏蔽
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GaN/SiC Cascode器件性能及其在LLC谐振变换器中的应用 认领 引用 被引量：1
11
作者 周郁明 周伽慧 刘航志 《电源学报》 CSCD 北大核心 2026年第3期1-10,共10页
氮化镓/碳化硅级联GaN/SiC Cascode(gallium nitride/silicon carbide Cascode)器件是1种利用低压GaN器件作辅助开关,将高压耗尽型碳化硅器件转变为增强型工作模式的组合结构。结合氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride hi... 氮化镓/碳化硅级联GaN/SiC Cascode(gallium nitride/silicon carbide Cascode)器件是1种利用低压GaN器件作辅助开关,将高压耗尽型碳化硅器件转变为增强型工作模式的组合结构。结合氮化镓高电子迁移率晶体管GaN HEMT(gallium nitride high electron mobility transistor)开关速度快、栅极驱动简单和碳化硅结型场效应晶体管SiC JFET(silicon carbide junction field-effect transistor)高耐压的特点,利用低压增强型GaN HEMT和高压耗尽型SiC JFET构建了常关型级联器件。详细分析了GaN/SiC Cascode器件的工作原理和开关过程,测试了GaN/SiC Cascode器件的静态特性,搭建了双脉冲测试平台,对比了GaN/SiC Cascode器件、Si/SiC Cascode器件和SiC JFET 3种器件在不同电流等级下的开关损耗,结果表明,GaN/SiC Cascode器件具有更低的关断损耗。将3种器件应用到零电压开通的LLC谐振变换器,测试了变换器的转换效率,结果表明,基于GaN/SiC Cascode器件的LLC谐振变换器具有更高的转换效率。 展开更多
关键词 GaN/SiC Cascode器件 开关损耗 双脉冲测试 LLC谐振变换器 转换效率
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原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织及烧结行为的影响 认领 引用
12
作者 程诗淇 冯东 +4 位作者 刘悦 丁国强 茹红强 罗旭东 游杰刚 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2026年第1期53-59,共7页
为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响,以不同纯度的SiC粉体为原料,B4C和C为烧结助剂,利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料,研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明:提高SiC... 为了探究原料粉体纯度对SiC陶瓷材料显微组织演变及烧结行为的影响,以不同纯度的SiC粉体为原料,B4C和C为烧结助剂,利用无压烧结方式制备SiC陶瓷材料,研究不同纯度SiC粉体的烧结行为以及陶瓷材料的显微组织与力学性能.结果表明:提高SiC粉体纯度可以降低粉体的烧结活化能并减少烧结过程中气体的排放量,有利于SiC陶瓷材料的烧结致密化;提高SiC粉体纯度可以细化SiC陶瓷材料的晶粒并提高其显微组织的均匀性,当粉体纯度(质量分数,下同)达到98.8%时,SiC陶瓷材料的平均晶粒尺寸为5.2μm,此时,其相对密度为98.50%,抗折强度为(379±36)MPa,断裂韧性为(5.0±0.6)MPa·m1/2,维氏硬度为(26.4±0.6)GPa,与SiC粉体纯度为96.5%的陶瓷材料相比分别对应提高了2%、57.2%、19.0%和16.3%.SiC粉体纯度的提高不仅可以减少材料内部气孔数量,而且可以细化晶粒,这是SiC陶瓷材料力学性能提高的主要原因. 展开更多
关键词 SiC粉体纯度 SiC陶瓷材料 无压烧结 显微组织
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TiO2对反应烧结SiC陶瓷性能的影响 认领 引用
13
作者 胡苗 鞠茂奇 +3 位作者 陈定 顾华志 黄奥 付绿平 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2026年第1期31-36,共6页
以SiC粉、炭黑和造孔剂为主要原料,外加不同含量的TiO2粉末,经混料、压制成型、110℃干燥后,通过1740℃真空渗硅烧结1 h制得反应烧结SiC陶瓷,研究了TiO2添加量对反应烧结SiC陶瓷的力学性能和显微结构的影响。结果表明,TiO2的... 以SiC粉、炭黑和造孔剂为主要原料,外加不同含量的TiO2粉末,经混料、压制成型、110℃干燥后,通过1740℃真空渗硅烧结1 h制得反应烧结SiC陶瓷,研究了TiO2添加量对反应烧结SiC陶瓷的力学性能和显微结构的影响。结果表明,TiO2的最佳添加量为9%,此时所制反应烧结SiC陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到294 MPa、4.84 MPa·m1/2。这是因为TiO2和游离Si反应生成了力学性能优异的Ti3SiC2增韧相,同时TiO2能有效降低游离Si的含量并细化其尺寸,从而提高了陶瓷材料的力学性能。 展开更多
关键词 反应烧结SiC陶瓷 Ti3SiC2 游离Si 力学性能 显微结构
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C/C-ZrC-HfC-SiC复合材料组分调控及烧蚀行为 认领 引用 被引量：1
14
作者 张光喜 张浩谦 +2 位作者 孙灵鑫 侯晓 张鹏飞 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期1098-1108,共11页
碳纤维增强陶瓷基复合材料(碳陶复合材料)因其具有低密度、良好的力学性能、优异的抗氧化性能与抗烧蚀性能等优点,被认为是极具发展潜力的热防护材料。然而,随着目前飞行器马赫数的不断提高,热结构材料的烧蚀条件逐渐严苛,复合材料的抗... 碳纤维增强陶瓷基复合材料(碳陶复合材料)因其具有低密度、良好的力学性能、优异的抗氧化性能与抗烧蚀性能等优点,被认为是极具发展潜力的热防护材料。然而,随着目前飞行器马赫数的不断提高,热结构材料的烧蚀条件逐渐严苛,复合材料的抗氧化与抗烧蚀等性能需求也逐渐提高。目前,碳陶复合材料的陶瓷组分配比与材料的抗烧蚀性能之间的关系依然不够明晰,限制了其烧蚀性能的进一步提高。因此,本文采用化学气相渗透(CVI)工艺方法制备了碳/碳坯体,随后以不同硅、锆、铪前驱体配比的混合溶液作为浸渍剂,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了不同比例的C/C-ZrC-HfC-SiC陶瓷基复合材料。借助SEM、EDS等测试手段分析了材料氧乙炔烧蚀前后表面的物相与微观组织形貌变化规律,研究分析了不同组分的C/CZrC-HfC-SiC复合材料的抗氧化烧蚀性能的影响规律。研究结果表明,当聚碳硅烷质量占比30%,有机锆陶瓷前驱体和有机铪陶瓷前驱体分别占比35%时,材料的烧蚀性能达到最优,这归因于熔融SiO2与固态ZrO2-HfO2颗粒形成的稳定氧化层,减缓了复合材料的进一步烧蚀。 展开更多
关键词 C/C-ZrC-HfC-SiC复合材料 陶瓷组分调控 氧乙炔烧蚀行为 前驱体浸渍裂解转化法 防热材料
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低压微弧单脉冲放电下C/SiC-ZrC复合材料的凹坑形成过程研究 认领 引用
15
作者 周文涛 周建平 任瑜 《机床与液压》 北大核心 2026年第8期94-100,163,共7页
采用低压微弧单脉冲放电加工方法,对比分析C/SiC和C/SiC-ZrC复合材料的放电特性,探究陶瓷材料的放电加工可行性,并进一步分析ZrC改性对材料放电加工性能及放电凹坑形貌的影响。实验结果表明:引入ZrC显著改善了材料的放电加工性能,C/SiC-... 采用低压微弧单脉冲放电加工方法,对比分析C/SiC和C/SiC-ZrC复合材料的放电特性,探究陶瓷材料的放电加工可行性,并进一步分析ZrC改性对材料放电加工性能及放电凹坑形貌的影响。实验结果表明:引入ZrC显著改善了材料的放电加工性能,C/SiC-ZrC的峰值电流达到150 A,较C/SiC的26 A大幅提升;同时,电弧稳定性增强,最大弧光直径从1081μm增至4363μm。加工方向与碳纤维取向的关系对凹坑形貌具有显著影响:垂直纤维轴向加工时形成椭圆形凹坑,垂直纤维径向加工时则形成圆形凹坑。C/SiC-ZrC的放电凹坑具有更大的表面尺寸,但深度较浅。微观分析显示,碳纤维断裂是放电凹坑形成的主要机制;凹坑内氧含量升高,并生成SiO2和ZrO2等熔融态氧化物。该研究为C/SiC-ZrC复合材料的低压微弧加工提供了理论依据,验证了ZrC改性对提升陶瓷材料放电加工性能的积极作用,为其在航空航天热防护部件中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 低压微弧 单脉冲放电 C/SiC复合材料 C/SiC-ZrC复合材料
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基于贝叶斯优化神经网络的Cu-SiC镀层镀速预测 认领 引用 被引量：1
16
作者 魏波 刘翠芳 吕焦盛 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2026年第1期123-130,共8页
Cu-SiC镀层镀速受多种因素影响,包括电流密度、镀液成分、温度、搅拌速度等,这些因素与镀速之间存在着复杂的非线性关系。传统的神经网络模型只能处理线性关系,对于复杂的电镀数据特征之间的非线性关系以及时空特性难以有效捕捉,影响了... Cu-SiC镀层镀速受多种因素影响,包括电流密度、镀液成分、温度、搅拌速度等,这些因素与镀速之间存在着复杂的非线性关系。传统的神经网络模型只能处理线性关系,对于复杂的电镀数据特征之间的非线性关系以及时空特性难以有效捕捉,影响了模型超参数的优化速度及预测精度。为此,提出基于贝叶斯优化神经网络的Cu-SiC镀层镀速预测方法。该方法系统性地采集电镀过程中的电流值、镀液温度、镀液pH值、SiC粒子浓度、镀液搅拌速率数据,并采用Z-score标准化方法对每种电镀数据进行归一化处理,以促进模型在不同特征间的有效比较。设计贝叶斯优化神经网络的BO-CNN-LSTM模型,将各种电镀数据的归一化处理结果作为模型输入,同时捕捉电镀数据的空间特征和时间依赖性,利用贝叶斯算法优化层自动搜索模型最优超参数组合。利用最优超参数组合实施模型训练,最终实现Cu-SiC镀层镀速的高效精准预测。实验结果表明,经过贝叶斯算法优化超参数后,该预测方法的决定系数R2显著提升,更接近1。预测结果与实际镀速之间的偏差较小,曲线走势与实际镀速高度一致。此外,该方法的CPU使用率也相对较低。 展开更多
关键词 电镀数据 Z-score标准化 贝叶斯优化算法 BO-CNN-LSTM模型 Cu-SiC镀层 镀速预测
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锥台嵌挤SiC陶瓷预应力影响因素研究 认领 引用
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作者 王子国 丁子明 +2 位作者 孙宇雁 彭永 尚洪坤 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第7期4504-4521,共18页
钢环约束和预应力围压能够显著改善陶瓷材料的抗侵彻性能,但现有预应力技术因复杂性或低效性难以在工程中广泛应用。基于锥台嵌挤的简易方法,通过锥面配合契紧的方式对锥台形碳化硅(SiC)陶瓷施加径向预应力,以陶瓷下压深度以及压入力大... 钢环约束和预应力围压能够显著改善陶瓷材料的抗侵彻性能,但现有预应力技术因复杂性或低效性难以在工程中广泛应用。基于锥台嵌挤的简易方法,通过锥面配合契紧的方式对锥台形碳化硅(SiC)陶瓷施加径向预应力,以陶瓷下压深度以及压入力大小等指标控制预应力水平。采用试验、数值模拟与理论分析相结合的方法,研究盈差、钢环壁厚及材料强度等因素对SiC陶瓷和钢约束环中预应力分布规律的影响。结果表明,锥台状SiC陶瓷压入钢环过程中,陶瓷预应力大小随盈差的增加近似呈线性增加,当应力超过约束钢环本身的屈服强度时,陶瓷预应力并未出现衰减,而是保持了相对稳定的预应力水平,基于此,可以适当放宽钢环和陶瓷靶的加工误差容许值,降低工件的加工成本;钢环强度越高,能够为陶瓷提供的预应力潜力越大,钢环的材料利用率也会提高;当盈差保持不变时,尽管增加钢环壁厚可以有效提高陶瓷预应力水平,结构中的抗侵彻薄弱环节也随之增多;基于试验验证的数值模型能较为准确地反映陶瓷和钢环的预应力分布规律,理论公式可以较为准确地预测弹性阶段钢环对陶瓷施加的预应力,为实际工程应用提供有益参考。 展开更多
关键词 防护性能 SiC陶瓷 预应力约束 数值模拟 侵彻
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温度对SiCf/TC17复合材料界面力学行为影响 认领 引用
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作者 王敏涓 杨光 +4 位作者 孙光耀 黄浩 戚继球 隋艳伟 孟庆坤 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期712-724,共13页
本文采用原位加热装置进行单纤维顶出试验,获得不同温度下SiCf/TC17复合材料的界面结合强度,基于实验结果进行有限元建模,探索了SiCf/TC17复合材料高温下的界面力学行为。结果表明,SiCf/TC17复合材料的界面结合强度随温度的升... 本文采用原位加热装置进行单纤维顶出试验,获得不同温度下SiCf/TC17复合材料的界面结合强度,基于实验结果进行有限元建模,探索了SiCf/TC17复合材料高温下的界面力学行为。结果表明,SiCf/TC17复合材料的界面结合强度随温度的升高而下降,当顶出试验的温度由25℃升至600℃时,所测薄片试样的界面结合强度由90.0 MPa下降至28.1 MPa。SiCf/TC17复合材料薄片试样内部由于纤维与基体热膨胀系数不同而在冷却中产生的残余应力同样随温度的升高而下降,残余径向压应力和残余剪切应力直接影响界面结合强度,由25℃升至600℃时,界面靠近基体侧的残余径向压应力和界面上的最大残余剪切应力分别由261.6和272.0 MPa下降至63.1和71.3 MPa。SiCf/TC17复合材料的界面剪切强度在25℃下为536 MPa,当温度升至300℃时稍有下降,随着温度继续升高则快速下降,在600℃时仅为196 MPa。在顶出载荷的作用下,界面在C涂层和脆性反应层之间发生开裂,由于残余剪切应力的存在,薄片试样在支撑端首先形成裂纹,随后裂纹向加载端扩展直至界面完全失效。 展开更多
关键词 SiC纤维 温度 界面剪切强度 有限元模拟 Ti基复合材料
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时效时间与温度对SiC/Al-Zn-Mg-Cu纳米复合材料显微组织与硬度的影响 认领 引用
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作者 李京京 鞠江 +5 位作者 张震 罗逸飞 王朦朦 周阳 王俊 梁加淼 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第1期203-210,共8页
采用高能球磨结合放电等离子烧结和热挤压的方法制备SiC/Al-Zn-Mg-Cu纳米复合材料,通过示差扫描量热法、同步辐射X射线衍射、透射电子显微镜分析和显微硬度测试,研究了纳米复合材料的析出硬化特性、时效析出行为及显微硬度变化。结果表... 采用高能球磨结合放电等离子烧结和热挤压的方法制备SiC/Al-Zn-Mg-Cu纳米复合材料,通过示差扫描量热法、同步辐射X射线衍射、透射电子显微镜分析和显微硬度测试,研究了纳米复合材料的析出硬化特性、时效析出行为及显微硬度变化。结果表明:添加纳米SiC颗粒后,η′相和η相的热扩散激活能提高,纳米SiC颗粒抑制了复合材料中析出相的长大。纳米SiC颗粒的加入,促使复合材料组织中η'相数量增多,晶界析出的η相更加细小、均匀,析出强化效果更为显著。随着时效时间的增加,晶内η'相密度增大,尺寸增加,并且逐渐向η相转变,同时晶界析出的η相发生粗化。增加时效温度可促使复合材料体系自由能升高,提高了溶质原子的扩散速度,促进η'相和η相的长大以及η'相向η相的转变。添加3%(体积分数)纳米SiC后,复合材料显微硬度提高了50%左右,且随着时效温度从100℃升高到140℃,峰时效时间从64 h减少到16 h,但时效温度变化对峰时效的硬度值影响不大。 展开更多
关键词 铝基复合材料 SiC增强相 纳米析出相 显微硬度 热处理
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MI-SiCf/SiC复合材料开孔拉伸性能孔径效应研究 认领 引用
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作者 王雅娜 宋九鹏 +2 位作者 王海润 李天山 焦健 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期653-662,I0014-I0018,共10页
为满足航空发动机热端部件对熔渗(MI)工艺SiCf/SiC复合材料含孔结构的设计需求,本研究制备了无孔试样以及五种孔径(D=1~9 mm)的开孔试样,并开展室温拉伸实验。通过数字图像相关与声发射技术,实时监测了全场应变与内部损伤,系统揭示了孔... 为满足航空发动机热端部件对熔渗(MI)工艺SiCf/SiC复合材料含孔结构的设计需求,本研究制备了无孔试样以及五种孔径(D=1~9 mm)的开孔试样,并开展室温拉伸实验。通过数字图像相关与声发射技术,实时监测了全场应变与内部损伤,系统揭示了孔径对损伤起始与演化的影响规律。通过建立三维有限元模型,分析了材料非线性行为与孔边应力集中、孔-边缘应力干涉之间的竞争机制。研究结果表明,开孔拉伸强度与孔径呈非线性关系:当孔径D≤3 mm时,强度随孔径增大而缓慢上升,孔径D>3 mm时强度随孔径增大而迅速降低;试样宽度与孔径之比(W/D)存在临界阈值,当W/D3 mm的大孔试样则表现为多种损伤模式并发。有限元分析进一步揭示,材料进入非线性阶段后,应力峰值会从孔边偏移,使得孔径为1~2 mm的试样因孔边应力区与材料缺陷重合而早期失效。大孔径试样需更大应力重分布区,当W/D超过临界值3时,有效材料尺寸不足,导致名义强度骤降。综上,MI-SiCf/SiC复合材料具备最优开孔拉伸性能的孔径为3 mm,建议对W/D<3的开口结构采取补强措施。本文数据集可在http://gffzzd3cc09b8251d45dfs990u65bk660p6bxn.ffgz.tsg.suse.edu.cn/10.57760/sciencedb.jim.00008中访问获取。 展开更多
关键词 MI-SiCf/SiC复合材料 开孔拉伸 孔径效应 数字图像相关 声发射
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