先驱体转化陶瓷基复合材料(陈朝辉等著)思维导图
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先驱体制备典型陶瓷(C,SiC 和 Bx C)的化学反应机理研究张瑾;苏克和;马咏梅;曾庆丰;成来飞;张立同【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2015(000)010【摘要】以 C3 H6(丙烯)+H2,MTS+H2,CH4+BCl3+H2,C3 H6(丙烯)+BCl3+H2为先驱体,采用量子力学结合统计热力学、变分过渡态理论和反应动力学等方法,研究制备典型陶瓷(C,SiC 和 Bx C)的化学反应机理。
重点阐述用精确量子化学方法获取可能中间体、过渡态的结构与热化学数据、用化学势极小原理确定复杂体系化学平衡规律,以及确定化学反应通道、最佳反应途径、速率常数和反应动力学规律等。
为这些陶瓷材料应用于层状碳、抗氧化 SiC 以及自愈合 Bx C陶瓷的成分控制和工艺优化提供科学基础的同时,本文也指出理论方法中的不足和改进方向。
【总页数】11页(P102-112)【作者】张瑾;苏克和;马咏梅;曾庆丰;成来飞;张立同【作者单位】西北工业大学教育部空间应用物理与化学重点实验室,西安710129;西北工业大学教育部空间应用物理与化学重点实验室,西安 710129;西北工业大学教育部空间应用物理与化学重点实验室,西安 710129;西北工业大学超高温结构复合材料国家级重点实验室,西安 710072;西北工业大学超高温结构复合材料国家级重点实验室,西安 710072;西北工业大学超高温结构复合材料国家级重点实验室,西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TB332;O641.12【相关文献】1.先驱体转化制备ZrO2改性SiC陶瓷的氧化行为研究 [J], 王生学;李伟;陈朝辉2.预氧化聚碳硅烷先驱体转化法制备SiC陶瓷介电和吸波性能研究 [J], 史毅敏;罗发;丁冬海;周万城;朱冬梅3.先驱体转化法制备了SiC/Si3N4复相陶瓷异型件—烧成工艺研究 [J], 李永清;陈朝晖4.先驱体转化法制备致密SiC/Si3N4复相陶瓷异形件—烧结工艺研究 [J], 李永清;陈朝辉5.先驱体转化制备SiC/Si3N4复相陶瓷异型件——成型工艺研究 [J], 李永清;陈朝晖因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
先驱体转化法制备连续纤维增韧陶瓷基复合材料的研究进展李涛;陈秋阳;匡乃航;王非;王智博【摘要】The research and development of continuous-fiber-reinforced ceramic matrix composites fabricated by pre-cursor-infiltration-pyrolysis was reviewed in this paper .The studies on precursor , fiber and properties were included .The ceramic matrix composites application and development prospects were pointed out at last .%介绍了先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料的研究现状,简要综述了聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚硅氧烷3种先驱体的研究现状以及增强纤维的种类。
分析了陶瓷基复合材料的应用现状和今后的研究方向。
【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P17-21)【关键词】先驱体转化法;先驱体;增强纤维;陶瓷基复合材料【作者】李涛;陈秋阳;匡乃航;王非;王智博【作者单位】驻哈尔滨地舰船配套军事代表室,哈尔滨150046;哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036;哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036;哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036;哈尔滨玻璃钢研究院,哈尔滨150036【正文语种】中文陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀,弹性模量高,抗压强度大等优点,在耐高温领域有着较大的应用价值。
但是,陶瓷材料的脆性较大限制了其应用范围,连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous-Fibre-Reinforced Ceramic Matrix Composites,简称CFRCMCs)克服了单一陶瓷材料脆性断裂的缺点,提高了材料的抗热震冲击能力[1],同时它保持了陶瓷基体耐高温、低膨胀、低密度、热稳定性好的优点,大幅度提高了单体陶瓷的韧性,近年来得到研究者的广泛关注[2]。
先驱体转化SiBCN陶瓷的制备、性能与应用
邵长伟;王驰原;龙鑫;王小宙
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2024(67)1
【摘要】先驱体转化法是制备高性能陶瓷材料的重要方法,尤其在连续纤维及其复合材料(FRCMC)的制备、元素组成与微结构调控等方面具有显著优势。
先驱体转化SiBCN陶瓷具有多元素含量可调、化学键合结构可控的特点,构建了不同结构特征和特殊性能的陶瓷材料。
近几年,先驱体转化SiBCN陶瓷发展呈现出新的特点,结构功能一体化设计与制备技术受到了国内外的广泛关注。
本文主要梳理了2016年至今先驱体转化SiBCN陶瓷的国内外研究进展,首先简要介绍先驱体转化SiBCN 陶瓷的主要特点,然后以先驱体转化陶瓷产物的典型特点为分类依据,分别从SiBCN 陶瓷先驱体及其陶瓷产物、连续SiBCN陶瓷纤维、SiBCN基复合材料和功能化SiBCN陶瓷4个方面综述了主要研究进展,提出了未来发展趋势和重点任务,期望为SiBCN陶瓷研制与应用研究提供参考,促进我国先进陶瓷材料的发展进步。
【总页数】26页(P40-65)
【作者】邵长伟;王驰原;龙鑫;王小宙
【作者单位】国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TQ1
【相关文献】
1.活性填料在先驱体转化法纤维增强陶瓷基复合材料中的应用Ⅱ——复合材料的制备及其表征
2.SiBCN 陶瓷先驱体的制备和应用研究进展
3.SiBCN先驱体转化陶瓷的计算机模拟研究
4.SiBCN陶瓷先驱体固化及陶瓷化行为分析
5.一种先驱体转化陶瓷涂层的制备及其现场应用研究
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先驱体转化陶瓷基复合材料的性能及应用研究进展摘要:先驱体转化法是近些年发展起来的制备陶瓷基复合材料(CMCs)的新方法。
该方法工艺简单,制备温度低,可通过先驱体分子设计制备出所需组成和结构的陶瓷基体,是一种很有前途的制备连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)的工艺。
所谓先驱体陶瓷(又称前驱体)转化陶瓷是通过化学合成的方法制得可经预处理转化为陶瓷材料的聚合物,进而热处理获得传统陶瓷工艺难以获得的先进陶瓷材料。
本文综述了先驱体转化陶瓷的发展历史、制备技术的特点、制备工艺、组成结构和性能的发展变化研究现状情况。
关键词:陶瓷基复合材料;先驱体转化法;技术特点;成型工艺;发展趋势。
陶瓷材料作为一种结构材料,因其具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温和抗腐蚀等优异性能,能应用于高温和某些苛刻环境中,被认为是21世纪高温结构部件最有希望的候选材料和“最终材料的梦想”。
其作为热结构材料主要应用在航空航天发动机涡轮的热端部件、大功率内燃机的增压涡轮、固体火箭发动机燃烧室和喷管以及完全代替金属的车辆发动机。
然而,作为结构材料,单相陶瓷的韧性很低,可瞬间即发生灾难性破坏,因此必须改善单相陶瓷的韧性。
从材料的断裂机理分析,提高陶瓷韧性的主要途径是:在陶瓷材料中设置其他耗能机制或形成能阻碍裂纹扩展的机制。
引入增强相是改善陶瓷韧性的有效途径,为此材料研究者提出了陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,CMCs)的概念。
CMCs是在陶瓷基体中通过引入第二相来提高强度和韧性的多相材料,又称多相复合陶瓷或复相陶瓷。
先驱体转化法制备连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites,CFCC)是将耐高温的纤维植入陶瓷基体中形成的一种高性能复合材料。
由于其具有高强度和高韧性,特别是具有与普通陶瓷不同的非失效性断裂方式,使其受到世界各国的极大关注。
先驱体转化法制备SiC涂层及其对炭材料性能的影响
先驱体浸渍裂解(PIP)在制备SiC纤维、SiC涂层、SiC基复合材料方面,具有工艺温度低、制品的成分及结构可控、产品纯度高、性能好等优点。
本文以聚碳硅烷为先驱体,采用PIP法在三维炭纤维表面成功制得SiC涂层,进而采用溶胶浸渍-原位分解法制得炭纤维编织体/SiC涂层/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>陶瓷基复合材料。
通过PIP法在炭纤维编织体表面生成均匀完整的SiC涂层,涂层能明显提高炭纤维编织物的抗氧化性能。
用含15%质量分数PCS的二乙烯基苯溶液循环浸渍3次得到的SiC涂层抗氧化性能最佳。
采用非等温TGA和DTA,对C/SiC材料的非等温氧化过程进行了研究,结果表明:氧化过程呈现自催化特征,氧化机理为随机成核,动力学参数lgA = 15.223 min<sup>-1</sup>,Ea = 157.15 kJ·mol<sup>-1</sup>。
等温氧化过程的研究结果表明,SiC涂层/三维炭纤维编织物的等温氧化机理为:低温阶段为扩散和氧化反应共同控制;高温阶段为氧化反应控制。
采用AlCl<sub>3</sub>溶胶作为浸渍剂,制备炭纤维编织体/SiC涂层
/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>陶瓷基复合材料,SiC涂层可改善纤维与
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>陶瓷间的界面结合性能,提高复合材料的力学性能。
2019电子工艺技术Electronics Process Technology第年1月40卷第1期5摘 要:为了改善碳化硅陶瓷基片的介电性能,开发不同于浆料烧结法的陶瓷基片制备新工艺。
采用先驱体转化法,通过向先驱体中添加铍作为异质元素,再进行流延和烧成,制备出了含有铍元素的改性碳化硅陶瓷基片。
对含铍碳化硅陶瓷基片的介电常数和介电损耗进行了表征,发现虽然其介电常数和介电损耗相比常用的Al 2O 3等陶瓷基片材料没有明显提升,但铍元素含量对介电常数和介电损耗曲线的峰值区频率有明显的影响,可通过调节碳化硅陶瓷中铍元素的含量制得在特定频率范围下具有低介电常数和低介电损耗的改性碳化硅陶瓷基片。
关键词:先驱体转化法;陶瓷基片;异质元素中图分类号:TN453 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2019)01-0005-04Abstract: A new process for preparing ceramic substrates is developed in order to improve the dielectric properties of silicon carbide ceramic substrates, which is different from paste sintering method. Modifi ed silicon carbide ceramic substrates containing beryllium were prepared by adding beryllium as heterogeneous element to the precursor, tape casting and sintering. The dielectric constant and dielectric loss are characterized, the dielectric constant and dielectric loss of the substrates werenot signifi cantly increased compared with those of Al 2O 3 and other ceramic substrates, the content of beryllium had a significant effect on the frequency in peak area of dielectric constant and dielectric loss curve. It is possible to prepare modified SiC substrate which has low dielectric constant and dielectric loss under special frequency by adjusting the content of beryllium.Key Words: precursor infi ltration pyrolysis; ceramic substrate; hetero-element Document Code: A Article ID: 1001-3474 (2019) 01-0005-04先驱体流延转化法制备碳化硅陶瓷基片鞠振飞1,雷雷2(1 海装上海局,上海 201206;2 中国航发控制系统研究所,江苏 无锡 214100)作者简介:鞠振飞(1981- ),男,硕士,毕业于南京大学,主要从事雷达与信号处理的研究工作。
文章编号:100023851(2002)0620037206收稿日期:2001206229;收修改稿日期:2001211218基金项目:国家自然科学基金资助项目(59682009)作者介绍:谢征芳(19722),男,博士,讲师,从事先驱体转化陶瓷纤维及其复合材料研究。
通讯作者:陈朝辉,E 2m ail :chenchenxie @活性填料在先驱体转化法纤维增强陶瓷基复合材料中的应用 .复合材料的致密化模型谢征芳,陈朝辉,肖加余(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙410073)摘 要: 在先驱体转化陶瓷基复合材料的制备中,坯体在裂解前后的体积发生变化。
引入体系体积收缩率参数,对单一先驱体转化纤维增强陶瓷基复合材料致密化模型进行了修正。
同时,分别对含惰性填料和 或活性填料的先驱体浆料浸渍2裂解纤维增强陶瓷基复合材料致密化进行了模型分析。
从理论上揭示了复合材料的浸渍2裂解周期与材料的理论密度和理论孔隙率之间的关系。
当先驱体浆料中含有活性填料时,复合材料的理论密度和理论孔隙率与活性填料的反应陶瓷产率、反应密度比、体积收缩率有密切的数学关系。
在先驱体中引入活性填料比引入惰性填料能更为有效地提高材料的密度,降低材料的孔隙率。
关键词: 纤维增强陶瓷基复合材料;先驱体转化法;活性填料;惰性填料;致密化模型中图分类号: TB 332 文献标识码:AAPPL I CAT I ON OF ACT IVE F I LL ER IN PREPARAT I ON OF F IBER RE INFORCED CERAM I C M ATR IX COM POSITES B Y POLYM ER -INF I L TRAT I ON -PY ROLY SIS.D ENSIF I CAT I ON MOD EL SX IE Zhengfang ,CH EN Zhaohu i ,X I AO J iayu(Co llege of A ero space &M aterial Engineering ,N ati onal U niversity of D efense T echno logy ,Changsha 410073,Ch ina )Abstract : In the p rep arati on of fiber reinfo rced ceram ic m atrix com po sites (FRC M C s )by po ly 2m er 2infiltrati on 2pyro lysis (P IP ),the vo lum e of the com po sites w ou ld change du ring the conver 2si on of the p receram ic po lym er in to a ceram ic m atrix in the first pyro lysis p rocess .T he repetiti on cycle 2den sity den sificati on m odel is revised by in troducing the vo lum e sh rinkage percen tage of the com po sites .T he den sificati on m odels fo r the FRC M C s p reparati on by active filler and o r inert filler 2con tain ing p receram ic po lym er 2infiltrati on 2pyro lysis are also develop ed .T he relati on sh i p s betw een the theo retical den sity and po ro sity of the com po sites and the repetiti on cycle are discov 2ered .Fo r the active filler 2con tain ing system ,the theo retical den sity no t on ly relates w ith the ce 2ram ic yield of the po lym er and the den sity rati o betw een the pyro lysis p roduct and po lym er ,bu t also relates w ith the reacti on yield and den sity rati o of the active filler after reacti on ,and the vo l 2um e sh rinkage of the com po site .It is p roved that the additi on of the active filler is m o re effective than that of the inert filler fo r the com po site den sificati on .Key words : fiber reinfo rced ceram ic m atrix com po sites (FRC M C s );po lym er 2infiltrati on 2pyro l 2ysis (P IP );active filler ;inert filler ;den sificati on m odel 有机先驱体转化法由于其分子可设计性好、成型方便、低温裂解转化为陶瓷的特点,在陶瓷材料特别是陶瓷纤维和纤维增韧陶瓷基复合材料的制备中表现出极大的优势,具有传统陶瓷工艺无法比拟的优点,对传统陶瓷工艺作出革命性的创新[1,2]。