碳化硅颗粒增强铝基复合材料
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C06.金属基复合材料分会主席:武高辉、耿林、张荻、马朝利、曲选辉、马宗义、崔岩、白书欣C06-01(Invited)金属基复合材料尺寸稳定性与稳定化设计武高辉哈尔滨工业大学150001精密仪器、惯性技术领域中,材料的尺寸稳定性是仪器、仪表精度的基本保障。
铝基复合材料具有高的比强度、比模量、比Be更高的抗微小变形的能力和优异的尺寸稳定性,并可进行热膨胀系数设计以便和其他材料匹配,成为惯性仪表构件的理想材料。
通过对铝合金尺寸不稳定的机理研究,确定了铝基复合材料尺寸稳定性设计要素,从成分优化、组织稳定、相稳定、应力稳定等角度分析了铝基复合材料的尺寸稳定性原理;并提出了一种冷热循环条件下材料尺寸稳定性评价方法的设计思想、实验准则、评价指标及其可靠性原理,并分析了该方法在惯性仪表材料及其稳定化工艺评价中的实际应用效果。
关键词:金属基复合材料;惯性仪表;尺寸稳定性C06-02(Invited)金属基复合材料检验方法与标准体系现状朱宇宏1,2,3,王燕1,2,3,姚强1,2,3,路通1,2,3,王琼1,2,31. 江苏省产品质量监督检验研究院2. 全国工程材料标准化工作组3. 国家工程复合材料产品质量监督检验中心在金属基复合材料、无机非金属基复合材料和树脂基复合材料这三大类复合材料中,树脂基复合材料已形成了集科研、设计、试制、生产、检测、应用等较完整的工业体系,其标准化工作起步相对比较早,进展也比较快。
相比树脂基复合材料,我国金属基复合材料的相关标准制定工作才刚刚起步。
本文将深入剖析我国金属基复合材料标准现状,对现有金属基复合材料标准、规范进行分析,提出我国金属基复合材料标准体系框架设想,介绍相关国家标准的制定进展,给出我国急需制定的金属基复合材料相关标准的内容和方向。
研究表明:相比树脂基复合材料而言,我国金属基复合材料的检验方法及标准严重缺失。
金属基复合材料的主要理化性能的测试方法至今没有相应标准。
目前金属基复合材料性能的测试方法大多数都是采用金属材料的相应测试方法,这往往不能正确反映金属基复合材料的真实性能。
安徽六校教育研究会2025·届高三年级入学素质测试化学试题1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。
必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:第I 卷(选择题共42分)一、选择题(本题共14小题,每题3分,共42分。
每题只有一个选项符合题意)1.化学很重要。
化学可以满足下列需求:清洁的空气、健康的食品、可靠的药品和先进的材料。
下列有关叙述不正确的是()A .加碘食盐中的碘以碘酸钠()的形式存在B .可生物降解的聚乳酸用于手术缝合线、药物缓释材料等C .“84”消毒液和“洁厕灵”不能混合使用D .制作豆腐时可使用石膏、氯化镁作凝固剂2.下列化学用语或图示正确的是()A .1-氯丙烯的结构简式:B .基态氮原子电子排布轨道表达式写成违背了泡利原理C .分子的球棍模型:D .的电子式:3.进行下列实验操作时,选用仪器不正确的是()甲 乙 丙 丁A ,利用仪器甲准确量取一定体积的溶液B .利用仪器乙加热胆矾使其失去结晶水C.利用仪器丙分离饱和碳酸钠溶液和乙酸乙酯H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Fe-563NaIO 22Cl-CH -CH=CH 3O CO :C O:22H OD .利用仪器丁配制的水溶液4.下列离子方程式与化学事实相符的是()A .使用含氟牙膏预防龋齿:B .向澄清的苯酚钠溶液中通入少量气体:C .乙醇钠的水溶液显强碱性:D .用新制的氢氧化铜悬浊液检验乙醛分子中的醛基:5.类比推理是化学的常用思维方法。
下列推理正确的是( )A .干冰()是分子晶体,推测也是分子晶体B .与浓共热可制取气体,推测与浓共热也可制取气体C .与反应生成与,推测与反应主要生成与D .铝盐溶液中滴入过量氨水发生反应:,推测向溶液中滴入过量氨水:6.我国科学家在全球范圃内首次实现了用人工合成淀粉,其转化过程如下图所示。
摘要:本文详细阐述了 SIC 复合材料的主要分类,包括 SIC 颗粒增强复合材料、SIC 纤维增强复合材料和 SIC 晶须增强复合材料等。
深入探讨了每类复合材料的特性、制备方法以及它们在航空航天、汽车工业、电子领域、能源领域和生物医学等多个重要领域的广泛应用。
分析了 SIC 复合材料在实际应用中所面临的挑战,并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词:SIC 复合材料;分类;制备方法;应用领域1、引言在现代材料科学领域,复合材料因其能够结合不同组分的优点,从而获得优异的综合性能,已成为研究和应用的热点。
其中,SIC(碳化硅)复合材料以其出色的力学、热学和化学性能,在众多高新技术领域展现出巨大的应用潜力。
对 SIC 复合材料进行分类研究,并深入了解其应用,对于推动材料科学的发展和拓展其工程应用具有重要意义。
2、SIC 复合材料的分类2.1SIC 颗粒增强复合材料SIC 颗粒增强复合材料是将 SIC 颗粒作为增强相均匀分散在基体材料中。
常用的基体材料包括金属(如铝、镁等)和陶瓷(如氧化铝、氮化硅等)。
SIC 颗粒的加入可以显著提高基体的强度、硬度和耐磨性。
制备方法主要有粉末冶金法、搅拌铸造法等。
通过这些方法,可以使 SIC 颗粒在基体中均匀分布,形成良好的界面结合。
2.2SIC 纤维增强复合材料SIC 纤维具有高强度、高模量和耐高温的特性。
以 SIC 纤维作为增强体的复合材料在力学性能和耐高温性能方面表现更为出色。
常见的有SIC 纤维增强陶瓷基复合材料(如SIC/SiC)和 SIC 纤维增强金属基复合材料(如 SIC/Ti)。
其制备方法通常包括预制体浸渍法、化学气相渗透法等。
这些方法能够保证纤维在复合材料中保持良好的完整性和定向排列,从而有效地传递载荷,提高复合材料的性能。
2.3SIC 晶须增强复合材料SIC 晶须是一种具有高长径比的单晶纤维,具有极高的强度和韧性。
将 SIC 晶须添加到基体材料中,可以显著改善材料的断裂韧性和抗疲劳性能。
复合材料姓名:黄福明学号:2015141421022 专业:金属材料工程碳化硅增强体碳化硅纤维是典型的以碳和硅为主要成分的陶瓷纤维,在形态上有晶须和连续纤维两种。
作为先进复合材料最重要的增强材料之一,它具有高温耐氧化性、高硬度、高强度、高热稳定性、耐腐蚀性和密度小等优点。
与碳纤维相比,碳化硅纤维在极端条件下也能够保持良好的性能,故而在航空航天、军工武器装备等高科技领域备受关注,常用作耐高温材料和增强材料。
此外,随着制备技术的发展,碳化硅纤维的应用逐渐拓展到高级运动器材、汽车废烟气除尘等民用工业方面。
一、碳化硅纤维的制备方法碳化硅纤维的制备方法主要有先驱体转化法、化学气相沉积法(CVD)和活性炭纤维转化法三种。
三种制备方法各有优缺点,而且使用不同制备方法得到的碳化硅纤维也具有不同的性能。
1、先驱体转化法先驱体转化法是由日本东北大学矢岛教授等人于1975年研发,包括先驱体合成、熔融纺丝、不熔化处理与高温烧结4大工序。
先驱体转化法制备碳化硅纤维需要先合成先驱体——聚碳硅烷(PCS),矢岛教授以二甲基二氯硅烷等为原料,通过脱氯聚合为聚二甲基硅烷,再经过高温(450 ~500℃)分解处理转化为聚碳硅烷纤维(PCS),,采用熔融法在250 ~350℃下将PCS纺成连续PCS纤维,然后经过空气中约200℃的氧化交联得到不熔化聚碳硅烷纤维,最后在惰性气氛或高纯氮气保护下1300℃左右裂解得到碳化硅纤维。
先驱体转化法制备原理其实就是将含有目标元素的高聚物合成先驱体,再将先驱体纺丝成有机纤维,然后通过一系列化学反应将有机纤维交联成无机陶瓷纤维。
随着碳化硅制备技术的不断改进,逐渐形成了 3代碳化硅纤维。
第1代碳化硅纤维是以矢岛教授研发的方法制备而成。
由于在制备过程中引入了氧,纤维中的氧质量分数为10%~15%,在高温下碳化硅纤维的稳定性变差,影响了纤维在高温环境下的强度和弹性模量。
因此,为改善这个问题研制初了第 2代碳化硅纤维。
第18卷第6期2008年12月 粉末冶金工业POWDER METALL URG Y INDUSTR Y Vol.18No.6Dec.2008收稿日期3作者简介邹 晋(3),男(汉),江西乐平人,硕士,主要从事金属基复合材料开发研究。
颗粒增强铝基复合材料热残余应力分析邹 晋,陆德平,陆 磊,谢仕芳,陈志宝(江西省科学院应用物理研究所,江西南昌 330029)摘 要:碳化硅颗粒增强铝基复合材料在高温制备冷却过程中会产生较大的热残余应力场。
热残余应力的存在对材料尺寸稳定性有较大影响从而影响到材料在应用中的精度。
本文采用XRD 测量了复合材料内部残余应力,分析了不同因素对热残余应力的影响。
XRD 测量结果表明:不规则形颗粒增强SiC p /ZL101复合材料中热残余应力高于近球形Si C p /ZL101复合材料;复合材料中热残余应力随着增强体颗粒粒径的减小而增大;水冷处理后的复合材料中热残余应力最大,空冷次之,炉冷最低。
关键词:SiCp/Al 复合材料;热残余应力;X 射线衍射中图分类号:TG 146 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2008)06-0027-05R ESEARC H O F T HERMAL R ES I DUAL S TR ESS IN Si C p /Al COMPOSITESZOU Jin ,L U De 2ping,L ULei ,X I E Shi 2f ang,CHEN Zhi 2bao (Jiangxi Aca demy of Sciences ,Nanc hang 330029,China )Abstract :Hi gh re si dual st ress i s o bserved in Si Cp/Al co mposi te s during cooli ng p rocess.The t hermal residual stre ss is an i mporta nt factor for composit es dimensio n st abilit y a nd precisioni n applicat io n.The t hermal residual st ress i n S i C p /ZL101composit es was measured by XRD ,and t he effect of diff erent factors wa s analysed.The re sul t s i ndicate t hat t he st re ss in irregu 2la r Si C p /ZL101composi te s is l arger t han t hat in spherical SiC p /ZL 101composit es.The t her 2mal re si dual st ress was increased wit h t he reduct ion of part icle diamet er.The t her mal residu 2al st ress wa s t he l argest i n wat er cooled composit es.K ey w ords :Si C p /Al composit es ;t hermal re si dual st ress ;XRD SiC 颗粒增强铝基复合材料(Si C p /Al)因为其较高的比强度、比刚度以及良好的导热性等多种优异的物理和机械性能,在航空航天、光机仪器、电子封装等领域具有广泛的应用前景[1~5]。
大湾区(正禾)大联考2025届高三年级模拟联考·化学试题考生注意:1.本试卷分选择题和非选择题两部分。
满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。
选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
............................3.本卷命题范围:高考范围。
可能用到的相对原子质量:H 1Li 7 C 12O 16K 39Fe 56Co 59一、选择题:本题共16小题,共44分。
第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.文物承载着灿烂文明,传承着历史文化。
下列广东博物馆馆藏文物的主要成分属于天然有机高分子的是A.西周兽面纹青铜盉B.清代千金猴王砚C.北宋木雕罗汉像D.元白玉镂雕龙穿牡丹盖钮2.我国发布嫦娥五号最新科学成果:中国科学家首次在月球上发现新矿物——嫦娥石。
嫦娥石是一种富含稀土的磷酸盐矿物,仅存在于地球之外。
地球上存在一种天然的类似矿物——白磷钙石,其理想化学组成为Ca9Mg(PO4)6(HPO4)。
下列说法不正确的是A.白磷钙石化学组成的元素不全是金属元素B.价电子排布式符合ns2的原子都是第ⅡA族元素的原子C.PO3-4的VSEPR模型为四面体形D.同周期元素中,第一电离能小于Mg的元素有两种3.2024年6月25日,嫦娥六号实现世界首次月背土壤采样返回,这是我国航天事业又一辉煌时刻。
下列说法不正确的是A.嫦娥六号探测器外钻杆是由碳化硅颗粒增强铝基复合材料制造,碳化硅属于共价晶体B.月背土壤中富含硅元素,硅元素在地球上自然界中的存在形式是化合态C.月背土壤中未发现2H的存在,2H与3H互为同素异形体D.月背土壤中未发现水的存在,H2O的键角比NH3的小4.下列关于有机化合物的说法正确的是A.乙烯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但褪色原理不同B.糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应C.混甘油酯属于混合物D.乙酸乙酯在酸性条件下水解更彻底5.2024年5月全球钢铁产量排名显示,中国以9290万吨的产量稳居榜首。
(每日一练)全国通用版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素解题方法技巧填空题1、“天宫”空间站是我国自主研发建造的,用于开展大规模空间科学实验与应用的太空实验基地,空间站的建设离不开各种新型材料的助力。
(1)碳化硅颗粒增强铝基复合材料用于空间站太阳翼伸展机构的关键部位。
碳化硅属于_______材料,其中碳原子与硅原子之间的化学键属于_______键。
制备碳化硅晶片的原料之一是高纯硅粉,用焦炭与石英砂(主要成分是SiO 2)在高温条件下反应生成硅的化学方程式是_______。
(2)氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统是一种先进的空间推进技术。
根据原子结构和元素周期律的知识可知,氮化硼的化学式为_______。
推进器中的放电腔内有高压电场、高温环境,用氮化硼陶瓷基复合材料制成放电腔,利用了氮化硼具有_______的性质(写一条)。
答案:(1) 无机非金属 共价 2C+SiO 2=高温Si+2CO↑(2) BN 耐高温解析:(1)碳化硅属于新型无机非金属材料,硅和碳为非金属元素,硅原子和碳原子之间以共价键结合;焦炭与二氧化硅高温下发生置换反应生成硅和一氧化碳,反应的化学方程式为:2C+SiO 2=高温Si+2CO↑。
(2)硼原子最外层3个电子,氮原子最外层5个电子,因此两者能形成共价三键,氮化硼化学式为BN ;推进器中的放电腔内有高压电场、高温环境,却可以用氮化硼陶瓷基复合材料制成放电腔,说明氮化硼耐高温。
2、研究氮的循环和转化对生产,生活有重要的价值。
I.氨是重要的化工原料。
某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(1)写出设备1发生反应的的化学方程式:_______,设备2中通入的物质A 是_______。
II.废水的去除是当前科学研究的热点问题。
氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH 3·H 2O 的形式存在。
某工厂处理氨氮废水的流程如下:含NH4+的废水→过程①NaOH 溶液、加热低浓度氨氮废水→过程②NaClO 溶液含余氯废水→过程③X 达标 (2)检验达标废水中氯元素所用试剂为_______。