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陶瓷基體的案例

透波材料的總結和發展趨勢
CVI 工藝的主要優點是:基體制備溫度低,故纖維受損傷小,材料內部殘余應力小;能制備硅化物、碳化物、氮化物、硼化物和氧化物等多種陶瓷材料,并可實現微觀尺度上的成分設計;在同一CVI 反應室中,可依次進行纖維/基體界面、中間相、基體以及部件外表涂層的沉積;能制備形狀復雜和纖維體積分數高的近尺寸部件。 其不足之處主要有:基體的晶粒尺寸小,材料熱穩定性低;基體的致密化速度慢,生產周期長,制備成本高;預制體的孔隙入口附近氣體濃度高,沉積速度大于內部沉積速度,容易形成“瓶頸效應”而產生密度梯度;制備過程中易產生強烈的腐蝕性產物。 (4) 聚合物先驅體浸漬—裂解(PIP)法[16] 1983 年,日本的S. Yajima 等提出了聚碳硅烷裂解制備SiC 材料的路線,并使SiC 纖維實現工業化生產,先驅體轉化陶瓷材料的巨大潛力逐漸被人們所認識,迅速掀起了先驅體轉化法制備陶瓷材料的研究熱潮。先驅體轉化法開創了從有機物制備無機物的新領域,實現了陶瓷制備工藝的革命性創新,目前已經在陶瓷微粉、陶瓷纖維、陶瓷薄膜、泡沫陶瓷陶瓷基復合材料等方面取得了眾多成果。在先驅體轉化陶瓷工藝中,聚合物先驅體浸漬-裂解法(Precursor infiltrationand pyrolysis,PIP)是制備陶瓷基復合材料的重要方法,其一般過程是:以纖維預制件(三維編織物、疊層布多孔材料等)為骨架,浸漬聚合物先驅體(溶液或熔融物),在惰性氣體保護下使其交聯固化(或晾干),然后在一定氣氛中進行高溫裂解,從而得到陶瓷基復合材料及構件,重復浸漬-交聯-裂解過程可使復合材料致密化。
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復合材料力學介紹—— 基本概念和分類 附復合材料力學文檔下載
基本分類 結構復合材料由基體材料和增強材料兩部分組成: 基體材料,主要起到連接、固定、傳遞、保護等作用,通常由樹脂、金屬和非金屬; 增強材料,核心作用,提供材料的剛度和強度。 復合材料相比金屬材料,復雜得多,具有很多特點,并且可設計。 復合材料按照增強材料的形式,大致分為3類: 顆粒增強復合材料,包括非金屬顆粒+非金屬基體(如混凝土)、金屬顆粒+非金屬基體(如固體火箭劑)和非金屬顆粒+金屬基體(金屬陶瓷); 纖維增強復合材料,由于纖維比塊狀同樣材料的強度大得多,通過纖維增強,可極大提升比剛度和比強度;其中纖維通常有碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維等;基體通常有樹脂基體、金屬基體陶瓷基體和碳基體等;此外,纖維增強復合材料按纖維形狀、尺寸可分為連續纖維、短纖維和纖維布等; 層合復合材料,通過兩層或多層不同的復合材料形成。 其中,纖維增強復合材料和層合復合材料是該系列討論的重點。 最后 本文簡要介紹了復合材料的基本概念和分類,下文將主要介紹常用的纖維、基體,及其應用。 下載地址:復合材料力學
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陶瓷材料的脆性和解決對策
2、氣孔率與裂紋 陶瓷材料的強度、彈性模量隨氣孔率的增大而減小。氣孔的增多會使材料的密度下降,即減少了負荷面積。氣孔存在于晶界處會引起應力集中,在外力作用下易形成裂紋。 氣孔率增加,晶粒間接觸面積減小,氣孔間距縮短,有利于裂紋的形成與擴展,增加材料的脆性。 多相交界處的氣孔,本身便相當于裂紋。 3、晶界與裂紋 對由單一晶相組成的陶瓷材料,在外力作用下擴展的裂紋遇到晶界往往會中止,若晶界上有氣孔且應力集中,則裂紋會沿著晶界伸長。多晶材料晶界相中的雜質及第二相晶粒,有時因其脆性和各向異性引起應力即成為裂紋傳播的途徑,有時因有高的能壘而起著阻止裂紋擴展的作用。 陶瓷材料脆性的幾種常見解決措施 1、增大微晶數量,提高瓷體密度與純度 ①提高原料微粉質量。在滿足其它工藝要求的前提下,使粉體盡可能細化,粒子的大小與形狀均一,化學純度與相結構單一性好。 ②科學選擇燒結溫度,選擇最佳工藝條件,防止晶粒長大。 ③確定適當添加物和加入量,抑制晶粒異常長大,促進致密化。 2、相變增韌 通過控制陶瓷體內的相變來克服陶瓷脆性。即利用相變時發生的體積變化,減少裂紋尖端集中的應力,從而達到改善陶瓷脆性的目的。 3、復合材料增韌 在陶瓷基體中加入另一種粒子材料或纖維材料形成復合材料來增韌。 粒子的塑性變形可以吸收一部分能量,從而使裂紋尖端區域高度集中的應力得以部分消除,提高材料對裂紋擴展的抗力。 高強度、高模量的纖維既能為基體分擔大部分外加應力,又可阻止基體內裂紋的擴展。 4、預加應力 通過適當加熱、冷卻的工藝方法在材料表面人為的引入殘余壓力可以提高材料的抗張強度,改善材料的脆性。這種方法不僅在表面造成壓應力,還可使晶粒細化。
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設計仿真 | MSC Nastran 利用穩健的非線性功能模擬現實
MSC Nastran 可以輕松建模和分析復合材料,從而幫助您分析層壓板中每層的應力/應變響應,并了解結構的失效行為 我們提供的工具是任何常見類型的復合材料的理想選擇,包括聚合物基體,金屬基體陶瓷基體,碳基體等。此外,量化損傷和失效預測的能力有助于提高復合材料產品的安全性。 使用MSC Nastran,用戶可以對各種學科的影響進行建模。支持功能包括: 對線性或非線性響應的任何可能的疊層配置進行應力分析 可能與溫度相關的材料屬性 選擇最適合您應用的元件,包括殼、實心殼和實心(連續)元件 多種復合材料失效標準可供選擇,包括最大應力、最大應變、希爾、霍夫曼、蔡武、哈希、帕克、哈希膠帶或哈希織物 復合材料的漸進式失效分析,以分析材料完全降解后的結構行為 用于抗裂紋生長和裂紋擴展研究的虛擬裂紋閉合技術 使用內聚力模型法界面單元來進行分層模擬分析,適用于各項同性材料和復合材料結構 熱分析和熱固耦合分析 因為需要考慮結構性能的溫度變化,熱分析在使用方面僅次于結構分析。MSC Nastran 提供了一套完整的功能來解決您的熱問題,支持非線性和溫度相關的屬性。 熱變化通常會影響結構響應,反之亦然,需要進行耦合分析以更好地理解物理場。例如,制動系統中的摩擦會產生熱量,溫度梯度可能導致翹曲,而翹曲反過來又可能是不必要的噪音的來源。MSC Nastran 幫助您可以在單個模型中仿真多個物理場,使工程師能夠同時仿真結構荷載和熱荷載的相互作用。
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陶瓷基體圖1
設計仿真 | MSC Nastran 利用穩健的非線性功能模擬現實
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【米思米機械設備知識分享】- 電容器基礎原理知識
紙介電容 用兩片金屬箔做電極,夾在極薄的電容紙中,卷成圓柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金屬殼或者絕緣材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)殼中制成。它的特點是體積較小,容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大,用于低頻比較合適。 金屬化紙介電容 結構和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔,體積小,容量較大,一般用在低頻電路中。 油浸紙介電容 它是把紙介電容浸在經過特別處理的油里,能增強它的耐壓。它的特點是電容量大、耐壓高,但是體積較大。 玻璃釉電容 以玻璃釉作介質,具有瓷介電容器的優點,且體積更小,耐高溫。 陶瓷電容用陶瓷做介質,在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質薄膜做極板制成。它的特點是體積小,耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高,但容量小,適宜用于高頻電路。 鐵電陶瓷電容容量較大,但是損耗和溫度系數較大,適宜用于低頻電路。 薄膜電容 結構和紙介電容相同,介質是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容,介電常數較高,體積小,容量大,穩定性較好,適宜做旁路電容。 聚苯乙烯薄膜電容,介質損耗小,絕緣電阻高,但是溫度系數大,可用于高頻電路。 云母電容 用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板,極板和云母一層一層疊合后,再壓鑄在膠木粉或封固在環氧樹脂中制成。它的特點是介質損耗小,絕緣電阻大、溫度系數小,適宜用于高頻電路。 鉭、鈮電解電容 它用金屬鉭或者鈮做正極,用稀硫酸等配液做負極,用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質制成。 來源:輸配電設備網 它的特點是體積小、容量大、性能穩定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設備中。 半可變電容 也叫做微調電容。它是由兩片或者兩組小型金屬彈片,中間夾著介質制成。
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新型陶瓷材料的發展與應用地
陶瓷與金屬材料、高分子材料是當今社會應用最廣泛的三大材料。陶瓷制品分為普通陶瓷與先進陶瓷兩大類,先進陶瓷按其特性和用途可分為結構陶瓷與功能陶瓷。 其中,結構陶瓷主要是基于其力學性能和耐高溫、耐腐蝕、耐磨損性能等而應用的陶瓷材料;功能陶瓷主要是基于其電、熱、聲、光、磁等特性而應用的陶瓷材料。 新型陶瓷之所以能得到快速發展, 歸納起來有以下幾方面原因: ①具有優良的物理力學性能、高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱震而且在熱、光、聲、電、磁、化學、生物等方面具有卓越的功能,能滿足現代科學技術和經濟建設的需要。 ②產品附加值相當高,應用十分廣泛,幾乎滲透到各行各業且未來市場持續擴展。 ③其原料取于礦土或經合成而得,蘊藏量十分豐富。 新型陶瓷材料的應用 由于先進陶瓷特定的精細結構和其高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、導電、絕緣、磁性、透光、半導體以及壓電、聲光、超導、生物相容等一系列優良性能,被廣泛應用于國防、化工、冶金、電子、機械、航空航天、生物醫學等國民經濟的各個領域。 01 電子工業領域 電子工業是先進陶瓷產業最大的終端應用市場。電子陶瓷是指在電子設備中作為安裝、固定、支撐、保護、絕緣、隔離及連接各種無線電元器件的陶瓷材料。目前電子陶瓷材料元器件主要包括:光纖陶瓷插芯、陶瓷封裝基座、陶瓷基片、陶瓷基體、接線端子、片式多層陶瓷電容器等,主要材質有氧化物、氮化物、碳化物以及硼化物等。現代科學技術的高速發展對電子陶瓷材料提出了更加嚴峻的挑戰,也為這一領域的研究和發展創造了新的機會。 02 汽車工業領域 隨著科學技術飛速發展,更多特種陶瓷、智能陶瓷制品被應用到汽車上,給汽車零部件加工制造帶來了一場新的革命。
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六代機先進動力技術進展研究
陶瓷的耐高溫能力超過高溫合金,但陶瓷的脆性和容易在溫度劇烈變化時碎裂的問題長期以來困擾著陶瓷材料工程師。先進的陶瓷基復合材料(CMC材料)是把陶瓷纖維(也可以用碳纖維)和陶瓷基體整合成一體,不僅保留了陶瓷耐高溫的特性,同時還具有很高的機械強度和抗熱裂性,且重量只有鎳基合金的三分之一,在尖端應用中嶄露頭角,成為自適應循環發動機的亮點之一。 在ADVENT子計劃中,曾采用了CMC低壓渦輪和高壓渦輪前緣,而AETD子計劃又進一步擴大了CMC材料的應用,為大幅度提高發動機熱工性能提供了空間,使得2015年GE在AETD發動機地面驗證測試中打破了噴氣推進史上壓氣機和渦輪最高溫度之和的紀錄。 此外,利用增材制造技術以及先進的自適應控制系統,完善的集成電力和熱力管理能力還將賦予六代機具備更多的傳感器/數據融合、電子對抗和使用定向能武器的能力,最終實現自適應循環發動機研究計劃的目標,即與五代機發動機相比,六代機發動機的推力增大10%,耗油率降低25%,這將使六代機亞聲速巡航航程延長30%,續航時間延長70%;超聲速巡航航程延長40%,續航時間延長80%。 結束語 六代機是當前全球各航空強國軍備競賽的焦點,自適應循環發動機是目前公認的六代機研發的關鍵。美國經過多年的研發與投入,正逐漸將“理想”演變為“現實”,其成熟的研究管理模式,先進的技術開發和試驗驗證手段,代表著未來的發展方向,值得持續深入研究與思考。
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『轉貼』復合材料
復合材料的組成包括基體和增強材料兩個部分。非金屬基體主要有合成樹脂、碳、石墨、橡膠、陶瓷;金屬基體主要有鋁、鎂、銅和它們的合金;增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維等有機纖維和碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲及硬質細粒等。 復合材料的歷史可追溯很遠,如從古沿用迄今的稻草增強粘土,和已使用上百年的鋼筋混凝土,就是由兩種不同材料復合而成。 20世紀20年代以后發展起來的銅-鎢和銀-鎢電觸頭材料,碳化鎢-鈷基硬質合金,和其他粉末燒結材料,其實質也是復合材料。40年代,因航空工業的需要,發展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼)的雷達罩,從此出現了復合材料這一名稱。 50年代以后陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度、高模量纖維;70年代又出現了芳香族聚酰胺纖維(簡稱芳綸纖維),如聚對苯甲酰胺纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體,或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合而成各具特點的材料,為了區別于一般玻璃纖維增強材料,這種材料稱為高級復合材料。 復合材料根據其組成可分為金屬與金屬復合材料;金屬與非金屬復合材料;非金屬與非金屬復合材料三種。根據結構特點又可分為纖維復合材料、層疊復合材料、細粒復合材料和骨架復合材料。 纖維復合材料通常是置纖維狀材料于基體內組成,如纖維增強塑料、纖維增強金屬等;層疊復合材料是由兩種或兩種以上不同材料疊合而成,如用兩種具有不同膨脹系數的金屬,復合而成的能指示溫度變化的熱工儀表材料等;細粒復合材料是將硬質細粒均勻分布于基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷;骨架復合材料是在連續多孔的結構材料中填充其他材料,或由面板和芯子組成的夾層結構材料等。
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碳纖維行業五力分析模型
表4 碳纖維成本分析 三、替代品威脅 碳纖維作為一種新興合成材料,具有重量輕、高強度、高模量等優良特性,在更低密度下有著更高的拉伸強度和拉伸模量,其與樹脂、金屬、陶瓷基體復合制成碳纖維復合材料,具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、導電和導熱等多種功能,這些特性是傳統材料無法替代的,因此目前碳纖維廣泛運用于國防航空、交通工具、運動休閑和土木建筑等多個領域,并且產品越高端,經濟附加值越高。民航客機、航天飛機、汽車等交通運輸工具采用碳纖維材料后,能顯著減輕自重,進而減少油耗,提高運行效率,因此其地位穩固,在相當長的時間內難以有更優的產品存在替代威脅。 表5 碳纖維與傳統材料性能對比 圖3 2015年碳纖維各階段產品售價(元/公斤) 四、供貨商議價能力 生產碳纖維的主要原料包括聚丙烯腈(PAN)、瀝青、粘膠劑和酚醛等。其中PAN基碳纖維因生產工藝相對簡單,工藝較成熟,產品力學性能好,成本較低,而成為碳纖維的主打產品,約占全球碳纖維總產量的90%,瀝青基碳纖維排名第二,約占7%。從供需來看,我國瀝青行業和粘膠纖維行業均供大于求,供應量較為穩定,需求增長較為緩慢,因此對這兩種原材料碳纖維廠家的議價能力較強;從聚丙烯腈行業的供給情況看,我國聚丙烯腈供應量非常有限,從原油、煤炭、天然氣制得丙烯,丙烯經氨氧化得到丙烯腈單體,之后經聚合和紡絲之后可得到PAN 原絲。雖然我國丙烯制造工藝目前比較成熟,但丙烯腈下游的腈綸行業和ABS行業對丙烯腈的需求持續增大,會對碳纖維行業的供應造成擠壓。此外,由于石油、瀝青、聚丙烯腈大多由中石化、中鋼吉炭等實力雄厚的國企開發提供,供貨商集中度較高,導致碳纖維廠商的轉移成本較高。雖然近年來國家對新材料領域給予越來越多的重視并提供了一些政策優惠,但整體而言碳纖維企業對原材料的議價能力較弱。
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熱管理用高導熱碳化硅陶瓷基復合材料研究進展
來源 | 無機材料學報 作者 | 陳強,白書欣,葉益聰 單位 | 國防科技大學 空天科學學院,材料科學與工程系 原位 | DOI:10.15541/jim20220640 摘要:碳化硅陶瓷基復合材料以其高比強度、高比模量、高導熱、良好的耐燒蝕性能、高溫抗氧化性、抗熱震性能等特性,廣泛應用于航空航天、摩擦制動、核聚變等領域,成為先進的高溫結構及功能材料。本文綜述了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料制備及性能等方面的最新研究進展。研究通過引入高導熱相,如金剛石粉、中間相瀝青基碳纖維等用以增強熱輸運能力;優化熱解碳與碳化硅基體界面用以降低界面熱阻;熱處理用以獲得結晶度更高、導熱性能更好的碳化硅基體;設計預制體結構用以建立連續導熱通路等方法,提高碳化硅陶瓷基復合材料的熱導率。此外,本文展望了高導熱碳化硅陶瓷基復合材料后續研究方向,即綜合考慮影響碳化硅陶瓷基復合材料性能要素,優化探索高效、低成本的制備工藝;深入分析高導熱碳化硅陶瓷基復合材料導熱機理,靈活運用復合材料結構與性能的構效關系,以期制備尺寸穩定、具有優異熱物理性能的各向同性高導熱碳化硅陶瓷基復合材料。
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陶瓷基體圖2
輕量化技術和材料在汽車工程中的應用
碳纖維復合材料是指以碳纖維為增強相、以樹脂、金屬及陶瓷等為基體的復合材料的總稱。汽車用碳纖維復合材料主要為樹脂基碳纖維增強復合材料,與鋼鐵材料相比,能夠減輕40%~60%的質量;與鋁合金材料相比,能夠減輕25%~30%的質量,是汽車輕量化進程中不可或缺的重要材料,主要應用的零部件有車頂橫梁、引擎蓋、翼子板、保險杠、車頂蓋等。國內外部分碳纖維零部件如圖9所示。目前,碳纖維復合材料的應用還存在諸多限制因素,如成本較高、工藝復雜、難回收等,制約了其大規模應用。隨著技術的進步及成本的降低,未來必將在汽車上得到越來越多的應用。 3 結語 汽車輕量化技術涉及結構、材料、制造等多個環節。在汽車開發過程中,結構和制造工藝的優化已日趨成熟,進一步優化需大幅提升技術和工藝,導致成本的增加和研發周期的延長;新材料的應用成為汽車輕量化的有效技術路線,汽車整車廠、零部件廠及相關材料生產企業加大了研發和推廣的力度。 來源:輕量化聯盟,文章來源:《機械工程師》,作者:趙顯蒙, 李長青, 張慶霞, 劉坤, 孫淑偉
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汽車內外飾材料的選取、應用和未來,你了解嗎?
納米復合材料 納米復合材料是以樹脂、橡膠、陶瓷和金屬等基體為連續相,以納米尺寸的金屬、半導體、剛性粒子和其他無機粒子、纖維、納米碳管等改性為分散相,通過適當的制備方法將改性劑均勻性地分散于基體材料中,形成一相含有納米尺寸材料的復合體系,這一體系材料稱之為納米復合材料。 在三大合成材料領域納米復合材料是由聚合物、纖維、橡膠與納米材料組合而成的。與傳統材料相比,納米復合材料性能優異。如聚合物納米復合材料,由于納米粒子具有出色的表面界面效應、小尺寸效應及量子尺寸效應,它與聚合物密度小、耐腐蝕易加工等優良特性結合后,呈現出不同于常規聚合物復合材料的性能。 由于加工簡便,效果明顯,業界對聚合物納米復合材料的市場前景持樂觀態度。目前世界各國都在積極研發納米復合材料,納米技術在塑料、化纖、橡膠原料領域的應用引人注目。 在納米塑料領域,聚合物納米復合材料的崛起為提升傳統塑料產業注入新活力。與傳統塑料材料相比, 聚合物/納米復合材料表現出更優異的綜合性能。在我國塑料材料的研發與發展中,納米材料的研制時間較長,且技術已有了歷史性的突破,成績顯著。在使用時,納米材料的使用特性包括:成本較低、性能優越、使用范圍廣等。 而后又發明了新型的納米復合材料,其主要由有機聚合物基體和最少有一維不高于 100 納米的納米無機分散相所構成,這種材料的優異特性包含:強度較高、色澤平穩、抗紫外線度高、阻燃能力佳、質量輕便、阻隔性優異以及加工性能良好等等。 此外,因納米技術生產的塑料有著較高的可塑性,且光澤度和透明度也較強,其已被廣泛應用于汽車的散熱器以及底盤等部件中。
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船用復合材料應用現狀及發展
通常在復合材料中有一相為連續相,稱為基體,用以粘結、固定、維持增強材料成一定形狀;另一相為分散相,稱為增強相或增強體,增強材料在復合材料中不構成連續相,它在基體支持下提供強度和剛度。分散相是以獨立的形態分布在整個連續相中的,可以是增強纖維,也可以是顆粒狀彌散的物料。不同增強材料的形態如圖1所示。 復合材料的分類方法很多,最基本的按照基體材料類型可以分為:聚合物基復合材料,其基體為有機聚合物高分子;金屬基復合材料,其基體為金屬,如鋁基復合材料、鐵基復合材料等;無機非金屬基復合材料,其基體陶瓷材料(也包括玻璃和水泥等)。 2 船用復合材料分類 目前,船用復合材料,尤其是應用于船體結構的復合材料,以聚合物基復合材料為主,按結構可分為層合板(纖維增強復合材料)和夾層結構復合材料兩大類型,其中包含三個方面的重要復合物:增強材料、樹脂(即基體)和芯層材料。船用復合材料按照承載部位不同可分為:主承力結構、次承力結構、非承力結構等。按照功能可分為:結構、阻尼、聲學(包括吸聲、隔聲、透聲)、隱身(包括吸波、透波、反射、頻選)、防護等五大系列材料,船用復合材料的分類及應用部位如圖2所示。 船用復合材料性能的優越性主要體現在:輕質高強,能有效提高船體的儲備浮力;結構功能一體化,在滿足結構承載的情況下性能可設計,通常具有聲學、雷達、減振、防護、低磁等其他性能,一般的材料成型過程同樣是結構成型過程;耐腐蝕,可滿足高鹽、高濕、紫外等苛刻海洋環境要求;耐老化,可滿足船舶的長壽命要求。以上特性有別于其他船舶結構材料,也是其優勢圖2船用復合材料及結構主要類型與典型應用的體現。從小型快艇開始,復合材料在船舶上的應用大概經歷3 個階段。
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北科大《MSEA》:3D打印納米增強高Nb-TiAl合金
在高溫合金中加入陶瓷顆粒增強相可以提高其高溫強度、抗蠕變性及抗氧化性能。已有報道證明將增強相尺寸減小至納米級有望在不犧牲塑性的前提下提高顯微硬度和室溫拉伸強度。 納米顆粒的均勻分散和致密化是增強和增韌納米復合材料的關鍵。但陶瓷顆粒與金屬基體之間熱膨脹系數和潤濕性的差異使得該種復合材料經傳統方法制備后存在孔洞、裂紋及界面結合差等現象。另外,納米顆粒由于尺寸小,極易團聚或者與基體發生不良反應。因此,需要更為先進的制備方法來解決上述問題。 電子束選區熔化技術(EBM)工作于可控的真空和高溫環境,具備預熱和原位熱處理的特點。可避免裂紋產生,改善材料的力學性能,非常適用于高熔點脆性材料的制備。EBM過程產生的熔池小、冷速快,有望減少納米顆粒的溶解。熔池內部的強對流也有利于納米顆粒的分散。因此,北京科技大學的碩士研究生高博洋在林均品教授和萊斯特大學Bo Chen教授的指導下,聯合北京航空航天大學彭徽副教授提出采用EBM技術制備TiC/Nb-TiAl納米復合材料,研究了制備過程中納米顆粒的溶解與析出現象,揭示了工藝參數和增強相對基體凝固相變過程和顯微組織演變的影響機制,提出了陶瓷顆粒增強高Nb-TiAl基納米復合材料的強韌化機理。該研究以題為“Electron beam melted TiC/high Nb–TiAl nanocomposite: Microstructure and mechanical property”發表在Materials Science and Engineering A。
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