- 2015年第45卷第5期文章目次
>综述
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2015, 45(5).
摘要:
超高温陶瓷在极端环境中能够保持稳定的物理和化学性质,被认为是高超声速飞行器和大气层再入飞行器鼻锥和前缘最有前途的候选热防护材料。本文系统评述了超高温陶瓷( 主要是过渡金属硼化物、碳化物和氮化物)在粉体合成、致密化、力学性能等方面的研究进展。对超高温陶瓷研究中存在的一些问题作出初步总结,希望对超高温陶瓷的进一步研究和应用起到积极的推动作用。 -
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摘要:
气瓶、贮箱等压力容器是航天结构动力系统的关键部件,本文对我国目前航天用气瓶、贮箱产品分类及发展现状进行概述,介绍了航天用气瓶、贮箱的制造技术,并分析预测未来我国航天事业发展中,气瓶、贮箱等压力容器产品高性能化、轻质化、系列化的发展趋势。 >计算材料学
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摘要:
树脂炭化是一个复杂的物理化学变化过程,包括传热传质、应力应变、热分解等耦合过程。基于物理守恒原理,理论推导出了瞬态的热-流-固耦合方程组,包括树脂变形方程、热解气体渗流方程和能量守恒方程,分析了各物理场之间的相互耦合作用,并对后续研究提出建议。 >新材料新工艺
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摘要:
以多孔氮化物陶瓷材料为频率选择表面( FSS) 多层复合透波材料的介质支撑体,以耐高温的导电金属铂采用丝网印刷工艺制备FSS,通过多层FSS 的复合制备了宽频透波材料,对其微观结构和透波性能进行了测试分析。结果表明:多层FSS 层间结构重叠性好,周期一致;FSS 材料组成稳定,形成具有良好导电性能的致密结构层;多层陶瓷/ 金属FSS 在9. 5 ~18 GHz 具有95%以上的透过率。 -
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摘要:
以2 400 tex 的玻璃纤维为原料,在SGA598 型三维织机上,采用三维浅交弯联结构制备了一种装甲车体内饰用轻质复合材料预制件。将环氧树脂E51 和固化剂聚醚胺WHR-H023 以质量比3 颐1 的比例组成树脂体系,并将复合材料预制件与配制好的树脂体系以质量比为2 颐1、3 颐2、1 颐1、2 颐3、1 颐2 的比例进行手糊复合成型,制成装甲车体内饰用轻质复合材料。借助Instron 3385H 型万能材料试验机对材料的弯曲能进行测试,研究树脂含量对复合材料弯曲性能的影响;并通过扫描电子显微镜(SEM) 观察材料的断裂界面,研究材料的弯曲破坏机理。结果表明,三维浅交弯联复合材料具有优异的力学性能,织物与树脂的质量比为1 颐1 时材料的弯曲强度与模量均达到最大值;材料的破坏模式主要为脆性破坏,具体表现为树脂基体的碎裂以及纤维的抽拔及断裂。 -
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摘要:
分别采用两种碳纳米管膜进行层间增韧,应用热压罐工艺成型了碳纳米管膜/ 碳纤维增强树脂基复合材料,研究了碳纳米管膜的成型工艺、取向、面密度对复合材料力学性能和层间韧性的影响。结果表明:CNT 膜平行于碳纤维铺放时复合材料的压缩强度、90毅弯曲强度和层剪强度均高于CNT 膜垂直于碳纤维铺放时的复合材料性能。面密度较小的CNT 膜对复合材料的增韧效果较好。喷涂法成型的碳纳米管膜层间改性的复合材料层间断裂韧性明显优于拉膜法碳纳米管膜层间改性的。CNT 无规膜的面密度为0. 75 g/ m2 时,复合材料的GIC和GIIC最优,相比改性前分别提高了21%和42%。 -
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摘要:
以甲烷为前驱体,碳布缝合织物为预制体,采用等温化学气相渗透(ICVI) 工艺,在1 368 K 温度和1 s 滞留时间下制备了C/ C 复合材料。采用压汞仪表征不同致密化时间下预制体的孔隙分布,采用偏光显微镜观察热解碳的结构。结果表明:预制体的孔隙分布呈现多峰分布,热解碳的沉积速率与[ A / V] 值成反比,热解碳的结构与预制体的比表面积相关,沉积初期比表面积较大时,得到的热解碳织构为各相同性和低织构热解碳,随着沉积的进行,比表面积逐渐减小,在纤维束的边沿等部位出现了高织构热解碳。 -
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摘要:
对比分析经历模拟特定环境的环境交变试验、盐雾试验、加速老化试验和太阳辐射试验前后泡沫塑料的压缩强度、闭孔率、线胀系数和热导率等性能。结果表明,HCFC-141b 型聚氨酯泡沫塑料经历环境老化后,压缩强度和热导率增加,线胀系数减小,闭孔率略有增加,热导率增加。太阳辐照试验对泡沫性能影响最大,试样SD-4 压缩强度提高32%,闭孔率先增加后减少,线胀系数降低19%,热导率升高30%。 -
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摘要:
建立了SR20 飞机含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型。分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度。对单向拉伸和双拉伸载荷下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析,给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布。基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的单向拉伸强度和双向拉伸强度。分析结果表明,维修后的结构在单向拉伸状态下,初始损伤为面内剪切失效,应力极值点位于母板上临近维修铺层边界处与x 方向结构对称轴约成30毅的位置;双向拉伸状态下,初始损伤为纤维拉伸断裂,应力极值点位于母板上维修铺层边界处与x 方向结构对称轴约成45毅的位置。在理想修复状态下,单向拉伸时的强度恢复系数为85. 8%,双向拉伸时强度恢复系数为96. 7%。维修区域材料不连续,导致应力集中,使结构维修后强度下降。维修后强度随表面贴补铺层数增加而降低,原因为贴补铺层增大了局部刚度,使维修区域应力水平升高。 -
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摘要:
基于热模拟机GLEEBLE1500,以AZ31 为研究对象进行热压缩实验,获得材料的应力-应变曲线。用金相显微镜对不同温度及应变速率下的金相进行观察分析,并对比分析热压缩前后的微观组织。同时分析了不同温度及应变速率下材料的力学行为,其行为属于典型的动态再结晶型。当热压缩温度为350益和400益时,材料强度随应变速率增大而增大,且加工硬化也增大。当应变速率为0. 01 和0. 1/ s 时,随着变形温度的升高,材料的应力逐渐降低。在不同温度下,应变速率为0. 01/ s 时的应力比应变速率为0. 1/ s 时的应力要低。 -
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摘要:
利用已经制备的Nb-38Ti-12Al 合金铸锭,将其加工为厚度为0.50 mm 的板材,并通过X 射线衍射分析(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、箱式电阻炉、分析天平等方法研究了合金在1 200益下发生氧化反应后氧化膜出现的分层现象,通过计算单位面积内合金氧化增重质量,绘制出合金氧化增重曲线,并利用合金内氧化层厚度计算出在1 000益和1 200益的内氧化动力学方程,分别为x1. 228 =34. 50t 和x1. 480 =288. 73t。 -
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摘要:
采用试验方法研究了铝锂合金(1420) 和钛合金(TA1) 同种压印接头及这两种材料组合的异种压印接头的力学性能, 以接头的承载以及缓冲抗震能力作为评价接头质量的两个主要标准,经实验得到每组接头的载荷-位移曲线和能量吸收直方图间接得出压印接头的承载以及缓冲抗震能力。由实验结果可知,表征接头的承载以及缓冲抗震能力的载荷-位移曲线和能量吸收直方图均表明TA1-1420 接头的力学性能相较于其他接头好,且与TA1-TA1 接头相比,作为下板的1420 密度较小,TA1-1420 组的压印接头质量更轻。TA1-1420 接头更适用于对于承载和缓冲抗震要求较高的部件。 -
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摘要:
通过搭建局部热处理试验装置,对镀锌钢压印接头部位进行火焰淬火处理。然后对试件进行力学性能测试,制备金相试样观察分析经过局部热处理后接头显微组织,并对比热处理前后组织的显微硬度。结果表明:火焰淬火使接头失效时颈部撕裂程度变大;拉剪强度提高16. 7%;经过火焰淬火处理接头部位材料组织呈现为板条状马氏体,该组织较未经过热处理的组织显微硬度提升了12. 1%。 >测试分析
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摘要:
针对焊枪可达性差等难熔合焊接结构,提出了活性熔化极气体保护焊焊接新方法。该方法可增加焊接熔深,改善难熔焊接结构的熔合不良,获得高质量的焊接接头。采用活性熔化极气体保护焊接对耐候钢进行了工艺试验,对焊接接头组织、冲击韧性及断口形貌进行分析。结果表明,相对熔化极气体保护焊,活性熔化极气体保护焊在同等焊接热输入下熔深显著增加,焊缝表面及焊接接头内部质量高,接头组织更为细化,过热区析出碳化物相也更加细小弥散,冲击韧性提高,冲击断口韧性特征更明显。 -
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摘要:
通过采用金相显微镜,扫描电镜和能谱分析研究了5A06 铝合金高周疲劳断口的微观特征。研究结果表明:该合金在疲劳极限附近发生疲劳断裂时,裂纹主要萌生于杂质粒子与基体的界面结合处,较高应力水平下疲劳裂纹的萌生呈现多源性,并且裂纹主要起源于杂质粒子自身的开裂。随着应力水平的提高,裂纹的偏转路径更加复杂,疲劳辉纹间距不断增大,断口中疲劳裂纹扩展区所占比例减少。疲劳裂纹扩展的初期,疲劳微裂纹的偏转主要取决于相邻晶粒间有利滑移面的方向。 -
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摘要:利用复合材料的模态柔度曲率矩阵探讨了复合材料构件的无损检测方法。通过模态分析获得脱 层复合材料梁的各阶固有频率及节点振型,计算得到模态柔度曲率矩阵判断复合材料梁的脱层损伤。基于梁 结构损伤检测理论发展了基于柔度曲率矩阵的复合材料板结构脱层损伤识别理论,即纵向柔度曲率矩阵和横 向柔度曲率矩阵。算例分析表明:对于单一脱层损伤,纵向和横向柔度曲率突变率分别是3. 6310、5. 4078 倍。 对于多处脱层损伤,小损伤处纵向和横向柔度曲率突变率分别是3. 5350、5. 902 8 倍;大损伤处纵向和横向柔 度曲率突变率分别是5. 680 3、10. 010 9 倍。突变位置与预设的脱层位置一致。说明纵向和横向柔度曲率均能 判断复合材料脱层损伤的位置和大小,且相对来说,纵向柔度曲率损伤识别效果更好于横向柔度曲率。
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摘要:
传统的超声B 扫描和C 扫描检测,并不能完全地展现复合材料复合缺陷的全貌,具有一定的局限性。本文通过实验的方法,对人工预制缺陷试样进行了水浸超声C 扫描成像检测。在超声C 扫描底波幅值成像原理的基础上,通过一次扫描,获取不同层深位置的超声反射信号进行切片C 扫描成像,利用不同层深位置的切片C 扫描图像观察材料内部的缺陷。实验结果表明,利用超声A、B、C 扫描成像与切片C 扫描成像相结合的方法对复合材料中的复合缺陷进行多角度成像,能够对复合材料内部的复合缺陷进行全方位的清晰显示。 -
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摘要:
通过对切削规律进行系统实验和深入分析的基础上,探讨切削低烧蚀碳/ 碳复合材料过程中的切削温度、刀具耐用度、刀具的磨损等方面的基本规律。结果表明,低烧蚀碳/ 碳复合材料较普通碳/ 碳复合材料增加了难熔金属化合物颗粒,该颗粒极大改变了材料的切削特性;切削温度略有上升,但远低于金属材料的切削温度,不会影响刀具寿命;所添加的颗粒硬度极高,对刀具有明显的硬质点划擦磨损,造成刀具耐用度急剧下降;各种刀具磨损以硬质点磨损为主,同时存在不同的磨损和破损形式。
