• 2016年第46卷第3期文章目次
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    • >综述
    • 高超声速飞行器控制面动密封技术

      2016, 46(3).

      摘要 (2026) HTML (226) PDF 2.42 M (2051) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      根据高超声速飞行器控制面高温密封件的设计要求ꎬ本文介绍了NASA 格林研究中心高温密封
      件的先进设计方案ꎬ即以耐高温材料的编织物为基础的密封件方案、陶瓷层叠薄片密封件方案和预加载器方
      案ꎬ并总结了鉴定密封件和密封系统性能的试验设备和方法ꎮ

    • 氟橡胶低温性能改进研究进展

      2016, 46(3).

      摘要 (1432) HTML (206) PDF 899.22 K (2822) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      氟橡胶具有优异的耐油、耐高温、耐酸碱、耐高真空等性能ꎬ但由于氟橡胶分子链含有氟原子ꎬ使
      其极性增加、耐低温性能变差ꎮ 本文从分子结构、共混、配方设计、工艺条件4 个方面ꎬ综述了国内外氟橡胶低
      温性能改进的途径ꎬ着重分析了分子结构与共混ꎮ 分子结构改进包括在主链或者侧链加入柔性基团ꎬ例如氟醚
      橡胶、氟硅橡胶等ꎻ共混主要是指将通过一定手段将其与低温性能较好的橡胶混合均匀ꎮ 最后ꎬ提出了氟橡胶
      低温性能改进的发展趋势及应用前景ꎮ

    • >计算材料学
    • 连续聚铝碳硅烷纤维的预氧化

      2016, 46(3).

      摘要 (1508) HTML (236) PDF 966.37 K (2097) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      聚铝碳硅烷( PACS) 纤维预氧化过程是制备近化学计量比SiC( Al) 纤维的关键步骤ꎮ 而连续
      PACS 纤维预氧化的氧含量控制是关键问题ꎮ 采用实时测量设备对连续PACS 纤维预氧化过程进行跟踪ꎬ用分
      段积分方法对PACS 纤维进行非等温动力学模拟ꎻ利用实时测量数据用非线性优化方法求解ꎬ可以预测PACS
      纤维预氧化增重ꎮ 本文在实验过程中ꎬ采用聚碳硅烷(PCS)纤维和PACS 纤维进行对比研究ꎮ 结果表明:在相
      同的预氧化条件下ꎬ两种纤维均在Si—H 键反应程度为40%时出现凝胶点ꎬ反应后凝胶含量均达到100%ꎬ其
      氧含量分别为9.9wt%和14.7wt%ꎻPACS 纤维的Si—H 键反应程度和增重均比PCS 纤维低ꎮ 利用实时增重数
      据ꎬ用Matlab 的Lsqnonlin 函数进行求解预氧化动力学方程ꎬ得到PACS 的预氧化活化能为62.2 kJ/ molꎬ模型可
      准确的预测其预氧化过程中的增重率变化ꎮ

    • 三维浅交弯联机织复合材料准静态冲击性能有限元模拟

      2016, 46(3).

      摘要 (1499) HTML (233) PDF 1.70 M (2201) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      借助绘图软件PRO/ E 构建出用于研究冲击性能的三层三维浅交弯联机织复合材料及冲头的结
      构模型ꎬ并利用有限元软件ANSYS 对其力学性能进行模拟分析ꎮ 分别表征复合材料中纤维、树脂基体的应力
      应变分布情况ꎬ并预测复合材料的冲击破坏形式ꎮ 结果表明ꎬ在准静态冲击载荷的作用下ꎬ复合材料在冲头冲
      击的位置形成贯穿性损伤ꎻ纤维表现出较大的冲击应力ꎬ树脂基体表现出较大的冲击应变ꎻ冲击破坏模式主要
      为复合材料的变形引起的贯穿性破坏ꎬ包括纤维的断裂、树脂的破碎及纤维与树脂间的脱粘ꎮ

    • >新材料新工艺
    • 基于二氧化钒的辐射率可调涂层设计

      2016, 46(3).

      摘要 (1909) HTML (230) PDF 1.15 M (2526) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      设计了基于VO2的非对称FP 腔薄膜结构的智能热控涂层ꎬ并应用光学模拟计算的方法研究了不
      同膜层厚度对薄膜结构辐射率的影响ꎬ以及辐射率随角度的变化规律ꎮ 计算结果表明ꎬ当相变层VO2层的厚度
      从15 nm 增至120 nm 时ꎬ薄膜结构的辐射率变化Δε 先增加再减小ꎬVO2厚度为50 nm 时ꎬΔε 达到最大ꎬ约为
      0.6ꎮ 介质层HfO2的厚度主要影响多层薄膜结构的高温吸收带位置ꎬ但Δε 在HfO2层厚度为800~1 000 nmꎬ均
      可达到约0.6 的最大值ꎮ 多层薄膜结构在0°~ 70°ꎬ仍保持明显的辐射率变化ꎬΔε 在0.4 以上ꎮ

    • 同质异种热处理状态铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

      2016, 46(3).

      摘要 (1677) HTML (179) PDF 5.43 M (2168) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      开展了2219MCS 叉形环和2219C10S 筒段组成的接底接头的搅拌摩擦焊工艺试验ꎬ分析了焊接
      速度、2219MCS 叉形环位置对接头组织形貌、显微硬度、力学性能的影响规律ꎮ 结果表明:2219MCS 叉形环的
      原始粗大组织晶粒导致其无论位于前进侧还是后退侧ꎬ均是整个接头的薄弱环节ꎮ 接头显微硬度呈现出典型
      的“W”型分布ꎬ叉形环一侧的热机影响区的显微硬度最低ꎮ 在焊接参数相同时ꎬ叉形环位于后退侧的力学性
      能优于其位于前进侧ꎻ当焊接速度为180~220 mm/ min 且叉形环为后退侧时ꎬ其接头综合性能最优ꎬ抗拉强度
      可达到330 MPaꎬ低温抗拉强度可达到420 MPaꎬ延伸率超过3.5%ꎬ正弯性能均可以达到180°无裂纹ꎬ但是
      2219MCS 母材开始出现裂纹ꎬ而背弯性能较差ꎬ并且背部裂纹沿着2219MCS 热机影响区一侧起裂、扩展ꎮ

    • SiBAlON 陶瓷前驱体的制备与裂解

      2016, 46(3).

      摘要 (1769) HTML (227) PDF 933.41 K (2255) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以聚铝氧烷为铝源ꎬ聚硼硅氮烷兼作硼源和硅源ꎬ共混得到SiBAlON 陶瓷前驱体ꎬ经高温裂解得
      到SiBAlON 陶瓷ꎮ 采用TGA 和XRD 对SiBAlON 前驱体的裂解行为及陶瓷产物晶相结构进行表征ꎮ 结果表
      明ꎬAl 的引入降低了陶瓷的结晶温度ꎬ当陶瓷中的Al 含量为10wt%时ꎬ1 300℃ 处理后析出β-Si3 N4 晶体ꎬ1
      500℃时ꎬ陶瓷中的Al 和O 与无定型的Si-N 结合生成出现Si2N2O 和Si3 Al3 O3+1.5x N5-x结晶ꎬ1 700℃时Al 和O
      与结晶的β-Si3N4固溶生成β’ -SiAlON 结晶ꎬ最终陶瓷产物晶相组成为Si2 N2 O/ Si3 Al3 O3+1.5x N5-x / β’ -SiAlONꎮ
      对陶瓷的介电性能进行研究表明ꎬ温度<1 000℃时ꎬ其介电常数和介电损耗较为稳定ꎬ分别约为3 和<0.004ꎮ

    • EP-PI 及BMI-PES 的反应诱导相分离

      2016, 46(3).

      摘要 (1510) HTML (182) PDF 2.93 M (2125) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      研究了EP / PI 和BMI/ PES 两种TS/ TP 共混体系的反应诱导相分离过程及形貌结构ꎮ 采用相差
      显微镜原位研究了反应诱导相分离的过程ꎬ发现分相初期形成了均匀的相结构ꎻ随着相分离的发展ꎬ一定浓度
      区域样品中的双连续结构经过演化发展ꎬ分相后期样品内部与边缘的形貌不一致ꎮ 通过对固化后样品断面的
      SEM 观察ꎬ发现在TP 浓度很低时形成海岛结构ꎬ当TP 浓度稍高ꎬ样品形成了核壳结构ꎬ在样品边缘和与基板
      接触的上下等外侧形成了TS 的富集区ꎬ只有极少量的TP 分散颗粒存在ꎻ在样品的中间ꎬTS 和TP 形成双连续
      结构ꎬ其中TP 富集相具有细丝状的网络特征ꎮ 分析认为ꎬEP 和BMI 为热固性树脂ꎬ初始样品为小分子ꎬ在反
      应开始时表现为流体ꎬ为快组分ꎻPI 和PES 为典型的热塑性聚合物ꎬ它们的黏弹性特征随着相分离的发展越来
      越显著ꎬ即Tg以下为玻璃态ꎬTg以上表现出弹性、黏弹性特征ꎬ为慢组分ꎮ 在反应分相过程中ꎬ由于TP 富集相
      缠结网络的松弛慢于相分离的速度ꎬ因此TP 富集相网络的整体收缩不可避免ꎬ在TP 与TS 动力学极不对称的
      作用之下ꎬ初始均匀的双连续结构最终发展为核壳结构ꎮ

    • 改性含硅芳炔树脂及复合材料的制备和性能表征

      2016, 46(3).

      摘要 (2183) HTML (193) PDF 899.04 K (2077) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      通过胺解反应合成了二(3-乙炔基苯胺) -甲基乙烯基硅烷( SZMV)ꎬ并对其物理结构进行了表
      征ꎮ 将SZMV 与含硅芳炔(PSA)树脂通过熔融共混的方法制备了改性PSA 树脂( PSA/ SZMV)ꎮ 考察了改性
      PSA 树脂的黏度、固化特性、耐热性能、介电性能以及复合材料的力学性能ꎮ 研究结果表明SZMV 的加入有效
      降低了树脂的黏度ꎬ使其加工工艺性能得到改善ꎬ氮气条件下树脂固化物的T5d高达571℃ꎬ仍保持良好的耐热
      性能ꎬ改性树脂的介电常数为2.9ꎬ复合材料的弯曲和层剪强度分别提高了45%和33.6%ꎮ

    • Ti-Si-B4 C-C 系的燃烧反应机理

      2016, 46(3).

      摘要 (1741) HTML (208) PDF 2.03 M (2122) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      针对Ti-Si-B4C-C 反应体系ꎬ在进行热力学分析的基础上ꎬ采用燃烧合成法制备了复相陶瓷粉
      体ꎬ采用XRD、SEM 对反应产物的物相和组织结构进行表征ꎬ探讨了燃烧反应机理ꎮ 研究结果表明ꎬ所制备复
      相陶瓷由Ti3SiC2、TiB2、TiC 三相组成ꎬ其质量分数分别为44.2%、27.9%、27.9%ꎮ TiB2相以棱角分明的颗粒形
      态存在ꎬTiC 相以不规则的球形颗粒存在ꎬ两种颗粒弥散分布于具有典型层状结构Ti3SiC2基体中ꎮ Ti-Si-B4CC
      体系反应机理可以概括为Ti 与C 的燃烧反应、Ti-Si 熔体的形成、B 的还原与Ti3 SiC2 的合成、TiB2 的生成与
      长大四个基本过程ꎮ

    • 一种含硅芳炔树脂泡沫的制备及性能

      2016, 46(3).

      摘要 (1605) HTML (253) PDF 1.10 M (2009) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以含硅芳炔树脂为基体ꎬ偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂ꎬ脲素为助发泡剂ꎬ通过树脂在固化的同时
      进行发泡ꎬ制备出工艺简单、结构基本可控的泡沫材料ꎮ 研究结果表明ꎬ当泡沫材料密度约为0.578 g/ cm3 时ꎬ
      泡孔直径约300 μmꎬ压缩强度为6.32 MPaꎬ热导率为0.112 W/ (m􀅰K)ꎬ介电常数为1.7 左右ꎮ

    • 用含硅芳炔树脂制备C/ C-SiC 复合材料

      2016, 46(3).

      摘要 (1534) HTML (229) PDF 2.47 M (2009) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以含硅芳炔树脂为先驱体ꎬ采用先驱体浸渍法(PIP) 制备了C/ C-SiC 复合材料ꎮ 首先通过炭化
      T300/ 含硅芳炔树脂(CFRP)制备了多孔C/ C-SiC 预制体ꎬ并探究了炭化工艺对所得多孔C/ C-SiC 预制体性能
      的影响ꎬ制得的多孔C/ C-SiC 预制体弯曲强度为98 MPaꎻ然后以含硅芳炔树脂溶液为浸渍剂ꎬ浸渍多孔C/ CSiC
      预制体ꎬ经过4 次浸渍、固化、炭化后ꎬ得到致密的C/ C-SiC 复合材料ꎬ其弯曲强度提升到203 MPaꎬ同时用
      XRD、SEM、TEM 等手段表征了复合材料的微观结构ꎬ所得C/ C-SiC 复合材料主要成分为β-SiC 及无定型碳ꎮ

    • 纤维增强SiBN 陶瓷基复合材料的制备及性能

      2016, 46(3).

      摘要 (2402) HTML (214) PDF 2.01 M (2016) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      为了满足不同马赫数飞行器对透波材料提出的集透波、承载、防热、耐蚀、抗冲击于一体的性能
      要求ꎬ本文开展了不同耐热区间纤维增强陶瓷基复合材料的研究ꎮ 采用PIP 工艺分别制备了氧化铝、莫来石、
      石英、氮化硅纤维增强SiBN 陶瓷基复合材料ꎬ并对其介电和力学性能进行了测试与评价ꎮ 结果发现莫来石纤
      维增强SiBN 陶瓷基复合材料的介电常数和介电损耗分别为4.1~4.2 和1.0×10-2 ~9.7×10-3ꎬ抗弯、拉伸、压缩
      强度分别为95.12、34.95 和80.92 MPaꎬ具有最佳的综合性能ꎮ

    • 聚酰亚胺复合材料发动机调节片的研制

      2016, 46(3).

      摘要 (1713) HTML (272) PDF 1.06 M (1926) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      对发动机调节片用聚酰亚胺树脂及其复合材料性能、调节片力学仿真设计和装机试车考核三方
      面进行研究ꎮ 采用DMA、TGA、流变仪和万能力学试验机等考察了KH308 树脂及其复合材料性能ꎬ并结合AN ̄
      SYS 力学仿真计算等方法对复合材料调节片进行了结构设计ꎮ 结果表明KH308 树脂熔体最低黏度为14.8 Pa
      􀅰sꎬ具有良好的成型工艺性ꎻTg为335℃ꎬT5d为468.8℃ꎬ MT300/ KH308 复合材料具有优良的耐热、抗振动及耐
      老化性能ꎬ可以有效替代钛合金调节片ꎬ实现减重52%ꎬ各项功能指标均满足设计要求ꎮ

    • 超高强度钢条带设计与制造技术

      2016, 46(3).

      摘要 (1677) HTML (183) PDF 2.12 M (1852) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      为了满足重型卫星发射要求ꎬ需要研制具有高承载能力的条带ꎮ 以Φ937 mm 接口包带装置为
      例ꎬ采用18Ni 马氏体时效钢开展条带设计ꎬ条带制造过程中对热处理工艺、表面抛光工艺进行研究:条带的屈
      服强度达到1 723 MPaꎬ使包带装置承载能力提高了一倍ꎻ条带表面粗糙度达到0.4ꎬ满足包带装置使用要求ꎮ
      通过静力试验及分离试验对产品进行了考核ꎬ结果表明18Ni 马氏体时效钢条带满足设计要求ꎮ

    • >测试分析
    • 温度对原子氧试验中样品性能的影响

      2016, 46(3).

      摘要 (1600) HTML (176) PDF 1023.14 K (1886) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      在不同的样品温度下ꎬ利用微波源原子氧对ITO/ Teflon/ Ag 和硫化硅橡胶进行了辐照试验ꎮ 结
      果表明:样品温度≯150℃时ꎬ原子氧作用造成ITO/ Teflon/ Ag 的质量变化较小ꎻ样品温度≯100℃时ꎬ硅橡胶的
      质量损失随着样品温度的升高而增大ꎮ 温度对ITO/ Teflon/ Ag 的太阳吸收比影响不大ꎬ而随着温度的增加ꎬ硫
      化硅橡胶的太阳吸收比逐渐升高ꎮ 不同样品温度原子氧试验后两种材料发射率变化不明显ꎮ

    • 雷达吸波材料表面波抑制性能测试技术

      2016, 46(3).

      摘要 (2328) HTML (234) PDF 992.03 K (2862) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      分析了雷达吸波材料对表面波抑制性能的作用机理并设计测试系统来测试材料对表面波的抑制
      性能ꎮ 在X 波段(8~12 GHz)利用喇叭天线发射电磁波ꎬ以掠入射角度投射到金属板上形成表面波ꎬ覆盖于金
      属板上的聚四氟乙烯将反射的电磁波束缚在介质中并沿金属板向前传播ꎮ 利用电场探针来检测接收到的电磁
      能量ꎬ对比放置吸波材料前后的结果ꎬ以此来评估吸波材料对表面波的抑制性能ꎮ 并对两种吸波材料进行测
      试ꎬ取得了良好的效果ꎬ说明了该测试方法的可行性和有效性ꎮ

    • 压印接头典型失效形式及机理

      2016, 46(3).

      摘要 (1781) HTML (209) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      选取1420 铝锂合金(1420)和镀锌钢进行不同组合压印连接ꎬ对所得接头进行静态力学性能试
      验ꎬ并运用扫描电子显微镜对接头拉伸断口进行微观分析ꎮ 结果表明:镀锌钢-1420 接头的静拉伸强度和能量
      吸收值最大(3 119.3 Nꎬ4.757 J)ꎻ1420-1420 接头最小(2 243.4 Nꎬ0.598 J)ꎮ 1420-1420 接头为颈部断裂失效ꎬ
      镀锌钢-镀锌钢接头为混合失效ꎬ两种接头同时存在韧性断裂和脆性断裂两种特征ꎻ镀锌钢-1420 接头为上板
      拉脱失效ꎬ接头断口为韧性断裂ꎮ

    • 压印接头混合失效模式静力学分析

      2016, 46(3).

      摘要 (1854) HTML (245) PDF 1.44 M (1943) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      主要研究了压印接头的混合失效模式ꎬ给出混合失效相关概念ꎬ分析混合失效模式出现的情况和
      接头参数ꎬ得出其常出现在板材力学性能、流动性和所形成的接头参数较好的情况下ꎬ并以1420 铝锂合金和
      TA1 钛合金为例比较得知ꎬ混合失效模式的承载能力和能量吸收值均为最大ꎬ在接头失效过程中兼具了颈部断
      裂和拉脱失效的特点并在承载能力和承载位移上更优ꎮ

    • >工程实践
    • YG 刀具与7050 铝合金加工性能匹配研究

      2016, 46(3).

      摘要 (1842) HTML (236) PDF 2.84 M (2008) 评论 (0) 收藏

      摘要:

      以7050 铝合金为研究对象ꎬ使用YG3 和YG6 两种刀具对其进行切削试验ꎮ 试验结果表明:YG3
      刀具切削力和表面粗糙度值高于YG6 刀具ꎬYG6 切削表面形貌明显优于YG3 刀具ꎬ说明YG6 刀具与7050 铝
      合金加工性能匹配性好ꎮ

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