連續(xù)氧化鋁纖維增韌陶瓷基復合材料

目錄
叢書序
前言
第1章 連續(xù)氧化鋁纖維 1
1.1 連續(xù)陶瓷纖維的基礎理論 1
1.1.1 連續(xù)陶瓷纖維力學性能與微觀結(jié)構(gòu)的關系 1
1.1.2 連續(xù)陶瓷纖維力學性能的Weibull分布 7
1.2 連續(xù)氧化鋁纖維的發(fā)展概況與制備方法 9
1.2.1 連續(xù)氧化鋁纖維的發(fā)展概況 9
1.2.2 連續(xù)氧化鋁纖維的制備方法 10
1.3 商品化連續(xù)氧化鋁纖維及其性能 12
1.3.1 商品化連續(xù)氧化鋁纖維的基礎性能 12
1.3.2 連續(xù)氧化鋁纖維的高溫力學行為 14
1.4 CMCs連續(xù)陶瓷纖維增韌相概述 25
1.4.12 D纖維織物 25
1.4.22.5 D纖維織物 27
1.4.33 D纖維織物 29
參考文獻 33
第2章 Al2O3/Oxide復合材料增韌原理、工藝及性能 38
2.1 Al2O3/Oxide復合材料增韌原理 38
2.1.1 陶瓷材料的增韌機制 38
2.1.2 氧化鋁陶瓷的增韌方法 40
2.1.3 CMCs強韌化基礎理論 45
2.1.4 Al2O3/Oxide復合材料的增韌設計方法 48
2.2 Al2O3/Oxide復合材料制備工藝 55
2.2.1 纏繞成型 56
2.2.2 層鋪成型 56
2.2.3 液相成型 57
2.3 多孔基體Al2O3/Oxide復合材料概述 58
2.3.1 微觀結(jié)構(gòu) 58
2.3.2 典型性能 60
2.4 典型商品化Al2O3/Oxide復合材料及其性能 63
2.4.1 GENIV復合材料 63
2.4.2 WHIPOX復合材料 69
2.4.3 COIC復合材料 74
2.4.4 FW復合材料 87
2.4.5 UMOX復合材料 93
2.4.6 OXIPOL復合材料 102
2.4.7 不同Al2O3/Oxide復合材料的典型性能比較 107
參考文獻 108
第3章 CMCs微觀力學參數(shù)測量方法 117
3.1 納米力學測量原理與設備 117
3.1.1 OliverPharr模型 117
3.1.2 納米力學設備 119
3.2 CMCs各組元原位彈性模量和硬度表征方法 121
3.2.1 準靜態(tài)壓痕測量方法 121
3.2.2 連續(xù)剛度測量方法 122
3.3 CMCs各組元原位斷裂韌性表征方法 127
3.3.1 壓痕法 128
3.3.2 切口微梁法 129
3.3.3 微柱法 131
3.4 CMCs界面結(jié)合強度表征方法 135
3.4.1 CMCs界面剪切強度傳統(tǒng)表征方法 136
3.4.2 基于納米壓痕技術(shù)的界面剪切強度表征方法 139
3.5 基于微觀力學參數(shù)的HH模型應用 146
3.5.1 SiC/SiC和SiC/BN/SiC復合材料 147
3.5.2 N440/SiC和N440/C/SiC復合材料 148
參考文獻 149
第4章 CMCs宏觀力學參數(shù)測量方法 155
4.1 核心測量設備及傳感器 155
4.1.1 試驗機 155
4.1.2 應變傳感器 157
4.2 CMCs拉伸性能測量方法 163
4.2.1 測量原理 163
4.2.2 常溫測量標準 163
4.2.3 高溫測量標準 166
4.2.4 補充說明 167
4.3 CMCs壓縮性能測量方法 168
4.3.1 測量原理 168
4.3.2 常溫測量標準 169
4.3.3 高溫測量標準 170
4.3.4 補充說明 171
4.4 CMCs彎曲性能測量方法 172
4.4.1 測量原理 173
4.4.2 常溫測量標準 174
4.4.3 高溫測量標準 175
4.4.4 補充說明 175
4.5 CMCs剪切性能測量方法 176
4.5.1 測量原理 177
4.5.2 常溫測量標準 180
4.5.3 高溫測量標準 181
4.5.4 補充說明 182
4.6 CMCs裂紋敏感性測量方法 182
4.6.1 單邊切口梁彎曲測量法 183
4.6.2 雙邊切口拉伸測量法 184
4.6.3 補充說明 185
4.7 CMCs疲勞性能測量方法 185
4.7.1 測量原理 185
4.7.2 常溫測量標準 187
4.7.3 高溫測量標準 188
4.7.4 補充說明 188
4.8 CMCs蠕變性能測量方法 188
4.8.1 測量原理 189
4.8.2 高溫測量標準 189
參考文獻 190
第5章 基于水性漿料的二維連續(xù)氧化鋁纖維增韌氧化鋁復合材料及其性能 194
5.1 高溫處理對Nextel 610纖維結(jié)構(gòu)與力學性能的影響 194
5.1.1 Nextel 610纖維基本特性 194
5.1.2 熱處理溫度對Nextel 610纖維微觀結(jié)構(gòu)和物相的影響 196
5.1.3 熱處理溫度對Nextel 610纖維力學性能的影響 197
5.2 Al2O3水性漿料制備與性能 201
5.2.1 Al2O3粉體基本特性 201
5.2.2 Al2O3漿料制備及其特性 202
5.2.3 Al2O3粉體的燒結(jié)特性 204
5.3 不同溫度制備的N610/Al2O3復合材料及其性能 208
5.3.1 不同溫度制備的N610/Al2O3復合材料微觀結(jié)構(gòu) 209
5.3.2 不同溫度制備的N610/Al2O3復合材料微觀力學性能 209
5.3.3 不同溫度制備的N610/Al2O3復合材料宏觀力學性能 211
5.3.4 不同溫度制備的N610/Al2O3復合材料微觀力學參數(shù)與宏觀力學性能間關系 213
5.4 不同固含量漿料制備的N610/Al2O3復合材料及其性能 216
5.4.1 不同固含量漿料制備的N610/Al2O3復合材料微觀結(jié)構(gòu) 216
5.4.2 不同固含量漿料制備的N610/Al2O3復合材料微觀力學性能 218
5.4.3 不同固含量漿料制備的N610/Al2O3復合材料宏觀力學性能 219
5.4.4 不同固含量漿料制備的N610/Al2O3復合材料微觀力學參數(shù)與宏觀力學性能間關系 223
5.5 N610/Al2O3復合材料綜合性能 224
5.5.1 N610/Al2O3復合材料常溫力學性能 225
5.5.2 N610/Al2O3復合材料高溫力學性能 225
5.5.3 N610/Al2O3復合材料熱老化性能 229
5.5.4 N610/Al2O3復合材料熱物理性能 232
5.5.5 N610/Al2O3復合材料的介電性能 234
參考文獻 235
第6章 基于溶膠凝膠工藝的三維氧化鋁纖維增韌氧化硅復合材料及其性能 238
6.1 高溫處理對FB3纖維結(jié)構(gòu)與力學性能的影響 238
6.1.1 FB3纖維基本特性 239
6.1.2 熱處理溫度對FB3纖維物相和微觀結(jié)構(gòu)的影響 240
6.1.3 熱處理溫度對FB3纖維力學性能的影響 245
6.2 SiO2溶膠轉(zhuǎn)化過程研究 247
6.2.1 SiO2溶膠的基本特性 247
6.2.2 SiO2凝膠隨溫度的轉(zhuǎn)化過程 248
6.2.3 SiO2凝膠粉體的燒結(jié)特性 252
6.3 FB3/SiO2復合材料微宏觀力學性能 254
6.3.1 FB3/SiO2復合材料的微觀結(jié)構(gòu) 254
6.3.2 FB3/SiO2復合材料的微觀力學性能 256
6.3.3 FB3/SiO2復合材料的宏觀力學性能 258
6.3.4 FB3/SiO2復合材料的高溫力學性能 264
6.3.5 FB3/SiO2復合材料的耐溫性 265
6.4 FB3/SiO2復合材料熱物理與介電性能 268
6.4.1 FB3/SiO2復合材料的熱物理性能 269
6.4.2 FB3/SiO2復合材料的介電性能 269
參考文獻 271
第7章 基于溶膠凝膠工藝的三維氧化鋁纖維增韌氧化鋁復合材料及其性能 273
7.1 高溫處理對F2纖維結(jié)構(gòu)與力學性能的影響 273
7.1.1 F2纖維基本特性 273
7.1.2 熱處理溫度對F2纖維微觀結(jié)構(gòu)和物相的影響 277
7.1.3 熱處理溫度對F2纖維力學性能的影響 281
7.2 Al2O3溶膠轉(zhuǎn)化過程研究 284
7.2.1 Al2O3溶膠的基本特性 284
7.2.2 Al2O3凝膠隨溫度的轉(zhuǎn)化過程 286
7.2.3 Al2O3凝膠粉體的燒結(jié)特性 290
7.3 F2/Al2O3復合材料微宏觀力學性能 291
7.3.1 F2/Al2O3復合材料的微觀結(jié)構(gòu) 291
7.3.2 F2/Al2O3復合材料的微觀力學性能 292
7.3.3 F2/Al2O3復合材料的宏觀力學性能 298
7.3.4 F2/Al2O3復合材料的高溫力學性能 303
7.3.5 F2/Al2O3復合材料的耐溫性 306
參考文獻 308
第8章 Al2O3/Oxide復合材料的工程應用及發(fā)展方向 310
8.1 Al2O3/Oxide復合材料工程化應用進展 310
8.1.1 航空發(fā)動機 310
8.1.2 燃氣輪機 320
8.1.3 航天器 321
8.1.4 民用工業(yè) 322
8.2 Al2O3/Oxide復合材料無損檢測 324
8.2.1 超聲NDT方法 324
8.2.2 熱紅外成像NDT方法 331
8.2.3 X射線成像NDT方法 336
8.2.4 X射線計算機斷層掃描NDT方法 340
8.2.5 NDT方法對比 344
8.3 Al2O3/Oxide復合材料修復 345
8.4 Al2O3/Oxide復合材料存在的問題及發(fā)展方向 348
參考文獻 351