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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 碳化硅基复合材料等温化学气相渗透致密化行为的数值研究

    摘要： 我们研究了预制体在沉积过程中双尺度孔结构的特征以及反应气体在双尺度孔中的传质行为，并观察了与反应相关的物理化学现象。据此，分别建立了预制体和反应器两个尺度的数学模型。这些模型用于等温化学气相渗透（ICVI）致密化陶瓷基复合材料过程的数值模拟，系统研究了工艺条件和预制体结构对致密化行为的影响。最重要的发现是：若前70小时处理温度为950-1000℃，随后升至1100℃，可在保证材料质量的前提下将加工时间缩短约50%。

    关键词： 等温化学气相渗透、纤维预制体结构、致密化行为、陶瓷基复合材料、工艺参数

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018海峡两岸四地无线电科学与无线技术会议（CSQRWC）- 徐州（2018.7.21-2018.7.24）] 2018海峡两岸四地无线电科学与无线技术会议（CSQRWC）- A1<inf>2</inf>O<inf>3f</inf>/Al<inf>2</inf>O<inf>3</inf>复合材料与超材料复合宽带吸波结构的设计与实验验证

    摘要： 为设计出一种能在高温环境下实现宽带频率吸收的特定电磁波吸收结构，研究团队通过结合介电材料与方形贴片超材料，提出了多层复合结构方案。该吸波结构采用前驱体浸渍裂解工艺与丝网印刷技术制备而成。计算与实验结果表明：在总厚度仅9毫米的情况下，其在2-18GHz频段内可实现最大反射损耗低于-7分贝的性能。这种电磁波吸收性能的显著提升，归因于传统吸波材料与超材料结构复合后产生的多层效应及共振效应。

    关键词： 电磁波吸收性能、计算、陶瓷基复合材料

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 一种用于高性价比SiOC基复合材料的新型液态可固化聚硅氧烷前驱体

    摘要： 聚合物衍生的SiOC基体复合材料在中等温度（<1200°C）应用中是非常有前景的结构陶瓷，因其具有优异的综合性能和令人满意的成本。在此，我们开发了一种新型含Si-H和乙烯基侧基的液体可固化聚硅氧烷前驱体（LC-PSO），以满足制备高性价比复合材料的先驱体浸渍裂解（PIP）工艺要求。研究发现，通过氢化硅烷化反应，交联结构在150°C以下完全形成，从而将液体前驱体转化为固态，并使固化产物具有81.1%的高陶瓷产率。在5°C以下，加成反应也受到极大抑制，使得LC-PSO能够长期储存。我们揭示了尽管SiOC陶瓷在裂解过程中经历了结构重排和缓慢结晶，但在碳热反应启动之前，1400°C以下未观察到质量损失。所制备的碳纤维增强SiOC（2D-Cf/SiOC）复合材料验证了直接使用LC-PSO作为PIP工艺前驱体的可行性，该复合材料的平均弯曲强度和模量分别为253.3 MPa和33.3 GPa。我们的工作展示了LC-PSO在制备中等温度应用的高性价比CMCs方面的巨大潜力。

    关键词： 陶瓷基复合材料，硅氧碳基体，先驱体浸渍裂解工艺，先驱体，聚硅氧烷

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 金属增强陶瓷复合材料的摩擦学性能：通过飞秒激光诱导周期性表面结构选择性构建

    摘要： 研究了飞秒（fs）激光诱导周期性表面结构（LIPSS）对金属增强陶瓷复合材料（Al2O3-ZrO2-Nb）摩擦学性能的影响。为此，利用陶瓷与金属不同的光吸收特性，在空气环境中采用近红外飞秒激光辐射（λ = 1,025 nm，τ = 300 fs，frep = 1 kHz）以不同峰值能量密度选择性地在金属铌（Nb）相上制备LIPSS。通过使用林格氏溶液作为润滑剂的球盘往复滑动测试评估摩擦学性能。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、能量色散X射线光谱以及测量与林格氏溶液的接触角等方法，在激光辐照前后对表面进行表征。LIPSS的形成使表面与润滑剂的润湿性增强。此外，与未辐照表面相比，选择性结构化复合表面的摩擦系数显著降低约3倍。还检测到激光诱导氧化层的形成，其中NbO是最主要的氧化态。具有优异机械性能和增强摩擦学性能的选择性结构化复合材料在生物医学应用中具有特别重要的意义。

    关键词： 飞秒激光诱导周期性表面结构（LIPSS）、摩擦学、润湿性、陶瓷基复合材料、摩擦系数、选择性表面结构化

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过大规模数值模拟与同步辐射X射线微计算机断层扫描的直接对比分析SiC/SiC复合管损伤起始机制

    摘要： 损伤起始是理解陶瓷基复合材料力学行为的重要问题。本研究通过FFT模拟与原位单轴拉伸试验中同步进行的微计算机断层扫描(μCT)观测紧密结合，对编织SiC/SiC复合管材展开研究——该技术既能呈现包含局部微观结构几何特征的完整真实微观结构，又能定位损伤初始阶段的裂纹位置。实验证明FFT方法适用于管状结构，且能在短时间内高效完成全分辨率μCT扫描（约67亿体素）的大规模模拟。研究量化了实际非严格周期性微观结构上采用数值周期性边界条件所产生的边缘效应，并将获得的应力场与同批次复合管材原位μCT观测到的裂纹进行了一一比对。这种精准对比表明：裂纹优先在纤维束界面处起始，这些区域通常存在大孔隙锐利边缘并产生应力集中。

    关键词： 损伤起始、快速傅里叶变换模拟、陶瓷基复合材料、原位拉伸试验、断层扫描、孔隙效应

    更新于2025-09-10 09:29:36