连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料

目录
丛书序
前言
第1章 连续氧化铝纤维 1
1.1 连续陶瓷纤维的基础理论 1
1.1.1 连续陶瓷纤维力学性能与微观结构的关系 1
1.1.2 连续陶瓷纤维力学性能的Weibull分布 7
1.2 连续氧化铝纤维的发展概况与制备方法 9
1.2.1 连续氧化铝纤维的发展概况 9
1.2.2 连续氧化铝纤维的制备方法 10
1.3 商品化连续氧化铝纤维及其性能 12
1.3.1 商品化连续氧化铝纤维的基础性能 12
1.3.2 连续氧化铝纤维的高温力学行为 14
1.4 CMCs连续陶瓷纤维增韧相概述 25
1.4.12 D纤维织物 25
1.4.22.5 D纤维织物 27
1.4.33 D纤维织物 29
参考文献 33
第2章 Al2O3/Oxide复合材料增韧原理、工艺及性能 38
2.1 Al2O3/Oxide复合材料增韧原理 38
2.1.1 陶瓷材料的增韧机制 38
2.1.2 氧化铝陶瓷的增韧方法 40
2.1.3 CMCs强韧化基础理论 45
2.1.4 Al2O3/Oxide复合材料的增韧设计方法 48
2.2 Al2O3/Oxide复合材料制备工艺 55
2.2.1 缠绕成型 56
2.2.2 层铺成型 56
2.2.3 液相成型 57
2.3 多孔基体Al2O3/Oxide复合材料概述 58
2.3.1 微观结构 58
2.3.2 典型性能 60
2.4 典型商品化Al2O3/Oxide复合材料及其性能 63
2.4.1 GENIV复合材料 63
2.4.2 WHIPOX复合材料 69
2.4.3 COIC复合材料 74
2.4.4 FW复合材料 87
2.4.5 UMOX复合材料 93
2.4.6 OXIPOL复合材料 102
2.4.7 不同Al2O3/Oxide复合材料的典型性能比较 107
参考文献 108
第3章 CMCs微观力学参数测量方法 117
3.1 纳米力学测量原理与设备 117
3.1.1 OliverPharr模型 117
3.1.2 纳米力学设备 119
3.2 CMCs各组元原位弹性模量和硬度表征方法 121
3.2.1 准静态压痕测量方法 121
3.2.2 连续刚度测量方法 122
3.3 CMCs各组元原位断裂韧性表征方法 127
3.3.1 压痕法 128
3.3.2 切口微梁法 129
3.3.3 微柱法 131
3.4 CMCs界面结合强度表征方法 135
3.4.1 CMCs界面剪切强度传统表征方法 136
3.4.2 基于纳米压痕技术的界面剪切强度表征方法 139
3.5 基于微观力学参数的HH模型应用 146
3.5.1 SiC/SiC和SiC/BN/SiC复合材料 147
3.5.2 N440/SiC和N440/C/SiC复合材料 148
参考文献 149
第4章 CMCs宏观力学参数测量方法 155
4.1 核心测量设备及传感器 155
4.1.1 试验机 155
4.1.2 应变传感器 157
4.2 CMCs拉伸性能测量方法 163
4.2.1 测量原理 163
4.2.2 常温测量标准 163
4.2.3 高温测量标准 166
4.2.4 补充说明 167
4.3 CMCs压缩性能测量方法 168
4.3.1 测量原理 168
4.3.2 常温测量标准 169
4.3.3 高温测量标准 170
4.3.4 补充说明 171
4.4 CMCs弯曲性能测量方法 172
4.4.1 测量原理 173
4.4.2 常温测量标准 174
4.4.3 高温测量标准 175
4.4.4 补充说明 175
4.5 CMCs剪切性能测量方法 176
4.5.1 测量原理 177
4.5.2 常温测量标准 180
4.5.3 高温测量标准 181
4.5.4 补充说明 182
4.6 CMCs裂纹敏感性测量方法 182
4.6.1 单边切口梁弯曲测量法 183
4.6.2 双边切口拉伸测量法 184
4.6.3 补充说明 185
4.7 CMCs疲劳性能测量方法 185
4.7.1 测量原理 185
4.7.2 常温测量标准 187
4.7.3 高温测量标准 188
4.7.4 补充说明 188
4.8 CMCs蠕变性能测量方法 188
4.8.1 测量原理 189
4.8.2 高温测量标准 189
参考文献 190
第5章 基于水性浆料的二维连续氧化铝纤维增韧氧化铝复合材料及其性能 194
5.1 高温处理对Nextel 610纤维结构与力学性能的影响 194
5.1.1 Nextel 610纤维基本特性 194
5.1.2 热处理温度对Nextel 610纤维微观结构和物相的影响 196
5.1.3 热处理温度对Nextel 610纤维力学性能的影响 197
5.2 Al2O3水性浆料制备与性能 201
5.2.1 Al2O3粉体基本特性 201
5.2.2 Al2O3浆料制备及其特性 202
5.2.3 Al2O3粉体的烧结特性 204
5.3 不同温度制备的N610/Al2O3复合材料及其性能 208
5.3.1 不同温度制备的N610/Al2O3复合材料微观结构 209
5.3.2 不同温度制备的N610/Al2O3复合材料微观力学性能 209
5.3.3 不同温度制备的N610/Al2O3复合材料宏观力学性能 211
5.3.4 不同温度制备的N610/Al2O3复合材料微观力学参数与宏观力学性能间关系 213
5.4 不同固含量浆料制备的N610/Al2O3复合材料及其性能 216
5.4.1 不同固含量浆料制备的N610/Al2O3复合材料微观结构 216
5.4.2 不同固含量浆料制备的N610/Al2O3复合材料微观力学性能 218
5.4.3 不同固含量浆料制备的N610/Al2O3复合材料宏观力学性能 219
5.4.4 不同固含量浆料制备的N610/Al2O3复合材料微观力学参数与宏观力学性能间关系 223
5.5 N610/Al2O3复合材料综合性能 224
5.5.1 N610/Al2O3复合材料常温力学性能 225
5.5.2 N610/Al2O3复合材料高温力学性能 225
5.5.3 N610/Al2O3复合材料热老化性能 229
5.5.4 N610/Al2O3复合材料热物理性能 232
5.5.5 N610/Al2O3复合材料的介电性能 234
参考文献 235
第6章 基于溶胶凝胶工艺的三维氧化铝纤维增韧氧化硅复合材料及其性能 238
6.1 高温处理对FB3纤维结构与力学性能的影响 238
6.1.1 FB3纤维基本特性 239
6.1.2 热处理温度对FB3纤维物相和微观结构的影响 240
6.1.3 热处理温度对FB3纤维力学性能的影响 245
6.2 SiO2溶胶转化过程研究 247
6.2.1 SiO2溶胶的基本特性 247
6.2.2 SiO2凝胶随温度的转化过程 248
6.2.3 SiO2凝胶粉体的烧结特性 252
6.3 FB3/SiO2复合材料微宏观力学性能 254
6.3.1 FB3/SiO2复合材料的微观结构 254
6.3.2 FB3/SiO2复合材料的微观力学性能 256
6.3.3 FB3/SiO2复合材料的宏观力学性能 258
6.3.4 FB3/SiO2复合材料的高温力学性能 264
6.3.5 FB3/SiO2复合材料的耐温性 265
6.4 FB3/SiO2复合材料热物理与介电性能 268
6.4.1 FB3/SiO2复合材料的热物理性能 269
6.4.2 FB3/SiO2复合材料的介电性能 269
参考文献 271
第7章 基于溶胶凝胶工艺的三维氧化铝纤维增韧氧化铝复合材料及其性能 273
7.1 高温处理对F2纤维结构与力学性能的影响 273
7.1.1 F2纤维基本特性 273
7.1.2 热处理温度对F2纤维微观结构和物相的影响 277
7.1.3 热处理温度对F2纤维力学性能的影响 281
7.2 Al2O3溶胶转化过程研究 284
7.2.1 Al2O3溶胶的基本特性 284
7.2.2 Al2O3凝胶随温度的转化过程 286
7.2.3 Al2O3凝胶粉体的烧结特性 290
7.3 F2/Al2O3复合材料微宏观力学性能 291
7.3.1 F2/Al2O3复合材料的微观结构 291
7.3.2 F2/Al2O3复合材料的微观力学性能 292
7.3.3 F2/Al2O3复合材料的宏观力学性能 298
7.3.4 F2/Al2O3复合材料的高温力学性能 303
7.3.5 F2/Al2O3复合材料的耐温性 306
参考文献 308
第8章 Al2O3/Oxide复合材料的工程应用及发展方向 310
8.1 Al2O3/Oxide复合材料工程化应用进展 310
8.1.1 航空发动机 310
8.1.2 燃气轮机 320
8.1.3 航天器 321
8.1.4 民用工业 322
8.2 Al2O3/Oxide复合材料无损检测 324
8.2.1 超声NDT方法 324
8.2.2 热红外成像NDT方法 331
8.2.3 X射线成像NDT方法 336
8.2.4 X射线计算机断层扫描NDT方法 340
8.2.5 NDT方法对比 344
8.3 Al2O3/Oxide复合材料修复 345
8.4 Al2O3/Oxide复合材料存在的问题及发展方向 348
参考文献 351