改性C/C复合材料快速制备与抗烧蚀性能考核

采用液相浸渍法结合反应熔渗法快速制备改性C/C复合材料,研究其微观组织及在氧乙炔焰和高频等离子体风洞环境中的烧蚀行为。结果表明:改性C/C复合材料主要含有Hf C,Zr C,Ta C等高熔点陶瓷改性相,其密度为3.83 g/cm3,开孔率仅为4.71%。氧乙炔焰烧蚀360 s后,改性C/C复合材料表面形成一层主要由Hf O2,Zr O2,Ta2O5组成的致密氧化物层,材料的线烧蚀率为0.005 18 mm/s。使用高频等离子体风洞考核改性C/C复合材料球头模型,在热流量3.5 MW/m2、驻点温度2293℃的条件下考核180 s后,模型表面生成致密光滑的氧化物保护层,与基体结合牢固,模型形状及尺寸无明显改变,去掉氧化物后测得其线烧蚀率为0.001 72 mm/s。     

酚醛-石英混杂纤维增强苯并噁嗪复合材料高温失效特征

通过模压工艺制备了酚醛-石英混织纤维增强苯并噁嗪复合材料(P-Q/BZ)试样,考察了其力学性能、烧蚀性能和耐冲刷性能,分析了该试样在高温环境中的主要失效特征,研究其在高温环境中的适用性。结果表明,未经热处理的P-Q/BZ试样平均弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别为283 MPa、10.8 GPa和22.6 MPa;经300℃,N_2处理15 min后,试样均匀膨胀,厚度增加22%,弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别下降58%、41%和58%;在氧乙炔焰的平均质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.048 4 g/s和-0.081 mm/s,烧蚀后试样宏观不分层,表面炭层微观分层严重,酚醛纤维热解炭、树脂基体热解炭、熔融石英纤维以及碳硅氧化产物相互分离;该试样耐冲刷能力差,在发动机尾焰烧蚀平台模拟的热-力耦合环境中的质量损失率高达59%。P-Q/BZ复合材料需要解决热解膨胀问题,进一步提高抗冲刷性能。     

三维石英纤维增强氮化物基复合材料的烧蚀性能及显微结构

采用先驱体转化法制备了三维石英纤维增强氮化物基复合材料(3D SiO2f/Si3N4-BN),用等离子射流烧蚀方法研究了复合材料的烧蚀性能,运用扫描电镜及能谱仪对烧蚀表面微观形貌进行了观察和分析。结果表明氮化物基复合材料在高压高热流等离子体烧蚀下线烧蚀率为0.91mm/s,石英纤维熔融并被吹除带走了大量的热量,熔融层抑制了基体的机械剥蚀。基体由于强度高、升华温度高,延缓了熔融层的吹除,表明氮化物基复合材料是一种良好的耐高温烧蚀透波材料。     

石英纤维增强苯并噁嗪树脂复合材料研究

对苯并(啞心)嗪树脂应用于RTM工艺制备石英纤维增强复合材料进行了研究.系统考察了该树脂的工艺性能及力学性能,制备并测试了石英/苯并(啞心)嗪复合材料的力学性能及耐烧蚀性能,并将相关性能与钡酚醛与石英/钡酚醛进行了比较.结果表明,在85℃～145℃温度区间内苯并(啞心)嗪树脂粘度保持在800mPa·s以下,树脂具有较宽的低粘度温度平台和较长的低粘度保持时间.力学性能及耐烧蚀性能研究表明,石英/苯并(啞心)嗪复合材料的层间剪切强达到了61.5MPa,拉伸强度和弯曲强度显著优于石英,钡酚醛复合材料,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.0510g·s-1和0.032mm·s-1.石英/苯并(啞心)嗪复合材料是一种可采用RTM工艺制备的耐烧蚀材料.     

PIP工艺制备的C/SiC复合材料的氧化行为

PIP工艺制备的C/SiC复合材料中SiC基体富碳,因此增强体和基体均容易氧化。碳纤维和无涂层保护C/SiC复合材料试样在400~1300℃的氧化速率随温度升高而加快,低温为反应控制,高温为扩散控制。CVD-SiC涂层保护C/SiC复合材料和由CVD-SiC层、自愈合层、CVD-SiC层三层涂层保护C/SiC复合材料在400~1300℃的氧化先随温度升高而加快,然后减慢。三层涂层在800~1300℃有非常好的保护效果。扫描电镜照片显示自愈合层的玻璃态物质进入涂层裂纹中,填充裂纹且阻挡氧的通过,从而有良好的抗氧化保护效果。     

T300和JC2#纤维增强C/SiC复合材料力学性能对比

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)分别制备得到T300碳纤维和JC2#碳纤维增强C/SiC复合材料。JC2#C/SiC复合材料具有优异的力学性能,抗弯强度和断裂韧性分别达到662MPa和19.5MPa.m1/2;T300 C/SiC复合材料表现出低强度、高脆性,其抗弯强度和断裂韧性不足前者的四分之一。T300 C/SiC复合材料低性能的根本原因在于T300纤维在PCS裂解过程中性能严重下降,复合材料中纤维与基体间存在强界面结合是另一个影响因素。     

反应法制备SiC涂层组成与结构

采用反应法在C/SiC复合材料表面制备SiC致密涂层,利用XRD分析涂层的组分及晶体结构,利用扫描电镜及金相显微镜观察涂层的断口及表面形貌,并对涂层形成过程进行了分析。结果显示:涂层主要由SiC及少量的游离Si组成,致密不开裂的SiC涂层与C/SiC复合坯体之间有很好的梯度过渡结构;相反,涂层与坯体之间如果没有形成过渡层,涂层会因热残余应力过大而开裂;反应法制备不开裂SiC涂层与CVDSiC涂层有很好的热匹配性,同时在其表面制备的CVDSiC涂层无点缺陷。     

界面改性对SiCp/Cu复合材料导热性能的影响*(复合材料专题)

采用磁控溅射法结合结晶化热处理工艺在碳化硅（Silicon Carbide, SiC）颗粒表面成功制备了金属钼（Molybdenum, Mo）涂层，分析了Mo涂层的成分和形貌；然后采用热压烧结工艺制备了SiCp/Cu复合材料，重点对比分析了Mo界面阻挡层厚度对复合材料导热性能的影响。结果表明：磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积得到Mo 涂层，随溅射时间的延长Mo涂层的厚度增加、粗糙度增大，且磁控溅射后SiC颗粒表面直接得到的Mo涂层为非晶态，结晶化热处理后，变为致密平整的晶态Mo涂层。磁控溅射时间即Mo涂层厚度对复合材料导热性能影响明显，随磁控溅射时间的增加，复合材料的热导率呈现先增后减趋势，采用磁控溅射9h镀Mo改性并经过800℃结晶化热处理的SiC复合粉体在850℃下热压烧结制备的SiCp/Cu复合材料（VSiC=50%），其热导率达到了最高值274.056W/(m·K)。     

界面改性对SiCp/Cu复合材料导热性能的影响

采用磁控溅射法结合结晶化热处理工艺在SiC颗粒表面成功制备了金属Mo涂层,分析Mo涂层的成分和形貌;采用热压烧结工艺制备SiCp/Cu复合材料,重点对比分析Mo界面阻挡层厚度对复合材料导热性能的影响。结果表明:磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积得到Mo涂层,随溅射时间的延长,Mo涂层的厚度增加、粗糙度增大,且磁控溅射后SiC颗粒表面直接得到的Mo涂层为非晶态,结晶化热处理后,变为致密平整的晶态Mo涂层。磁控溅射时间对Mo涂层厚度和复合材料导热性能影响明显。随磁控溅射时间的增加,复合材料的热导率呈先增后减趋势。采用磁控溅射9h镀Mo改性并经过800℃结晶化热处理的SiC复合粉体在850℃下热压烧结制备的SiCp/Cu复合材料(VSiC=50%),其热导率达到了最高值274.056W/(m·K)。     

夹芯复合材料T型接头侧弯损伤机理及强度特性分析

针对复合材料夹芯板材构件的侧弯承载和坚固连接要求,设计了弧形过渡区增强型T型胶接接头。建立了夹芯复合材料T型接头数值模型,模拟了其在侧弯载荷作用下的损伤产生、扩展及失效过程,并对夹芯复合材料T型接头试件进行了静态侧弯试验。结果表明:接头发生初始损伤的线载荷强度为44~47N/mm,损伤发生后接头的刚度值发生折减(降低约28%~32%),此时接头的承载能力仍在上升;试件界面完全剥离载荷强度较初始损伤线载荷强度略有增加(线载荷强度范围为54~62N/mm)。数值计算与试验结果吻合,表明弧形过渡区是夹芯复合材料T型接头最薄弱的部位,易发生破坏;初始损伤将首先出现在弧形过渡区复合材料表层,随着层间裂纹的扩展,过渡区复合材料与芯材的复合界面处出现剥离破坏并向自由端端部界面扩展,这是导致夹芯复合材料T型胶接接头失效的最主要原因。     

一种C4ISR系统通信网络结构优化方法

针对目前基于图论的网络优化方法的不足,基于C4ISR体系结构产品中的系统和服务通信描述(SV2)的一般表示,给出了C4ISR系统通信网络结构的形式化表示方法,建立了优化模型.根据混合智能算法的基本方法,结合SV2的特点设计了同时考虑网络节点和链接的随机模拟及遗传迭代过程,给出优化模型的求解方法,并通过实验检验了方法的有...     

C3I/M&S互操作性研究

结合C3I/M&S互操作性的主要问题,总结了互操作性技术参考模型,在此基础上对C3I/M&S互操作性的数据模型及标准、接口标准进行了详细论述,介绍了北约C3I/SIM互操作性试验情况,并指出了未来C3I/M&S互操作性研究的发展趋势,对军队C3I系统和仿真系统的建设有一定的指导意义.     

基于指控链的作战体系网络建模分析

针对作战体系的特点建立作战体系网络模型,提出指控链的概念。在此基础上,通过指控介数、指控效率对作战体系网络效能进行度量。通过设计实验对指标进行验证分析,对实际作战体系的构建具有较好的指导意义。     

C2系统的敏捷性

C2系统敏捷性是信息时代衡量系统应对外界环境变化能力的新方法,目前C2系统敏捷性相关研究理论主要由美国指挥控制研究计划小组(CCRP)和北约研究任务组(NATO-RTS)提出。通过对现有C2系统敏捷性的定义、组成要素、概念模型、观测和度量使能、评价方法等研究成果进行系统的介绍和总结。分析了敏捷商热点前沿研究方向,探讨现有研究的不足、未来发展方向以及对我军C2系统设计建设的借鉴意义。     

C4ISR需求开发新途径:基于本体的方法

C4ISR需求具有复杂、难沟通等特点,导致C4ISR需求开发难,本体能够使问题从某种程度上得以解决.首先介绍基于本体开发C4ISR需求的优势.然后分析本体在C4ISR需求开发各个阶段中能够提供的作用,设计C4ISR需求本体功能实现途径;而且,采用框架法设计、定义了C4ISR需求领域的元本体,通过重用、继承可以形成有序的知识网络,很大程度上澄清了C4ISR需求领域知识结构.最后对C4ISR需求开发方法进行讨论,说明基于本体开发C4ISR需求方法的有效性.     

C^4I集成系统效能模型研究

C4I集成系统是军事系统的重要组成部分,其效能分析也越来越受到人们的关注。在明确C4I集成系统及其效能的含义的基础上,本文实际描述了C4I系统效能模型,并就典型C4I集成系统在不同情形下的效能模型及其相互关系进行辩证分析与合理归纳;并考虑C4I集成系统诸相关系统间互连互通因素,在C4I集成系统效能模型中引入互连互通因子。     

C4ISR系统情报信息能力评价方法

信息能力直接影响信息优势能力和指挥决策能力,如何分析和评价C4ISR系统信息能力对作战的影响是一个重要的研究课题.在分析信息能力概念及其流程的基础上,给出一种评估信息能力的解析数学模型,详细研究了信息能力的三个度量指标:完备性、准确性和时效性的评估方法,研究结果对信息战和信息优势具有参考价值.     

社会网络分析在军事C4ISR组织结构中的应用

针对C4ISR组织结构的复杂特点,运用社会网络分析概念分析军事C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察)组织结构,旨在对军事组织结构中的C4ISR的效能给出一种定量分析的方法.具体讲,就是描述了FINC(力量、情报、网络和指挥控制)方法,给出了大量的基本运算法则来比较和定量分析C4ISR组织结构的组织网络,便于更全面地分析评估不同组织结构的费效比,并将其应用于一个想定的C4ISR组织结构中.     

美国临近空间飞行器的C~4ISR能力及其启示

美国开发的临近空间飞行器的C4ISR能力,呈现出超高声速、生存能力强、广阔的视野、强大的反隐能力、覆盖范围大、分辨率高及信息传输时延小等特点,但其发展临空器的C4ISR能力也受到技术难题、经费、平台与负载不平衡发展等因素的制约。其发展特点和制约因素启示我军:应将临空器与航天器协同应用,发展临空器的C4ISR多功能平台,并充分借鉴美军的经验教训,探索我军在该领域的发展道路。     

C4ISR系统需求一致性开发方法研究*

为支持军队信息化建设需求论证的研究工作,对C4ISR系统需求的开发方法进行了研究。将C4ISR系统的需求划分为作战需求、用户需求和系统需求三个层次;UML作为面向对象建模语言已广泛应用于C4ISR系统需求描述,结合C4ISR系统体系结构的开发方法以及体系结构产品与UML模型之间的映射关系,提出了C4ISR系统需求的分析开发过程和基于UML模型需求描述方法,并且为保证需求模型的一致性,提出了C4ISR系统需求开发的一致性策略。