聚碳硅烷纤维成形过程的稳定性研究

通过改变不同的熔融纺丝工艺研究了聚碳硅烷纤维熔融纺丝时纺丝稳定性的影响因素。研究表明:提高介质温度到180～200℃、采用向下的环形吹风、控制成形区气流的大小与流向、纺程控制在90cm左右、加强集束与控制外部条件的稳定性等有利于提高纺丝稳定性。     

全氢聚硅氮烷的合成与表征

采用二氢二氯硅烷氨解法合成了氮化硅陶瓷先驱体全氢聚硅氮烷,并用红外光谱、凝胶渗透色谱、热重、X射线衍射和元素分析等进行了表征。所合成的先驱体低聚物的分子骨架为[SiH2NH]n,数均分子量为106,重均分子量为178。固化后的先驱体在氮气下1000℃裂解转变为棕色粉末,陶瓷产率78wt%。将陶瓷产物在氮气下1400℃处理后,其主要成分为α-Si3N4,并含有少量富余硅,化学经验式为SiN1.036O0.060C0.028。陶瓷产物在氮气下1600℃处理后的X射线衍射谱图表明,游离硅已基本消失,α-Si3N4衍射峰加强,但是没有观察到从α-Si3N4到β-Si3N4的相转变。     

连续碳化硅纤维的研制

本文研究了用先驱体法制备连续碳化硅(SiC)纤维的全过程。通过常压高温裂解法制得纺丝性能好的聚碳硅烷,经100孔熔融纺丝、不熔化处理和高温烧成等一系列工艺处理,制得了高性能的SiC纤维。该纤维单丝直径8～15微米,连续长度达100米,抗拉强度为2～2.3GPa,抗拉模量178GPa。主要性能达到日本同类产品八十年代的水平。本文还对制备工艺的一些基本规律及连续纤维的主要性能进行了研究。     

可移植人体外耳支架的3D打印关键技术

探索使用医用硅胶制作患者个体外耳支架的关键技术,使用计算机断层扫描和逆向建模技术得到对应患者个体的外耳数字模型,利用3D打印技术制造人体外耳支架模具,并使用医用硅胶MED 4735完成人体外耳支架的制作成型。动物实验验证了其生物相容性,证明了方法的可行性。通过该技术制作的硅胶人体外耳支架可以高度模仿患者特定的耳廓形状,支架精度高、制造周期短、无生物排异,可为替代肋软骨雕刻人体外耳支架进行耳廓缺损治疗提供依据。     

飞秒激光烧蚀硅的瞬态演化特性仿真

为深入揭示飞秒激光烧蚀硅的瞬态演化特性,建立了飞秒激光烧蚀硅材料理论模型,并进行了仿真研究。研究表明:飞秒激光可在脉宽时间内激发大量的电子,使其浓度超过损伤阈值,而此时晶格仍保持在较"冷"状态,直到1 ns量级才达到熔点温度;电子温度也会在脉宽时间内急剧拉升至104K量级,随后将能量缓慢地释放给晶格,直到10 ns量级才与晶格达到热平衡。电子存在两次急剧升温的过程:第一次起于自由电子吸收,止于电子与晶格的能量耦合;第二次起于单光子和双光子吸收,止于脉冲结束。脉冲能量越大,电子密度和温度越高;脉宽越短,电子温度越高。     

溶胶凝胶法制备碳化硅陶瓷的影响因素

采用溶胶凝胶法 ,以正硅酸乙酯和酚醛树脂为原料 ,在草酸催化作用下 ,制备出了不含硫和氯的均相碳化硅先驱体 ,并在一定的升温制度下制备出SiC陶瓷。考察了温度对预水解过程的影响以及水用量、催化剂和镍盐用量等因素对凝胶时间的影响。结果表明 ,在预水解温度控制在 4 0℃左右 ,时间为 2 4h时效果最佳 ;而当水与正硅酸乙酯的摩尔比达到 0 2 8左右、草酸与正硅酸乙酯的摩尔比为 0 0 1左右时 ,可以使凝胶时间达到最短。进一步的研究表明 ,镍盐的加入对凝胶烧成过程中 β -SiC的生成有催化作用。     

潜艇跟随突破水面舰艇巡逻线方法

潜艇突破水面舰艇巡逻线是潜艇作战中的一个传统问题,也是潜艇能否顺利实施战斗航渡的关键。传统的突破方法时间长、考虑敌方对抗因素少、实用性不强。针对在对抗条件下,难以或没有时间侦察目标巡逻线样式和兵力配置时,提出一种通过概略估算跟随敌舰进行突破的方法。     

多晶硅制绒中影响金字塔结构因素的研究

通过分析不同碱性溶液及添加不同活性剂制备出的具有不同金字塔结构的绒面,探讨了影响金字塔成核的因素。采用扫描电镜和紫外一可见分光光度计对绒面的金字塔结构和反射特性进行了分析,结果表明,腐蚀速率与金字塔尺寸成正比,金字塔结构影响绒面减反特性。对造成金字塔结构差异的原因和金字塔成核过程进行了分析。     

冲击波活化热压烧结氮化硅粉末

对Si3 N4粉末实现了三种不同压力的冲击波预先处理 ,而后采用三种不同的热压烧结条件制得Si3 N4陶瓷。运用SEM ,TEM ,HRTEM和XRD等手段分析了粉末和陶瓷的结构特性 ,同时测试了材料的性能。结果表明 :冲击波压力没有导致Si3 N4粉末的相变 ,TEM观察表明Si3 N4晶粒中有大量的位错及位错群 ,冲击波的作用主要是通过引入大量位错和其他缺陷促进致密化过程 ,提高陶瓷材料的机械性能。经过40GPa冲击波活化 1 80 0℃热压烧结的Si3 N4陶瓷性能最好 ,弯曲强度达 1 1 0 7.2MPa ,断裂韧性达 1 2 .2 0MPa .m1/2 。     

Si-N-C 陶瓷的组成、结构与其热稳定性…

本文研究了由聚硅氮烷(PSZ)和聚碳硅烷(PC)热解制得的三种陶瓷的组成、结构与特性。研究表明,PC热解到1250℃产生Si-C陶瓷,其结晶相是β-SiC微晶,PSZ在N_2或NH_3气氛中热解则分别产生Si-N-C与Si-N无定形陶瓷。这三种陶瓷在Ar_2气中1300℃到1500℃处理以研究其热稳定性。结果证明Si-c陶瓷从微晶变为β-SiC结晶态,Si-N陶瓷从无定形态变为α-Si_3N_4结晶并伴随着可观测到的重量损失而Si-N-C陶瓷维持其元素组成及β-SiC微晶态直到1500℃。