中国航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室，北京 100095
分别在500 ℃、700 ℃、900 ℃及1 100 ℃空气条件下，对石墨及渗硅石墨进行氧化实验，以分析熔融渗硅对等静压石墨氧化行为的影响。采用扫描电镜(SEM)分析了样品表面及内部形貌，通过压汞法表征了样品的孔隙结构，并对材料的力学性能进行了测试分析。结果表明：500 ℃条件下，石墨和渗硅石墨均未发生明显的氧化失重现象；温度为700 ℃时，石墨的氧化失重率随时间延长明显增加，而该温度下渗硅石墨的氧化失重率变化较小。而且，渗硅石墨在700 ℃时仍能保持较好的强度，而此温度下，石墨随氧化时间的延长，强度明显降低，甚至被氧化成粉末状。因此，熔融渗硅在提高材料抗氧化性能的同时能够显著提升材料的强度。
石墨 抗氧化 孔结构 熔融渗硅 硅 弯曲强度 graphite oxidation resistance pore structure silicon infiltration silicon bending strength
1 中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室, 北京100095
2 北京理工大学 材料学院, 北京 100081
采用化学气相渗透(CVI)工艺, 在SiC纤维表面沉积BN和BN/SiC复合界面层, 对沉积界面层前后纤维的力学性能进行了评价。采用聚合物浸渍裂解(PIP)工艺进行致密化, 制得以原纤维、BN界面层和BN/SiC界面层纤维增强的三种Mini-SiCf/SiC复合材料, 研究其微观结构和拉伸性能。结果表明: 采用CVI工艺制得的界面层厚度均匀、结构致密, 其中BN界面层中存在六方相, 晶体尺寸为1.76 nm; SiC界面层结晶性较好, 晶粒尺寸为18.73 nm; 沉积界面层后SiC纤维的弹性模量基本保持不变, 拉伸强度降低。与SiCf/SiC相比, PIP工艺制备的SiCf/BN/SiC和SiCf/(BN/SiC)/SiC-Mini复合材料所能承受的最大拉伸载荷和断裂应变明显提升, BN界面层起主要作用。由断面形貌分析可以看出, SiCf/BN/SiC和SiCf/(BN/SiC)/SiC复合材料的纤维拔出明显, 说明在断裂时消耗的能量增加, 可承受的最大载荷增大。
BN/SiC复合界面层 Mini-SiCf/SiC复合材料 最大拉伸载荷 断裂应变 BN/SiC multilayered interphase Mini-SiCf/SiC composites maximum tensile load fracture strain
为了解决纳米复合电沉积加工速率慢、颗粒易团聚以及沉积层表面质量差等问题, 采用构建高能脉冲激光辅助纳米复合电沉积的方法, 利用激光辐照产生定域微区搅拌, 缓解颗粒团聚现象, 加速电化学反应速率, 提高沉积层表面质量, 并对加工过程进行了有限元仿真和实验验证。结果表明,激光与电化学复合能够明显的提高复合沉积速率, 且激光的冲击作用能够提高晶粒的结合性, 进而促进镀层的致密化;同时此冲击作用也能降低纳米粒子的团聚几率, 细化镀层晶粒。此研究结果对电解加工技术的发展具有一定帮助。
激光技术 纳米复合电沉积 激光定域搅拌 加工速率 颗粒团聚 晶粒细化 laser technique nano-composite electro-deposition laser localized agitation processing rate particle aggregation grain refinement
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
3 中国工程物理研究院 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621999
4 北京航空航天大学 可靠性与系统工程学院, 北京 100083
产生脉冲电流约50 MA的大型LTD装置功率源由数十万个电容器、开关和触发器组成。规模庞大的功率源采用串联系统可靠性模型，其可靠度想要达到一个较高的水平，存在所要求的开关可靠度难以实现的情况。大型LTD装置功率源的主要故障模式为开关自击穿和触发器故障，开关自击穿将导致其所在的模块故障，而触发器一对多的触发方式，使其故障时引起更多的模块故障。在LTD装置输出性能满足要求的前提下，允许存在一定数量的模块故障，并且控制故障模块分布，是实现功率源高可靠度的关键。基于概念设计的大型LTD装置功率源构成框架，分别建立了在功率源、支路、分层上控制故障模块数量的可靠性模型。采用蒙特卡罗方法对该模型进行仿真计算，得出了在给定的功率源可靠度条件下开关和触发器需要达到的可靠度。为实现该可靠性模型，使故障模块不对其他部分产生影响，还对故障模块隔离技术进行了分析。
大型LTD装置 可靠性模型 故障模式 蒙特卡罗仿真 故障隔离 large LTD device reliability model main fault mode Monte-Carlo method fault isolation 强激光与粒子束
2018, 30(4): 045003
江苏大学机械工程学院激光技术研究所, 江苏 镇江 212013
为了研究脉冲激光冲击效应对定域电沉积铜晶粒及其表面形貌的影响, 搭建了脉冲激光电化学复合沉积实验系统, 并进行了理论分析和实验验证。对沉积过程中的冲击效应进行了检测, 采用扫描电子显微镜观察沉积体的表面形貌。结果表明, 利用脉冲激光与电沉积液的相互作用, 可细化定域电沉积晶粒。此外, 激光能量增大时, 沉积体晶粒细化, 宽度增大, 沉积体表面形貌更加平整, 内部气孔减少。
激光技术 脉冲激光 复合沉积 冲击效应 阴极过电位 晶粒细化 表面形貌
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为实现频率选择表面(FSS)工作频点的可调谐, 将环型孔径FSS负载分离后形成感性表面与容性表面, 利用两者之间的耦合机制设计了一种互补屏FSS。建立了互补屏FSS等效电路模型, 定性分析了它的变频机理。采用耦合积分方程法计算了负载贴片旋转角, 耦合电介质厚度和相对介电常数对互补屏传输特性的影响。利用镀膜与光刻方法在耦合电介质两侧制备容性表面与感性表面, 并用自由空间法测试250 mm×250 mm样件的传输特性。计算与测试结果均表明: 当十字贴片从0°旋转至10°, 互补屏FSS的谐振频点会从18.2 GHz向低频漂移至14.8 GHz。当耦合电介质的物理厚度从0.1 mm变化到1 mm时, 互补屏FSS的容性表面和感性表面之间的耦合效应逐渐消失。耦合电介质相对介电常数增加使互补屏间的耦合增强, 其工作频点向低频漂移。实验显示: 随着负载贴片旋转角的变化, 互补屏FSS能够实现主动变频功能, 为设计和制备主动FSS提供借鉴。
互补屏频率选择表面 耦合机制 容性表面 感性表面 Complementary Frequency Selective Surface(CFSS) coupling mechanism capacitive surface inductive surface
