出版社:化学工业出版社
年代:2009
定价:45.0
本书重点介绍了CiCC-SiC的本征结构与性能、CFCC-SiC在环境下结构与性能的演变规律与失效机理,以及CFCC-SiC的优化设计与应用验证等。
第1章绪论
1.1陶瓷材料1
1.1.1陶瓷材料的断裂强度1
1.1.2陶瓷材料的断裂韧性2
1.2陶瓷基复合材料3
1.2.1陶瓷材料的强韧化途径3
1.2.2陶瓷材料的强韧化机理与效果11
1.3连续纤维增韧陶瓷基复合材料原理12
1.3.1连续纤维增韧陶瓷基复合材料的模量失配12
1.3.2连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强度12
1.3.3连续纤维增韧陶瓷基复合材料的韧性13
1.3.4连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强韧性15
1.3.5连续纤维增韧陶瓷基复合材料体系19
1.4连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料26
1.4.1CFCC-SiC的制备方法26
1.4.2CVI制备CFCC-SiC的优势29
1.5CFCC-SiC的应用32
1.5.1CFCC-SiC的应用领域32
1.5.2CFCC-SiC面临的新挑战42
1.6对CFCC-SiC改性研究的趋势42
1.6.1CFCC-SiC的自愈合改性43
1.6.2难熔金属碳化物对CFCC-SiC的改性44
1.6.3结构功能一体化44
1.7CFCC-SiC的模拟表征与优化设计45
参考文献45
第2章连续纤维增韧碳化硅基复合材料的本征结构
2.1引言53
2.2CFCC结构的仿生描述54
2.3CFCC-SiC的结构单元54
2.3.1纤维58
2.3.2界面相61
2.3.3基体63
2.3.4表面涂层65
2.4纤维预制体结构65
2.5孔隙68
2.6裂纹70
2.7工艺路线对本征结构的影响71
2.8CFCC-SiC的本征结构特征72
参考文献73
第3章连续纤维增韧碳化硅基复合材料的本征性能
3.1引言75
3.2复合材料的内应力及其分布75
3.3力学行为与性能测试77
3.3.1非线性行为78
3.3.2断裂韧性79
3.3.3拉伸81
3.3.4压缩和弯曲87
3.3.5高温拉拉疲劳93
3.3.6高温蠕变98
3.4热物理性能99
3.4.1热膨胀性能99
3.4.2热扩散性能100
3.4.3阻尼性能103
3.4.4热辐射106
3.5其他本征性能109
3.5.1摩擦性能109
3.5.2抗辐照性能115
3.6CFCC-SiC本征性能的特征118
参考文献118
第4章CFCC-SiC环境性能的模拟测试
4.1引言121
4.2环境性能模拟测试理论与方法122
4.2.1相似理论122
4.2.2分步模拟测试方法124
4.2.3加速模拟测试方法125
4.3航空发动机热结构材料的环境性能测试系统126
4.3.1控制性环境因素126
4.3.2静态气氛应力耦合环境性能测试设备127
4.3.3动态燃气应力耦合环境性能测试设备129
4.3.4航空发动机热结构材料环境性能测试系统的性能指标131
4.4环境性能演变信息的在线获取方法132
4.4.1材料应变的在线采集132
4.4.2电阻变化的在线采集133
4.4.3声发射信息的在线采集134
4.5环境性能演变控制因素解耦的因素协同分析法135
4.5.1环境性能演变控制因素的解耦实例135
4.5.2理论基础137
4.6环境性能模拟测试与解耦分析方法的评价141
参考文献142
第5章CFCC-SiC的环境性能表征方法
5.1引言146
5.2剩余环境性能的表征146
5.2.1剩余强度表征方法146
5.2.2剩余模量表征方法148
5.2.3阻尼表征方法150
5.3过程环境性能的表征152
5.3.1失重率表征方法152
5.3.2声发射表征方法154
5.3.3电阻表征方法158
5.4CFCC-SiC环境性能表征方法的综合评价159
参考文献160
第6章CFCC-SiC环境性能演变
6.1引言162
6.2热物理化学环境中CFCC-SiC的性能演变163
6.2.1氧分压的影响163
6.2.2水分压的影响166
6.2.3盐浓度的影响167
6.2.4氧水耦合的影响167
6.2.5氧盐耦合的影响169
6.2.6水盐耦合的影响169
6.2.7氧水盐耦合的影响170
6.2.8热物理化学环境的影响本质与控制性因素171
6.3热物理化学应力耦合环境中的性能演变174
6.3.1应力大小的影响174
6.3.2应力类型的影响178
6.3.3应力的影响本质与控制性参数185
6.4静态气氛应力热循环耦合环境中的性能演变187
6.4.1热循环187
6.4.2环境气氛对热循环的影响193
6.4.3疲劳应力对热循环的影响195
6.4.4热循环的影响本质与控制性因素198
6.5动态燃气应力耦合环境中的性能演变198
6.5.1加速系数的表征199
6.5.2温度的影响199
6.5.3流速的影响201
6.5.4应力对加速系数的影响204
6.5.5动态燃气环境因素的影响本质与控制性因素204
6.6CFCC-SiC的环境性能演变规律205
参考文献205
第7章CFCC-SiC的环境损伤与失效机制
7.1引言208
7.2CFCC-SiC的环境失效机制209
7.2.1C/SiC在热物理化学环境单一因素中的损伤机理209
7.2.2热物理化学环境的损伤控制因素210
7.2.3静态气氛应力耦合环境下的损伤失效212
7.2.4动态燃气应力耦合环境下的损伤失效222
7.3CFCC-SiC环境损伤演变和寿命预测模型227
7.3.1环境因素对性能的影响227
7.3.2应力和温度对微裂纹的控制模型229
7.3.3含裂纹CFCC-SiC的氧化动力学模型230
7.3.4静态气氛应力耦合环境的寿命预测236
7.3.5动态燃气应力耦合环境的寿命预测238
7.4CFCC-SiC环境寿命预测的验证239
7.4.1静态气氛应力耦合环境寿命预测的验证239
7.4.2动态燃气应力耦合环境寿命预测的验证241
7.4.3CFCC-SiC寿命预测的有效性242
7.5环境控制性要素与微结构控制单元243
7.5.1热物理化学环境243
7.5.2应力条件243
7.6CFCC-SiC损伤失效机制的综合表述244
参考文献249
第8章CFCC-SiC的优化设计
8.1引言250
8.2材料设计的两要素模型250
8.3CFCC-SiC的两要素设计过程254
8.4CFCC-SiC的制造过程模拟255
8.4.1制备过程产物的热力学计算256
8.4.2CVI过程的多物理场耦合模拟257
8.5CFCC-SiC的服役过程模拟269
8.5.1服役过程产物的热力学计算269
8.5.2CFCC-SiC环境性能的计算模拟274
8.5.3SiC氧化行为的分子模拟278
8.6CFCC-SiC优化设计的实验研究与验证283
8.6.1CFCC-SiC的界面相优化设计284
8.6.2CFCC-SiC表面涂层的优化设计290
8.6.3CFCC-SiC优化设计的实验验证300
8.6.4CFCC-SiC优化设计的启示301
参考文献302
附录
附录一术语与符号305
附录二CFCC-SiC的连接性能308
附录三CFCC-SiC性能测试试样形状与尺寸309
附录四西北工业大学C/SiC复合材料性能统计资料314
本书共8章。第1章主要介绍陶瓷脆性本质及其强韧化途径,连续纤维增韧陶瓷基复合材料的强韧化原理、工艺方法及其发展趋势。第2章主要介绍CFCC-SiC的本征结构。第3章主要介绍CFCC-SiC的本征性能。第4章主要介绍CFCC-SiC的环境性能模拟方法。第5章主要介绍CFCC-SiC的环境性能表征与评价。第6章主要介绍CFCC-SiC的环境性能演变。第7章主要介绍CFCC-SiC的环境损伤与失效机制。第8章主要介绍CFCC-SiC的优化设计与应用验证。全书可供材料和相关领域的科研工作者、生产人员及高校师生参考阅读。 本书以陶瓷基复合材料的强韧化为核心,以CFCC-SiC为对象,以航空发动机热端部件环境为背景,分别介绍了复合材料的原理、工艺方法及发展趋势,CFCC-SiC的本征结构与性能,环境性能模拟方法以及CFCC-SiC在服役环境下结构与性能的演变规律与失效机理,CFCC-SiC的优化设计与应用验证等,展示了我国在CFCC-SiC基础研究方面的成果,以及国际上的相关研究进展。本书为CFCC-SiC在航空发动机热端部件中的应用奠定了理论基础,将促进CFCC-SiC在航空、航天等领域的应用。 本书具有深厚的学术背景,反映了我国在陶瓷基复合材料方面的创新性成果,可供材料和相关领域的科研工作者、生产人员及高校师生参考阅读。【作者简介】 张立同,女,西北工业大学教授,博士生导师,我国著名航空航天材料专家,1995年当选为中国工程院院士。1956~1961年就读北京航空学院和西北工业大学。曾在美国NASA空间结构材料商业发展中心作高级访问学者。现任超高温结构复合材料国防科技重点实验室学术委员会主任,国防科工局咨询委员会委员、教育部科技委委员、中国复合材料学会副理事长等。长期从事航空航天材料及其制造技术研究,创新发展了连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料、高纯超细石英纤维、BAS玻璃陶瓷、定向自生共晶复相陶瓷、纳米吸波材料等。获国家技术发明一等奖1项、国家科技进步一、二、三等奖4项,省部级二等以上奖15项,授权国家发明专利26项。获“何梁何利基金科学与技术奖”,“全国五一劳动奖章”和“国防科技工业杰出人才奖”等。
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出版地 | 北京 | 出版单位 | 化学工业出版社 |
版次 | 1版 | 印次 | 1 |
定价(元) | 45.0 | 语种 | 简体中文 |
尺寸 | 19 | 装帧 | 平装 |
页数 | 印数 |
纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料是化学工业出版社于2009.08出版的中图分类号为 TQ174.75 的主题关于 碳化硅陶瓷-纤维增强复合材料-研究 的书籍。