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2025年 30卷 2期
出版日期：2025-04-15
工艺技术
综合评述
综合评述
79
防隔热一体化材料研究进展
韩清壮, 向阳, 彭志航, 冯坚, 李良军, 文瑾, 刘平
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024100
在严酷的服役环境中,航天器必须经受长期暴露于有氧环境、极端气动加热、高温和高压的严峻考验。热防护材料在高温和强气流的双重作用下展现出优异的隔热、防护、抗压及抗冲击性能,并能保持稳定的化学和物理特性。作为一种防热隔热功能一体化的复合材料,其低热导率能显著减少热传递,同时保留了必要的力学性能,其在航天领域具有重要应用价值,能在高温环境下确保内部设备的稳定运行。本文系统探讨了两种典型的防隔热一体化材料(陶瓷热防护材料和金属热防护材料)的基本原理及关键性能,分析其制备技术与实际应用,全面总结现存的主要问题,并提出未来的发展方向,为该领域的研究提供新的视角和参考。
2025 Vol. 30 (2): 79-100 [
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101
光固化打印电池技术的应用及展望
占丽娜, 王爱月, 钟佳妮, 于凤英, 刘耀
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024117
光固化打印技术作为一种新兴的增材制造技术,为电池制造提供了新途径。本文介绍了光固化技术在电池领域的研究现状,阐述光固化技术在电池材料如导电聚合物、碳基材料、金属氧化物、固态电解质材料、隔膜材料中的应用,并对光固化打印电池的发展提出建议及展望,以期为相关领域的科研人员和技术人员提供参考。
2025 Vol. 30 (2): 101-106 [
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工艺技术
107
两种新型含锇镍基单晶高温合金的相稳定性
胡秀仪, 张利军, 周科朝, 黄再旺
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024097
本文采用真空感应熔炼技术和高速凝固法制备Os质量分数为3%、Co/Cr质量比为6.5∶9.6和9.6∶6.5的两种镍基单晶高温合金CSUSX-Os-1和CSUSX-Os-2,对合金进行固溶时效处理后,将其分别在1 100、1 150、1 200 ℃下热暴露不同时间,研究热暴露时间和温度对合金显微组织的影响,并通过电子空位法和d级轨道电子能级预测法计算TCP相的析出倾向。结果表明：随热暴露温度升高和热暴露时间延长,两种合金的γ′相均发生粗化,并且相同热暴露温度下CSUSX-Os-1合金γ′相的面积分数小于CSUSX-Os-2合金。CSUSX-Os-1合金的TCP相析出倾向大于CSUSX-Os-2合金,而且二者析出的TCP相成分不同,CSUSX-Os-1合金析出的TCP相富含Cr、W、Os、Ni元素,随热暴露时间延长板条状TCP相的尺寸逐渐增大;CSUSX-Os-2合金析出的TCP相富含Ta、Ti,W,形貌也呈板条状。
2025 Vol. 30 (2): 107-114 [
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115
α-Al
2
O
3
及硅溶胶强化处理对氧化硅基陶瓷型芯组织和性能的影响
彭勇慧, 周文韬, 寇宝弘, 欧阳静
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024098
本文选用α-Al
2
O
3
作为矿化剂制备精密铸造用氧化硅基陶瓷型芯,采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、三点弯曲试验等,研究矿化剂用量与硅溶胶强化处理对型芯的物相组成、显微组织、收缩率、显气孔率、密度和抗弯强度等的影响。结果表明：α-Al
2
O
3
对陶瓷型芯有双重作用,一方面其作为增强相能阻碍熔融石英的黏滞流动,提升型芯的强度;另一方面其优异的高温稳定性降低了陶瓷型芯的烧结致密度,进而导致型芯的收缩率和强度下降。而硅溶胶强化处理能有效封闭气孔,促进型芯烧结。经硅溶胶强化处理后,
w
(α-Al
2
O
3
)=2%的型芯的室温抗弯强度提升至16.6 MPa,高温抗弯强度为37.5 MPa,满足了精密铸造行业用陶瓷型芯的应用指标。
2025 Vol. 30 (2): 115-122 [
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123
Ni含量对层状TiC-Ni/EP复合材料结构及性能的影响
侯俊峰, 吴集思, 江文莉, 王文华, 吴尚育
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024112
针对电子封装用基板材料热导率低、热膨胀系数高的问题,本文采用冰模板法制备层状多孔TiC-Ni支架,并结合真空浸渍法将环氧树脂(epoxy, EP)渗入多孔支架的孔隙中,制备层状TiC-Ni/EP复合材料。采用扫描电子显微镜、万能力学试验机和热膨胀仪等设备,研究Ni含量对层状多孔TiC-Ni支架的孔隙形貌、层状结构特征以及复合材料的微观结构、力学性能、热学性能的影响规律。结果表明：随Ni含量增加,多孔支架的层间距和层壁厚度增大,复合材料的抗压强度和抗弯强度降低,热导率和热膨胀系数增大。
φ
(Ni)=2%时,多孔支架和复合材料均获得最佳的层状结构特征,复合材料的热导率为2.24 W/(m·K),热膨胀系数为30.23×10
-6
K
-1
。
2025 Vol. 30 (2): 123-130 [
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131
DyF
3
/Dy
2
O
3
共扩散对烧结Nd-Ce-Fe-B磁体微观结构和磁性能的影响
贺展鹏, 李丽娅
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024106
本文以DyF
3
和Dy
2
O
3
粉末为扩散源,制备高Ce含量(Pr,Nd)
20
Ce
11
Fe
bal
(Cu,Ga,Zr)
1.0
B
0.97
(质量分数)烧结磁体,采用超高矫顽力永磁脉冲测量仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和电子探针显微分析仪等,研究DyF
3
/Dy
2
O
3
共扩散对磁体磁性能和微观结构的影响。结果表明：DyF
3
/Dy
2
O
3
扩散后,磁体的矫顽力由913.01 kA/m提高至1 237.78 kA/m,提高了324.77 kA/m (35.6%);20~120 ℃的矫顽力温度系数由-0.606 %/℃提高至-0.567 %/℃,热稳定性增强;剩磁的变化量很小,仅为-0.01 T。扩散后磁体表层主要由四方结构(Nd,Ce,Dy)
2
Fe
14
B主相和少量立方结构RE-O-F第二相构成。DyF
3
/Dy
2
O
3
体系中,Dy
2
O
3
使DyF
3
的分解温度降低(<600 ℃),为Dy原子扩散提供了驱动力。DyF
3
/Dy
2
O
3
共扩散时,Dy扩散深度可达800 μm,Dy含量随扩散深度的增加逐渐降低,在表层0~60 μm处出现Dy和F元素富集区,Ce主要富集于0~60 μm处和磁体内部的三角晶界处。在距离表面50~400 μm处,Dy元素在主相晶粒周围形成连续网络状(Nd,Ce,Dy)
2
Fe
14
B壳层结构,该结构可有效增强主相晶粒表面的磁晶各向异性场,抑制晶粒表面反磁化畴的形核,提高矫顽力。
2025 Vol. 30 (2): 131-138 [
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139
基于聚硅氧烷的SiC(O)纤维的制备与表征
沈艳, 赵钟倩, 杨天月, 苟燕子
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2025012
SiC纤维常用的先驱体聚碳硅烷价格高昂,为降低成本,本文以聚硅氧烷为硅源、聚丙烯腈为碳源制备改性先驱体,采用先驱体转化陶瓷技术和静电纺丝工艺制备聚合物原纤维,通过紫外辐照和空气热交联进行不熔化处理,再在N
2
气氛中进行热解制备SiC(O)纤维,并对SiC(O)纤维的微观结构和抗氧化性能进行研究。结果表明：SiC(O)纤维直径为200~300 nm,均匀度好,表面无孔隙,其在600 ℃的抗氧化性能优于C纤维。
2025 Vol. 30 (2): 139-147 [
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148
添加磷酸对硫化铜微/纳米管形貌及电催化CO
2
还原性能的影响
谈梦林, 黄千里, 刘咏
DOI: 10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2024118
通过电催化将CO
2
转化为有附加价值的化学品是降低大气中CO
2
浓度和缓解能源危机的一个有效方案。本文通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、电化学实验等,研究添加磷酸对CuS微/纳米管微观形貌与电催化CO
2
还原性能的影响。结果表明：添加磷酸导致微/纳米管的长度变短、外径变小,且其组成单元纳米片变薄。微/纳米管尺寸的减小有助于暴露更多活性位点,从而提高电催化CO
2
还原性能,在-1.0 V时其液相产物甲酸的法拉第效率可达68%。本工作有望为电催化CO
2
还原催化剂的设计与制备提供指导。
2025 Vol. 30 (2): 148-156 [
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