李艳
- 作品数：15 被引量：40H指数：5
- 供职机构：西安航天复合材料研究所更多>>
- 发文基金：国防基础科研计划中国人民解放军总装备部预研基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术航空宇航科学技术自动化与计算机技术兵器科学与技术更多>>
- 致密化工艺对厚壁针刺C/C复合材料性能的影响被引量：5
- 2017年
- 采用化学气相渗透(CVI)+树脂浸渍碳化法(PIC)、CVI+沥青高压浸渍碳化法(HPIC)及HPIC工艺分别制备了IR-C/C、IP-C/C以及P-C/C三种厚壁针刺C/C复合材料,研究了三种材料的热力学性能及材料内部密度均匀性。结果表明,IP-C/C材料轴向拉伸强度为24.7 MPa,IR-C/C材料轴向压缩强度达到200 MPa,而P-C/C材料轴向拉伸强度仅为7.4 MPa,相比IR-C/C材料降低了53%,相比IP-C/C材料降低了70%。复合致密化工艺制备的材料具有较低的热膨胀系数,而P-C/C材料1000℃热膨胀系数达到了3.566×10-6℃-1,是IPC/C材料的2.5倍。IP-C/C材料和P-C/C材料采用高压碳化工艺增密,材料的致密度高,密度分布均匀,导热系数高。IR-C/C材料内部密度降为14.5%,密度分布为外高内低。以CVI+HPIC复合制备的材料综合性能优异,且内部密度分布均匀,适合于制备厚壁材料。
- 李艳崔红王斌嵇阿琳郑蕊白侠
- 关键词：致密化工艺热力学性能
- 热处理对C/C复合材料热膨胀行为的影响被引量：2
- 2012年
- 以整体炭毡为预制体,采用化学气相渗透(CVI)和树脂压力浸渍-常压炭化(PIC)相结合的工艺进行了复合致密,制备了整体毡基炭/炭(C/C)复合材料。通过对不同热处理工艺下材料的轴向热膨胀行为测试,结果表明:当热处理温度从1800℃升至2500℃时,材料1000℃的热膨胀系数(CTE)由3.30×10-6/℃降低到3.00×10-6/℃;当热处理次数由1次增至2次时,材料1000℃的热膨胀系数由2.28×10-6/℃降低为2.10×10-6/℃。同时发现,当孔隙率相差84%时,热膨胀系数降低约24%。通过研究认为,热处理改变了C/C材料的微观结构,增强了材料石墨化的程度,提高了开口气孔率,可以通过合适的热处理工艺,降低材料的热膨胀系数,提高材料的热稳定性。
- 李艳崔红嵇阿琳黄剑黄寒星
- 针刺C/C复合材料结构-工艺-性能一体化软件平台被引量：3
- 2022年
- 针刺C/C复合材料的纤维排布方式和针刺工艺对其性能具有重要影响,结合材料信息学开发了一套基于Web界面的针刺C/C复合材料结构-工艺-性能一体化软件平台,包含材料数据库和机器学习模型两个模块。将实验、工业生产或数值模拟得到的“结构-工艺-性能”的材料数据存入到已开发的数据库模块中进行有效存储和管理,并利用这些数据,基于神经网络回归算法训练机器学习模型,建立结构-工艺-性能之间的映射关系。针对目前实验数据昂贵且稀缺,采用高通量有限元数值模拟得到针刺C/C复合材料结构-工艺-性能(有效弹性力学参数)的材料参数数据,训练了预测力学性能的机器学习模型,并部署在软件平台中;通过Web用户界面调用机器学习模型,对特定结构和工艺参数条件下的针刺C/C复合材料的有效弹性力学参数进行预测。结果表明,预测值相对误差小于2%,验证了软件平台的功能和用途。利用这一软件平台,有望进一步基于实验数据和对应的机器学习模型对针刺C/C复合材料性能进行预测,从而为设计和优化针刺C/C复合材料的结构参数和工艺参数提供理论指导。
- 成博弓站朋邓俊楷白侠李艳张承双
- 关键词：材料信息学软件平台
- 热梯度CVI制备大尺寸C/C复合材料的致密化行为被引量：8
- 2015年
- 以整体毡为纤维增强体,采用外壁恒温控温和内壁恒温控温两种方式,通过热梯度化学气相渗透(TG-CVI)工艺研究了大尺寸C/C复合材料的致密化行为。结果表明,外壁恒温控温方式制备的试样密度仅为0.64 g/cm3,呈现出两边高中间低的特点,热解碳结构为粗糙层与光滑层相结合。而内壁恒温控温方式制备的试样密度达到0.98 g/cm3,致密效率相比提高了73.79%,热解碳结构为具有优异性能的粗糙层结构,试样内部密度分布均匀。通过与外壁恒温控温相比,内壁恒温控温方式具有较高的温度和合适的温度梯度,致密化行为符合理想致密化模型,能够实现大尺寸C/C复合材料由内至外的正向密度增长,致密均匀,致密效率高,且碳结构优异。
- 李艳崔红张华坤嵇阿琳介玉洁
- 多晶硅炉热场用C/C复合材料的硅化腐蚀失效机理
- 2023年
- 以2D叠层炭布为增强体的炭/炭(C/C)复合材料作为多晶硅炉用热场盖板,对其在硅液/硅蒸汽共同作用下的硅化腐蚀失效机理进行了研究。通过多功能密度测试仪、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了硅化作用对C/C复合材料致密度、微观结构及物相组成的影响,并对侵蚀后的C/C复合材料失效机理进行了分析。结果表明:硅化侵蚀后的C/C复合材料致密度高,存在大量的Si元素,生成了大量的β-SiC,且微观缺陷较多,层间开裂严重,呈现脆性断裂模式。理论分析发现,高温下单位摩尔质量的热解炭和单位摩尔质量的硅发生反应生成单位摩尔质量的SiC后,总体积膨胀约为单位摩尔热解炭体积的6.3倍,不同物相间的热失配导致热应力集中,引起C/C复合材料变形开裂失效,裂纹产生的扩散通道加剧了硅液/硅蒸汽对C/C复合材料的硅化侵蚀作用。
- 贾林涛王梦千李艳李爱军
- 关键词：C/C复合材料
- 厚壁C/C复合材料分区CVI制备工艺研究被引量：3
- 2013年
- 以整体毡为增强体,丙烯和糠酮树脂为前驱体,采用分区CVI法和树脂浸渍/固化、炭化相结合的工艺制备了厚壁C/C复合材料,用CT机和偏光显微镜观察了材料的微观结构,并进行了热力学性能测试,结果与热梯度CVI法进行了对比。研究结果表明:分区CVI法制备的热解碳为光滑层结构,整体密度均匀,与热梯度CVI工艺相比,总CVI增密效率提高了近一半,特别是沉积后期,表现出明显的优势。同时,轴向压缩强度提高了28.5%;径向压缩强度提高了33.6%。线胀系数相当。通过研究认为,分区CVI法能很好的提高材料的增密效率和增密均匀性,降低成本,且材料最终具有优异的热力学性能。
- 李艳张华坤崔红嵇阿琳党玉瑛
- 关键词：热解碳
- 最终热处理温度对针刺无纬布C/C复合材料性能的影响被引量：1
- 2016年
- 以针刺无纬布预制体为增强体,采用化学气相渗透与沥青浸渍/高压炭化工艺制备高密度(≥1.90g/cm^3)的C/C复合材料,对完成致密的材料分别进行了900℃及1500℃的最终热处理,研究了最终热处理温度对C/C复合材料力学性能、热膨胀系数的影响。结果表明,与未处理的试样相比,经过最终热处理的试样孔隙率明显增大,热处理温度越高孔隙率越高,经过1500℃热处理的试样孔隙率达到9.05%,高出58.2%;经过最终热处理的试样力学性能及轴向热膨胀系数均下降,并且随着热处理温度的升高,轴向热膨胀系数降低越明显,经过1500℃处理的试样1000℃下轴向热膨胀系数由处理前的2.120×10-6/℃降至1.002×10-6/℃,降低幅度达53%,而力学性能总体降低幅度不是很大。
- 郑蕊白杨嵇阿琳李艳刘振东
- 关键词：C/C复合材料
- 无纬布/网胎叠层针刺C/C材料的制备及性能被引量：8
- 2017年
- 以无纬布/炭纤维网胎叠层针刺预制体为增强体,经化学气相渗透(CVI)联合沥青浸渍/高压炭化(HPIC)方法制备了针刺C/C材料,研究了该材料的热力学性能,并与整体毡C/C材料进行了对比。结果表明:针刺C/C材料室温及2 800℃下轴向拉伸强度分别为24.50 MPa和52.88 MPa,较整体毡C/C材料分别提高了138%和170%,且拉伸破坏模式为假塑性。针刺C/C材料热物理性能优于整体毡C/C材料,1 000℃轴向热膨胀系数仅为1.409×10-6/℃,相比降低了64%。针刺C/C材料优异的机械强度和良好的热物理性能为其在固体火箭发动机中的应用奠定了基础。
- 李艳崔红郑蕊嵇阿琳周绍建
- 关键词：热物理性能
- 炭/炭复合材料CVI工艺研究进展被引量：5
- 2014年
- 化学气相渗透(CVI)致密技术能够赋予炭/炭(C/C)复合材料更优异的综合性能,是制备高性能炭基及陶瓷基复合材料的主要技术手段。综述了C/C复合材料CVI工艺的研究进展,详细介绍了CVI工艺的沉积反应过程及热解炭(PyC)的生成机理,对PyC的微观结构和CVI工艺增密效率的影响因素进行了讨论,最后提出了未来C/C复合材料CVI工艺的发展趋势。
- 李艳张华坤嵇阿琳
- 关键词：微观结构
- 针刺C/C复合材料拉伸强度预测的深度学习模型被引量：1
- 2022年
- 针刺C/C复合材料利用针刺工艺,将炭布和网胎中的面内纤维引入到铺层厚度方向,在增强层间强度的同时,针刺工艺导致针刺C/C复合材料成品中针刺位置的分布具有显著的随机性,即使在针刺密度和针刺深度相同的条件下,针刺C/C复合材料中不同针刺位置的分布,也会对其拉伸强度等力学性能造成很大的影响。利用有限元(FEM)数值模拟的方法,基于一种针刺C/C复合材料的实验数据,通过高通量计算,获得了100000个相同针刺密度、针刺深度和不同针刺位置分布的有限元模型及其对应的拉伸强度,揭示了针刺C/C复合材料中不同针刺位置分布对其拉伸强度影响的细观机理。随后,利用深度学习算法训练了预测模型,可以对任意针刺位置分布所对应的复合材料的拉伸强度进行预测,从而为优化针刺C/C复合材料中针刺位置的分布提供理论工具。
- 成博弓站朋邓俊楷白侠李艳张承双
- 关键词：C/C复合材料力学性能有限元方法
