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0047 不合理的工藝(求追讀,求收藏)

林宇科研所的會議之中,林宇看著手中的資料,詫異萬分。

他沒有想到李清雅竟然找到了如此詳盡的,關于國外陶瓷基材料的研發資料。

其中很多資料可都是國家機密級別的,但是卻被李清雅找到了。

現如今在陶瓷基復合材料的研發中,天星國,島國,浪漫國,這三個國家處在領先的行列。

現如今已經制備的和通過實驗的航空發動機陶瓷基復合材料構件主要有︰

航空發動機燃燒室內襯套、燃燒室筒、機翼或者螺旋槳前緣、噴口導流片、渦輪葉片、渦輪整體葉盤、渦輪殼環等。

浪漫國SNECMA公司在2002年將陶瓷基復合材料,應用到發動機承受很高熱應力的內調節片上,可以提高內調節片的使用壽命,已經得到了量產並且現在一直在使用。

天星國的GE公司,早在90年代的時候就已經使用陶瓷基復合材料制備燃燒室襯套。

該燃燒室襯套在1200℃環境下工作可以超過10000小時。

天星國JTAGG(先進渦輪發動機燃氣發生器計劃)第1階段的驗證機中,用陶瓷基材料制備的火焰筒,可以耐1480℃的高溫。

天星國的Glenn研究中心,研制的SiCf/SiC陶瓷基復合材料渦輪葉片,在其中開通冷卻風口,可以在1200℃的溫度之中進行運轉。

島國在AMG研究計劃中,采用化學氣相沉積等工藝加工的連續縴維增強陶瓷基復合材料的燃燒室火焰筒,實驗的溫度達到了1873℃,並沒有發現任何的損傷。

在這個計劃中島國還研發出陶瓷基渦輪整體渦輪葉盤葉片,在1988年進行了實驗,工作轉速可以達到30000轉/分鐘,葉尖轉速達到386米/秒,燃氣溫度達到973℃,工件的整體沒有任何的損壞。

………

夏國的西G大在最近研發出陶瓷基復合材料整體渦輪盤,在航空發動機上實驗成功。

二十分鐘之後,林宇他們粗略的將這一份資料看完了。

「李師姐牛!」

林宇直接給李清雅豎了個大拇指。

「謝謝師弟夸獎!」

李清雅這個時候直接抱拳說到。

看了這一份報告以後,林宇才知道夏國和國外在陶瓷基復合材料上有著巨大的差距。

夏國研發出來的東西其實島國在1988年就已經實驗出來了。

夏國和國外對于陶瓷基材料的研發還有一定的差距。

這也是時間積累的結果。

「想必大家已經將我傳的資料看了一遍,我們夏國對于陶瓷基復合材料的研發,還是時間有些短,但是這些年也是取得了不小的進展。

這些年國外雖然也是在研究,但是由于技術遇到了瓶頸,沒有太大的突破,陶瓷基復合材料一直沒用正式的應用在航空發動機整體渦輪上。」

此刻的李清雅看到所有人將材料看完了于是開始說到。

「這是為什麼呢?」

周勤也是有些詫異。

竟然在有些飛機上已經實驗了,為什麼還沒有應用,這就有些奇怪了。

「那是因為在陶瓷基復合材料上還有三點難題需要攻破︰

第一點,陶瓷基復合材料基體致密化的工藝流程不太理想,現在的主流的工藝PIP、CVI全部都是存在這樣的缺陷。

第二點,制造成本和時間,兩大工藝之中其中PIP和CVI都要經過漫長的周期才能夠獲得最終的成品,而且生產出的陶瓷基復合材料,還不能夠直接在2000℃以上的高溫中進行穩定工作。」

第三點,陶瓷基復合材料加工非常的困難,只能使用特殊的加工機器。材料的重復利用非常的難,基本上做好了就是一次性的,不能夠回收再利用。」

這個時候的李清雅將其中的原因一一的分析出來了。

「具體的情況清雅也已經說的差不多了,現在我們要解決的就是現在這三個問題。

第一,如何利用現有的工藝技術,讓基體的材料致密性加強!

第二,減少制備陶瓷基復合材料的制備時間,提高陶瓷基復合材料承受的溫度,可以不用任何的風冷結構直接使用!

第三,改善陶瓷基材料的加工性能!」

侯振國也是將現在的難點直接說了出來。

雖然只有三點,但是這些可都是現如今世界上其他的國家沒有解決的難題。

「林宇你是不是已經有了一份陶瓷基材料的制造工藝流程了嗎,拿出來我們看一看!

說實話這三個世界性的難題,讓我們現場想出來解決方桉,那還真是不可能的!」

劉興業也是有些無奈的說到。

「既然劉院長這樣說了,我就將這一份工藝拿出來讓大家看一看。」

下一刻林宇直接將準備好的工藝,投影在了屏幕之上。

這是一份CVI+PIP的制造工藝。

制造SiC(碳化 )縴維材料基體——制造ZrB2(硼化 )納米粉末——將ZrB2和SiC按照4︰1的比例制成基體——進入到CVI工藝使用雲泥進行化學氣相滲透——進入到PIP進行雲泥高壓液態裂解滲透——ZrB2—SiC陶瓷基復合材料

當他們看到這一套工藝的時候,震驚的無以復加,有些不敢相信。

CVI化學氣相法制備陶瓷基復合材料工藝!

是將反應室縴維預制品封閉,采用蒸氣滲透法,氣相材料在加熱縴維表面或附近產生化學反應,並沉積在縴維預制棒上,從而形成致密的復合材料。

PIP先驅體轉化法工藝,是利用有機先驅體在高溫下裂解進而轉化為無機陶瓷基體的一種方法。

該工藝制備碳縴維增強復合材料的基本流程為︰將含 Si 的有機聚合物先驅體溶液或熔融體浸漬到碳縴維預制體中,干燥固化後在惰性氣體保護下高溫裂解,得到SiC基體,並通過多次浸漬裂解處理,獲得致密度較高的復合材料。

這兩種制備陶瓷基復合材料的工藝方法,是現如今世界上,最為主流的制造耐高溫陶瓷基復合材料的方法。

要知道陶瓷材料有著很多的優點,機械性能好,熱穩定性高,耐磨,耐腐蝕,隔熱。

但是陶瓷材料的缺點也是非常的明顯,就是陶瓷材料的韌性太低,內部氣孔較多,耐沖擊力低,成型後不易加工。

而這兩種工藝就是為了能夠在陶瓷基材料變為縴維後,然後將其致密化。

陶瓷材料致密化程度越高,材料的性能越好。

「這一套工藝完全不合理啊,雖然說硼化 的熔點在3245℃,但是硼化 是六晶體共價結構,結構極為穩定,需要在1800℃的高溫下,才能夠進行致密化。

但是現在完全不能夠使用在CVI和PIP的制造工藝之中,這兩種工藝的制備溫度才只有1100℃。

況且雲泥這種材料,我可是從來沒有听說過可以作為滲透材料的!」

劉興業看著這一套工藝,完全超出了他的想象範圍。

「雖然CVI+PIP工藝可以節省一半的時間,但是就算世界上最先進的工藝,還是需要240小時的制備時間。

現在你的這一套工藝只用了24小時,就能制備出ZrB2—SiC陶瓷基復合材料,這簡直是太不可意思了,這簡直是超出了現有的科學認知!」

侯振國也是震驚萬分。

「小師弟,我听老師說你的想法比較大膽,但是今天看了我發現老師說的還是謙虛了,你這簡直是科幻啊!」

李清雅也是看著林宇久久不敢相信。

這套工藝的腦洞簡直是大的離譜,她都不知道林宇是如何想出來的。

這也太扯了!

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