PCVD-TiN,TiAlN及TiSiN涂层的抗高温氧化性能

耐热钢性能和耐腐蚀指标

耐热钢性能和耐腐蚀指标 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力、机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。 耐热钢基本信息 简介： 耐热钢（heat-resisting steels) 在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 类别： 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。

用途 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸 在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的 氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶

高性能混凝土技术总结

高性能混凝土技术特点总结 摘要：介绍了高性能混凝土的定义，特点，技术性能，比普通混凝土的优越性，以推广高性能混凝土的广泛应用。 关键词：高性能混凝土，高耐久性，高工作性，高强度。 1 高性能混凝土产生的背景 混凝土科学属于工程材料研究范畴,是以取得最大经济效益为目 标的应用科学,混凝土以其原材料丰富,适应性强,耐久性,能源消耗与 成本较低,同时又能消化大量的工业废渣等特点,成为一种用途最广, 用量最多的建筑材料。 （1）现如今不少发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是 早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重。建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25～30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15～20年。维修或更新这些老化废旧工程，投资巨大，而且由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。 （2）随着技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶

劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。 2 高性能混凝土的定义与性能 对高性能混凝土的定义或含义，国际上迄今为止尚没有一个统一的理解，各个国家不同人群有不同的理解。 1990年5月由美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国?昆凝土协会(ACl)主办了第一届高性能混凝土的讨论会，定义高性能混凝土为具有所需，陛能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土。大多数承认单纯高强不一定耐久，而提出高性能则希望既高强又耐久。可能是由于发现强调高强后的弊端，1998年美国ACI又发表了一个定义为：“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土，如果采用传统的原材料组分和一般的拌和、浇筑与养护，未必总能大量地生产出这种混凝土。”ACI对该定义所作的解释是：“当混凝土的某些特性是为某一特定的用途和环境而制定时，这就是高性能混凝土。例如下面所举的这些特性对某一用途来说可能是非常关键的：易于浇筑，振捣时不离析，早强，长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性，恶劣环境下的较长寿命。 我国著名的混凝土科学家吴中伟教授定义高性能混凝土为一种 新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，针对

Mo合金高温抗氧化涂层的研究

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。＋＋ ＋＋ 表面改性技术 Mo 合金高温抗氧化涂层的研究 夏 斌，张 虹，白书欣，陈 柯，张家春，钟文丽 （国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙 410073） 摘要：用粉末固体渗法在钼合金表面制备了Mosi 2渗层，研究了铝硅共渗和硼硅共渗对渗层的结构和抗氧化性能的影响。结果表明，与渗硅相比，铝硅共渗层厚度保持不变，渗层由单层结构变成多层复合结构，抗氧化性下降；硼硅共渗层厚度减少，结构没有明显改变，抗氧化性能得到了明显改善。关键词：钼合金；高温；抗氧化涂层；铝硅共渗；硼硅共渗 中图分类号：TG156.8；TG174.4 文献标识码：A 文章编号：0254-6051（2007）04-0054-04 High Temperature Oxidation-resistance Coatings on Mo Alloy XIA Bin ，ZHANG Hong ，BAI shu-xin ，CHEN Ke ，ZHANG Jia-chun ，ZH0NG Wen-li （College of Aerospace and Materials Engineering ，National University of Defense Technology ，Changsha Hu'nan 410073，China ） Abstract ：Mosi 2coatings on Mo alloy were prepared by pack cementation.The influences of aluminosiliconizing and bo-ronsiliconizing on the microstructure and oxidation resistance of the coatings were researched.The results show that com-pared with the siliconizing monolayer ，the aluminosiliconizing coating with eguivalent thickness is multilayered and has worse oxidation resistance while the boronsiliconizing coating is thinner and has better oxidation resistance without signifi-cant structure change. Key words ：molybdenum alloy ；high temperature ；oxidation-resistance coating ；aluminosiliconizing ；boronsiliconizing 作者简介：夏 斌（1981.11—），男，四川遂宁人，硕士生，主要 从事材料高温抗氧化涂层的研究。联系电话：0731-******* E-mail ： handsome_ps@https://www.360docs.net/doc/ad2047550.html, 收稿日期：2006-11-09 随着科学技术的发展，难熔材料在国防军工、航空 航天、能源、和核工业等领域有着不可替代的作用［1］。 其中钼的高温性能好，热导率高，比热容低，并具有良好的抗热冲击、抗热疲劳能力，在难熔金属中性价比最高。并且加入1wt%~2wt%La 203的钼合金的再结晶温度可达到1600C ［2］。但是钼及其合金在高温氧化气氛中很容易被氧化，在400C 以上便开始形成氧化 物，造成钼的迅速破坏［3］。Mosi 2具有优异高温抗氧 化性能，可作为钼合金上的高温抗氧化涂层。然而Mosi 2在低温区会发生 “pesting ”现象［4］，直接影响Mosi 2的高温抗氧化能力。Cockeram ［5］发现B 的加入可提高硅化物涂层的抗氧化性能。另有研究发现［6-9］， Mo-si-B 三元合金体系具有良好的抗氧化性与高温力学性能。铝硅共渗可改进单一Mosi 2的性能， 渗层在1050C 的周期抗氧化性很高 ［10-11］ 并且晶型结构也会发生转变 ［12］ 。本文通过多元共渗的方法在钼合金表面制备含Al 或B 元素的硅化物渗层，研究了其渗层结构和抗氧化性能。 1 试验材料及方法 基体材料采用市售的40mm X 40mm X 0.5mm Mo-La 203高温钼合金， 经表面预处理后，进行1000C X 5h 的固体渗处理，随炉降温冷却。固体渗装置见图1，固体渗剂成分如表1所示。 采用转靶X 射线衍射仪分析渗层表面的相组成，采用扫描电镜观察渗层的截面形貌特征，采用能谱分析确定渗层截面的成分，用氧-乙炔焰喷烧考察渗层的动态高温抗氧化性能。 图1 固体渗处理装置示意图 Fig.1 schematic layout of pack processing device 表1 各种渗剂的配方（质量分数，%） Table 1 Composition of penetrating reagent powder （wt%） 固体渗工艺 硅粉催渗剂A 铝粉 碳化硼 催渗剂B 渗硅982铝硅共渗88210 硼硅共渗 88 2 5 5 2 试验结果与讨论 2.1 渗层结构及组织 经渗硅处理和硼硅共渗处理后样品的表面为铁灰色，铝硅共渗的样品表面为深褐色和灰白色相间。图 4 5《金属热处理》2007年第32卷第4期

综述高性能混凝土在道路桥梁施工中的应用

综述高性能混凝土在道路桥梁施工中的应用 发表时间：2018-07-18T10:10:36.567Z 来源：《基层建设》2018年第16期作者：曾德佛 [导读] 摘要：高性能混凝土在道路桥梁中的应用非常广泛，已经成为混凝土持续发展的重要方向。 重庆市建筑科学研究院重庆 400016 摘要：高性能混凝土在道路桥梁中的应用非常广泛，已经成为混凝土持续发展的重要方向。高性能混凝土是由特殊的制作工艺以及优质的材料配合而成，因此，其强度较高。道路桥梁等工程对混凝土的质量要求较高，高性能混凝土的质量正好满足其要求。因为高性能混凝土具有较大的优势，世界很多国家都投入大量的精力对其进行研究与开发。所以，对高性能混凝土在道路桥梁施工中的应用进行分析具有重要的现实作用。 关键词：高性能混凝土；道路桥梁；施工；应用 随着科技的快速发展，高能性混凝土被广泛应用在众多道路桥梁工程中。道路桥架建设在交通系统的建设中具有极为重要的地位，在建筑过程中，必须严格保障工程的质量。因此，这就要求施工材料具有优良的施工性能、较强的稳定结构以及超超长的使用寿命等诸多特点。 一、高性能混凝土概念 高性能混凝土的含义目前还没有一个具体定义，每个国家都有自己的一套标准，总体来说，高混凝土是一种性能很强且能够有较高的耐久性。工作状态的混凝土，在美国国家标准中，高性能混凝土被认为是一种具有特殊性能的均质混凝土，且有独特的施工工艺，能够形成一种便于配制、施工且力学性质较为稳定有较高的早期强度且韧性与稳定性极高的混凝土，这种高性能混凝土通常会用在较高难度且对工作要求较高的建筑上，如道路、桥梁、高层建筑等[1]。在中国的标准中，通常将高性能混凝土定义为一种耐久性与可持续发展较为稳定且在公车生产中适应性较强的混凝土，其与传统的混凝土有一定的差别，无论是水泥、砂、书、石等的配合比的组成还是原材料的选取方面均有严格的把控和要求。 二、高性能混凝土的特性 2.1耐久性 人为的劣化就是指混凝土在使用和生产的过程中由于受到不合理的应用，使得混过凝土的的性能进行了下降，如:磨损、撞击等现象。而自然老化就是指混凝土在自然的条件下，随着时间的不断推移受到自然环境的因素，使得混凝土发生疏松和剥落的现象。但由于高性能混凝土不仅能够对外力的撞击进行承受，而且还将减少了自然的腐蚀现象，由此可见高性能混凝土时具有很强的耐久性。 2.2强度高 道路桥梁的施工质量由混凝土的强度所决定的，而由于普通混凝土强度的较低，无法保障道路桥梁施工的质量，为了延长道路桥梁的使用寿命，就必须要提高混凝土的强度。通过科学技术的不断提高，相关人员发现高性能混凝土的强度要超过普通的混凝土强度，由原来30的强度等级提升为60，更甚至于80，不仅对道路桥梁的承载力进行了有效地提高，而且减少了施工过程中截面的尺寸，提高了混凝土的高性能。 2.3工艺高 在高性能混凝土配制的过程中，必须要采取稳定性较强的原材料，通过先进的工艺技术、计算和检验对高性能混凝土进行配制，确保高性能混凝土在道路桥梁施工的过程中不会出现离析的现象，使得混凝土在浇筑完成之后，道路桥梁的路面相对密实、匀质和平整。 三、高性能混凝土的施工工艺和质量控制措施 3.1施工工艺 高性能混凝土的拌制需要使用强制搅拌机，并且在运输过程中要注意坍落度。运输高性能混凝土时要掺杂一定比例的粉煤灰或者是对砂率进行调整，避免混凝土在运输的过程中出现泌水或者离析的现象；在拌制高性能混凝土时要控制好水量，混凝土离开搅拌机后严禁再加水，如果高性能混凝土在出机后存在水分过多的现象可以适当的添加减水剂。如果在搅拌机中添加水质减水剂，要在用水量中扣除减水剂的质量，如果是粉质的减水剂，可以适当的延长搅拌时间。高性能混凝土在搅拌完成后要在5h之内送到施工地点使用。高性能混凝土的使用要利用分层浇筑振捣的方式进行施工，分层时每层的厚度不超过0.8m，在进行振捣时需要用插入式的高频振捣器，振捣时间需要使混凝土的表面不再出现气泡为止。 3.2质量控制措施 混凝土骨料的含水量一定要经过细致的检测，确定其配合比与施工需求相符，对于送达施工现场的混凝土进行抽样检查，确保合格后才能进行拌制。高性能混凝土的水泥、掺合料、水量等偏差最大不能超过1%，并且在拌制的过程中注意每种材料的添加顺序，控制拌和时间，避免拌和时间过长混凝土出现离析现象。在混凝土拌和和振捣的过程中，尽量缩短时间。从混凝土入泵开始计算时间，最长不能超过90min，并且转筒的速度每分钟不能超过三转，在卸出高性能混凝土时，要加速旋转，使转筒的速度超过每分钟十转，旋转2min左右，进行反转卸出。拌和出的混凝土是否合格主要看配制的混凝土是否满足公路桥梁的施工要求，并对高性能混凝土的耐久性、抗渗性、强度等进行密封试验，密封试验环境的标准温度在20℃左右，温差不能超过3℃，试验最终结果作为验收的依据。在施工区域的温度比较高时，要对混凝土采取必要的降温措施进行保护，并且对坍落度进行控制。 四、在道路桥梁施工中高性能混凝土的应用 4.1在道路工程中的应用 对于道路工程而言，时常发生路基下沉问题，并且道路外露与表面，通过长期风吹、日晒、雨淋等影响，乃至在受到车辆冲击、损耗的影响，令路基混凝土性能产生转变。高性能混凝土除却具备较大的强度、体积稳定性良好、承载力较高且耐久性较强的特征，还具备有利的施工操作优势，且对于道路工程而言，运用高新能混凝土可以良好免除路基下沉问题，确保路面品质及安全。高性能混凝土在成分上有别于一般混凝土，对于搅拌混凝土工艺过程而言易于搅拌，且混凝土流动迅速，可构成质地均匀的低离析高强度混凝土，提高了混凝土结构的耐久性。 4.2在桥梁施工中的应用 高性能混凝土便于浇筑和捣实，不会发生离析，在施工过程中采用高性能混凝土可以在很大程度上提高浇筑效率和振捣效果。另外高

耐热钢的优质性能

耐热钢的优质性能 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。 类别： 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。 简介： 耐热钢（heat-resisting steels) 在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 用途: 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温强度；稀土元素能显著提高钢的抗氧化性，改善热塑性。耐热钢分类珠光体钢合金元素以铬、钼为主，总量一般不超过5％。其组织除珠光体、铁

高性能混凝土技术读书报告

高性能混凝土技术 摘要：高性能混凝土（HPC)是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土，HPC的W/C≤0.38，混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔，具有高的抗渗性和耐久性。在传统混凝土的基础上，通过添加一些掺和料、外加剂，来改善其混凝土的性能，达到提高其耐久性的目的。 关键词：高性能混凝土，活性矿物掺合料，高效减水剂，配合比设计 1、高性能混凝土简介 高强度混凝土不是高性能混凝土。过分强调混凝土的强度，特别是早期强度，对混凝土的其他性能是不利的，因为要求了早期强度，则势必大幅度增加水泥用量，并还要用各种技术手段来加速水泥的水化。这样，混凝土内部由于水化反应过快，水化物来不及迁移，造成局部应力，大孔隙问题，使混凝土的整体性能下降。它还有可能造成后期(28天或56天)强度大大超过设计强度。这是非常危险的，因为钢筋混凝土理论中，强度过高，与配筋不协调，成为少筋混凝土结构。这种结构在破坏以前没有任何先兆，为脆性破坏。所以，在此条件下，不能称为高性能混凝土。 高弹性模量混凝土不是高性能混凝土。混凝土的高弹性模量，在进行预应力施工时，可能会减少预应力的损失，从而混凝土结构在受力方而更为有利。这往往造成一种错误的认识，若混凝土结构处于温度变化较大，特别是全天温度变化较大的环境中时，由于高弹性模量，造成的温度应力也更大。同理，在其他环境中因混凝土体积变化造成的应力也越大。因为混凝土早期的化学收缩、塑性收缩及失水收缩等，均会形成混凝土的拉应力，而此时弹性模量增长过快，弹性模量越高，拉应力相应也越大，此时混凝土的抗拉强度还很低，极易造成混凝土开裂。所以，这也不能叫高性能混凝土。 大流动度混凝土不是高性能混凝土。过大的流动性，甚至自密实性混凝土，可能过多地使用胶凝材料，这会使混凝土的长期性及耐久性性能降低。只有在某些特定的施工场合下，才用高流动度或自密实混凝土。比如，钻孔灌注桩，由于

碳_碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展 摘要：阐述了国内外近几年来碳/碳复合材料抗氧化涂层的研究新进展,并并从碳/碳复合材料的抗氧化涂层的基本条件以及抗氧化涂层类型等方面重点介绍了抗氧化涂层技术。最后指出了目前关于抗氧化涂层技术研究中存在的问题。 关键词：C/C复合材料; 抗氧化涂层; 研究进展 Advances in Research on High Temperature Anti-oxidation Coatings of C/C Composites ABSTRACT:Research progress of high temperature anti-oxidation coatings of C/C composites at home and abroad has been reported. The types of anti-oxidation coatings of C/C composites are emphasized. The problems existing in the oxidation resistance coating research are pointed out . KEY WORDS:C/C composite; anti-oxidation coating ; research progress. 1 引言 碳/碳复合材料是炭纤维增强炭基体的新型复合材料,具有低密度(理论密度为2. 2 g/ cm33,实际密度通常为1. 75～2. 10 g/ cm3 ) 、低热膨胀系数(仅为金属的1/ 5～1/ 10) 、高强度、高模量、耐高温、抗热震、抗热应力、抗裂纹传播、耐烧蚀、摩擦系数小等特点,尤其是它在1 000～2 300 ℃时强度随温度升高而升高,是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料[1,2]。然而,碳在370 ℃的有氧气氛中开始氧化,高于500 ℃时迅速氧化,导致碳/ 碳复合材料毁灭性破坏。这一致命弱点限制了碳/ 碳复合材料的直接应用。因此,对用作高温热结构材料的碳/ 碳复合材料必须进行合适的抗氧化保护。目前碳/ 碳复合材料的抗氧化设计思路有两种[3] : (1) 基体改性技术。(2)抗氧化涂层技术。由于基体改性技术防氧化效果十分有限,一般只能在1 000 ℃以下,而且保护时间不长,再者会因为基体中引入盐类或陶瓷、金属类颗粒使碳/碳复合材料力学性能和热学性能下降。因此,高温抗氧化涂层技术的研究成为热点。本文仅就近年来国内外学者在碳/碳(C/C )复合材料高温抗氧化涂层技术领域的研究进展情况进行评述。 2 抗氧化涂层的基本条件 C/C复合材料的抗氧化关键在于把易在高温下氧化的碳材料与氧化环境隔离开来。因此,设计可靠有效、耐长时间高温的抗氧化涂层必须具有以下基本条件[4-6]。 (1)保证涂层均匀、致密、无缺陷,且具有高的熔点和自愈合能力。 (2)基体与涂层要有适当的粘附性,既不脱粘又不过分渗透基体。最好是化学结合,不形成明显的界

碳化硅抗氧化涂层的失效分析

碳化硅抗氧化涂层的失效分析X 张伟刚　成会明X X　沈祖洪 (中国科学院金属研究所　沈阳110015) 周本濂 (国际材料物理中心　沈阳110015) 摘　要　用理论模型计算和实验测定的方法,研究了带有碳化硅涂层的炭纤维和2D C/C复合材料的抗氧化性能。结果表明涂层炭纤维的氧化,实验值高于模型计算值,并且纤维越长,差值越大;说明纤维的氧化,不仅发生在暴露的纤维末端,而且因为涂层本身存在着缺陷,不能完全阻挡氧的输运,氧化也在纤维的径向同时发生。SEM观察结果也证实了这一结论。对于C/C复合材料,实验中观察到了横向、纵向裂纹和孔洞三类不同的缺陷,涂层的失效同样是氧气通过材料表面缺陷的输运而造成的,穿过表面的氧首先使热解炭基体气化,继而引起基体整体的破坏。 关键词　炭纤维　C/C复合材料　SiC涂层　氧化 分类号　T Q174.758.16 炭纤维以其杰出的比强度,作为多类复合材料的增强材料,在航天、航空等领域已经得到广泛的应用,并且日益向民用品扩展。炭纤维是具有多晶、乱层石墨结构的一类炭材料,具有炭素材料的一些基本性能,例如在常温和低温下(673K以下),化学性能非常稳定,然而在高温下却很容易受到氧及活泼金属的侵蚀,这给炭纤维增强金属基、陶瓷基复合材料的制备,以及炭材料在高温氧化环境中的使用等,都带来了困难。以热解炭等炭材料为基体、炭纤维为增强体的C/C复合材料,是迄今为止唯一能够在1800K以上使用的高温结构与烧蚀材料,但也正是由于其抗氧化能力较差,而限制了它的应用范围,降低了使用可靠性。航天飞机和高冲质比运载火箭的发展,推动着抗氧化炭材料的研究与开发,在炭纤维表面、C/C复合材料表面涂覆SiC涂层,是其中一种比较成功的方法[1]。本文采用CVD方法制备SiC涂层PAN基炭纤维以及2D C/C复合材料,用模型计算分析方法和氧化实验研究了SiC涂层表面缺陷对其抗氧化性能的影响。 1　实验方法 采用吉林炭素厂生产的PAN-Ⅱ型高强炭纤维,用化学气相沉积法在其表面沉积SiC薄层[1,2],得到SiC涂层炭纤维;采用上述厂家生产的PAN基1K平纹编织炭布,层叠作为增强体,气相沉积热解炭后,再用化学气相沉积法在其表面沉积SiC薄层,得到SiC涂层2D C/C复合材料。具体工艺见文 1998年　6　月 N EW CA RBO N M AT ERIA L S Jun.　1998第13卷　第2期 新　型　碳　材　料 V ol.13N o.2 X XX通讯联系人 第一作者:张伟刚,男,1968年出生,博士研究生。主要从事纤维增强树脂基复合材料、碳/陶复合材料、炭材料抗氧化等方面的研究。 收稿日期:1998-02-06 国家自然科学基金资助课题No.59402006

高温抗氧化柔性石墨密封材料的制备和性能研究

12FLUID MACHINERY Vol. 45,No.2,2017文章编号：1005 -0329(2017)02-0012-05 高温抗氧化柔性石墨密封材料的制备和性能研究 谢苏江，朱宗亮 (华东理工大学，上海200237) 摘要：柔性石墨作为密封材料广泛应用于石油、汽车、化工、核电等密封领域，但其高温抗氧化性能差大大限制了它 的使用范围和应用寿命。本文采用浸渍法制备了高温抗氧化柔性石墨密封材料，系统研究了制备工艺等对其密度、抗拉 强度、热失重、压缩回弹性能及密封性能的影响，结果表明所制备的高温抗氧化柔性石墨密封材料具有较好的高温抗氧 化性能，同时具有较好的压缩回弹性能和优异的密封性能，可以广泛应用于高温氧化场合。 关键词：柔性石墨;抗氧化;密封性能 中图分类号：TH136 ;TB302 文献标志码： A d〇i：10. 3969/j. issn. 1005 -0329. 2017. 02. 003 The Preparation and Performance Research of High Temperature Oxidation Resistance of Graphite XIE Su-jiang,ZHU Zong-liang (East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China) Abstract：Flexible graphite is widely used in petrochemical,automotive,nuclear power and other fields. As a sealing material, the easy oxidation of flexible graphite under the condition of high temperature and oxygen enrichment of weightlessness disadvanta-ges limits the scope of its use. This paper adopts the impregnation method for the high temperature oxidation resistant flexible graphite ； at the same time, the change rules of density, tensile strength, compression resilience and sealing performance of high temperature oxidation resistant flexible graphite were studied by experiments. High temperature oxidation resistant flexible graphite prepared by the whole impregnation process can be used as a substitute for domestic and foreign products. Key words ：flexible graphite ； oxidation resistant ； sealing performance i前言 柔性石墨（Flexible Graphite,简称F G)通常由 天然鳞片石墨制备成的石墨层间化合物经高温膨 化而成，与金刚石、碳60、多孔碳、碳纳米管、石墨 烯等互为同素异形体[1]。柔性石墨不仅保持了 天然石墨优异的物理化学特性，同时又具有其特 有的高压缩变形和回弹能力、低应力松弛性能和 较好的柔软性及密封性，是石油、化工、汽车、核电 等领域高温、极低温、强辐射等极端工况下的首选 密封材料[2’3]。 但是柔性石墨和其他碳材料一样都存在着高 温富氧条件下易氧化腐蚀的缺点，而且由于其比 表面积大、孔隙率高等特点，其高温抗氧化性能比 一般碳材料更差。研究表明，在空气中当温度超 收稿日期：2016 -07 -22过450°C时，柔性石墨就会发生较严重的氧化失 重，且随着温度的升高和时效时间的增加，氧化失 重越明显[4]。氧化失重使柔性石墨的结构受到 严重的破坏，性能受到影响，这大大限制了柔性石 墨的使用范围和应用寿命。因此，解决柔性石墨 高温抗氧化性能差的问题就显得尤为重要。 近年来，碳石墨材料的抗氧化研究和应用取 得了不断发展，不同领域及学科的科技工作者研 究开发了多种碳石墨材料的抗氧化方法，具体的 技术途径主要有:溶液浸渍法、基体改性法和表面 涂覆抗氧化涂层法[4~7]，但对柔性石墨密封材料 的抗氧化研究相对较少。 本文主要通过溶液浸渍法制备了一种高温抗 氧化柔性石墨密封材料，并对其相关性能进行了 较系统的研究。

《高性能混凝土技术发展与应用初探》......... (1)

高性能混凝土探 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2016年6月

高性能混凝土技术发展与应用初探 摘要 高性能混凝土的发展和运用；摘要；随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规；高性能混凝土(HighPerformanceCo；本文主要介绍了高性能混凝土发展的现状，阐明了高性；关键词：高性能混凝土；运用；发展；1高性能混凝土介绍；1.1高性能混凝土含义；1990年5月在马里兰州,由美国NIST和ACI；清华大学教授廉慧珍认为：高新能混凝土不是混凝土 高性能混凝土的发展和运用 摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。尤其中近年来，一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。

本文主要介绍了高性能混凝土发展的现状，阐明了高性能混凝土与施工的关系，列举了高性能混凝土的运用成果，并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 关键词：高性能混凝土；运用；发展 1 高性能混凝土介绍 1.1 高性能混凝土含义 1990年5月在马里兰州,由美国NIST和ACI主办的讨论会上,高性能混凝土(HPC)定义为具有所要求的性能和匀质性的混凝土。这些性能包括:易于浇注、捣实而不离析;高超的、能长期保持的力学性能;早期强度高、韧性高和体积稳定性好;在恶劣的使用条件下寿命长。即HPC要求高强度、高流动性与优异的耐久性。我国《高性能混凝土应用技术规程》 (CECS207-2006)中提到：高性能混凝土是具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高工作性、高耐久性和高体积稳定性的混凝土。 清华大学教授廉慧珍认为：高新能混凝土不是混凝土的一个品种，而是达到工程结构耐久性的质量要求和目标，是满足不同工程要求的性能和具有匀质性的混凝土。 我国《高性能混凝土应用技术规程》 (CECS207-2006)还提到：处于多种劣化因素综合作用下的混凝土结构宜采用高性能混凝土。根据混凝土结构所处的环境条件，高性能混凝土应满足下列一种或几种技术要求： （1）水胶比WC?0.38； （2）56d龄期的6h总导电量小于1000C；

现代混凝土综述

现代混凝土综述 姓名： X X X 学号： 2016XXXXXX 任课老师： X X X 班级：现代混凝土课程教学班

现代混凝土综述 混凝土作为重要的建筑材料，经历了普通混凝土—高强度混凝土—高性能混凝土的发展过程。最初，混凝土技术的优劣是以强度作为主要依据的。特别是上世纪70年代末，由于减水剂和高活性混凝土掺合料的开发和应用，使高强混凝土的制备进入了一个新阶段，采用普通混凝土施工工艺，已能较容易配制出80～100 MPa的高强混凝土。但是，随着破坏造成的结构崩塌事故在各地接连发生，使人们意识到混凝土强度增加带来的脆性问题已影响到高强混凝土的使用安全。特别是诸如海洋、核电站、高层、大跨度建筑工程领域提出的各种苛刻的要求，迫使混凝土朝着高性能化方向发展。目前，混凝土的高性能化已引起各国土木建筑与材料工程界的高度重视。据预测，今后的100～200年内，混凝土将成为最主要的工程结构材料，而高性能混凝土将占主导地位。 资料表明，从公元前2世纪采用天然火山灰、石灰、碎石拌制天然混凝土开始，用于一般的民用建筑，到1824年，英国人JAspdin发明了波特兰水泥，即烧制硅酸盐水泥、1861年，法国花匠J.Manier发明了制造钢筋混凝土结构的方法，1867年出现钢筋混凝土结构构件，1940年开始采用了预应力混凝土技术，从此混凝土技术有了突飞猛进的发展，为建造高层建筑和大跨度桥梁提供了物质基础。这个时期的混凝土性能，大多以满足强度要求和如何获得较高强度的混凝土，作为科研和生产的主要工作目标。 进一步的研究成果表明，如今，尚且没有能够完全取代混凝土作为结构材料的其它材料，混凝土材料在今后50年内还将是应用最广、用量最大的建筑材料。目前，全世界水泥年产量达15亿吨以上，我国水泥年产量达5.1亿吨，占世界产量的三分之一。 由水泥作为主要胶凝材料的混凝土，其特殊的性能及施工工艺的简单易行，已成为现代工程建设、影响人们生活方式的主要建筑材料。然而，工业技术的发展源于它的发展基础、且由于同时存在着它自身发展过程的缺欠，存在着人们认识能力的原因等，使得混凝土材料在给我们带来现代文明的同时，也造成许多问题。如资源的无节制的消耗和生产带来的环境污染问题。不能不引起各方面的极大关注和重视。 混凝土结构的耐久性能与其工作环境有关，工程实践表明，在长期环境因素作用下，混凝土构件远低于设计寿命，这不仅是原设计理论估计的

高性能混凝土技术发展与应用初探 李治远

高性能混凝土技术发展与应用初探李治远 摘要：混凝土是公路工程、楼层、桥梁建设必不可少的建筑材料。混凝土对工 程建设的质量影响很大。而工程建设对于混凝土的需求量很大。随着工程建设量 的增加，对于混凝土性能提出了较高的要求，传统的普通混凝土的性能已经远远 达不到工程建设的要求。面对这种现状，高性能混凝土技术发展与应用的探究显 得意义十分深远。与此同时国民经济发展进入了一个新阶段，在原有的全面贯彻 落实科学发展观、发挥市场在经济发展中的决定性作用的前提下，又提出了绿色 协调创新全面发展的新口号，而高性能的混凝土的研究符合绿色协调可持续发展 的要求。高性能混凝土技术是高强度与耐久性相结合的新型混凝土技术。高性能 混凝土在建筑行业的应用对建筑行业经济效益提高的促进作用是十分显著的。 关键词：高性能；混凝土技术；发展应用 引言：混凝土性能的好坏是工程建筑质量好坏的重要影响因素。而传统的混 凝土性能好坏的评判标准则是以混凝土的强度高低来决定的。因此在以往高强度 的混凝土受到了人们的青睐。高强度的表现形式一般为抗压性能的高低。然而随 着国民经济的发展，科学技术的进步，人们逐渐意识到简单的高抗压性的高强度 的混凝土已经不能满足现代工程建设对混凝土的需求，因此更高性能混凝土的技 术研发成为了人们普遍关注的问题。高性能混凝土技术相比较于传统的高强度的 混凝土在技术性能上的优势体现在高性能混凝土的耐久性更强，因此更具性能优势。高性能混凝土之所以相比较于传统的高强度的混凝土在性能上更有优势，是 因为高性能混凝土采取了更先进的生产技术，先进生产技术的具体表现形式为优 异的技术特性。 1.高性能混凝土技术的发展 1.1必要性：高性能混凝土技术的发展满足了工程建设的需要。现阶段的楼层建设技术水平在不断的提升，楼层规格高度也在不断提升。为了满足楼层建设的 质量要求，必须要加强高性能混凝土技术的研发。从长远来看，建筑行业规模水 平质量的提升也离不开高性能混凝土技术的研发。 1.2可行性：高性能混凝土的研发符合我过绿色协调可持续发展的经济发展理念。必将会得到国家企业高校等各方面的支持，因此其可行性是显而易见的。同 时高性能混凝土技术的发展也有各种先进的科学技术作为支持，包括绿色发展技术、先进的建筑技术等。建筑行业的发展理念也在不断更新改变。节能绿色高效 节约是未来建筑行业的发展方向。其中节约具体体现在建筑材料、水源、土地面 积的节约。高性能混凝土在建筑行业绿色发展的发展趋势下是有很好的发展前景的。 1.3发展现状 面对建筑行业规模的不断扩大，建筑质量要求的不断提高，传统的高强度混 凝土在耐久性方面上已经达不到建筑工程的要求。因此人们在传统的混凝土生产 工艺上加以改进提高，引入了一些新型的生产材料，具体有高效减水剂以及矿物 掺合料等新型生产材料，从而生产出了在耐久性方面有更好效果的高性能混凝土，大大满足了现代建筑工程的需求。在这里不得不介绍一下新型生产材料的特性， 既高效减水剂和矿物掺合料的性能优势。 高效减水剂在对混凝土性能的提高上具体体现在对混凝土坍落度的抑制以及 对混凝土水胶比降低两方面上。矿物掺合料对混凝土性能的提高方面的作用体现 在对于胶凝材料的性能改善上，矿物掺合料对于胶凝材料性能的改善体现在两方

高强与高性能混凝土06收缩综述

高强与高性能混凝土06收缩综述P. C. A?tcin, A. M. Neville, and P. Acker “收缩”看起来似乎就是混凝土失水造成体积缩小的简单现象。严格地说，它是三维 变形，但通常以线性变形表示，因为大多数情况下，混凝土构件一个或两个方向的尺寸往 往要比第三个方向小很多，尺寸最大的方向上收缩也最大。通常所谓收缩，是混凝土暴露 在相对湿度小于100%的空气中产生“干燥收缩”的简称。然而由于环境的作用，混凝土还 会产生许多其它种类的收缩变形，它们彼此独立地发生或者同时出现。 文章提出了一些建议，以便尽量减小混凝土，尤其是高性能混凝土，由于收缩带来非 常有害的结果。 硬化混凝土发生的干燥收缩是大家所最熟悉的。按照时间顺序来划分，干燥收缩发生 之前，即混凝土尚处于塑性状态时产生的收缩是塑性收缩。通常，水分是往大气蒸发的，但也有可能被结构物下面干燥的混凝土或土壤所汲取。 其次，硬化混凝土的收缩变形，还由于水泥水化的进行所导致。因为这种收缩发生在 混凝土体内，与周围介质不相干，常称之为“自干燥收缩”(self-desiccation shrinkage)。表

示该收缩现象的另一个术语是“自身收缩”(autogenous shrinkage)，在这里用该术语是为了与所有有关收缩的称呼相对应，偶尔也称其为“化学收缩”。 收缩变形还会自混凝土凝固，即构件体积与重量不再变化时，因温度下降而产生，这 里称其为热收缩。 此外，水化水泥浆，在有水分存在时， 与大气里的二氧化碳反应，要产生碳化收 缩。上述各种收缩，或某几种收缩同时产 生时，它们的和称为总收缩。 为了充分地认识各种收缩的机理，首 先要了解水泥的水化及其物理、力学与热 力学作用，在此基础上才可能采取适当的 方法，以减小各种收缩或者减轻它们造成 的后果。 所谓水泥的水化，是硅酸盐水泥与水 发生化学反应时出现几种现象的总称。 该反应生成有粘结力与粘附性的固相 ——水化水泥浆——混凝土产生强度的基图1—水化“永恒的三角”：强度、热和水化本成分。水化反应放热并使水泥浆体系的体积减小。因此，强度的发展是与水泥浆体系放水泥浆体系体积减小 热和体积减小两者相伴随产生的。 图1所示为这种无休止的三角形，以强调这三种相互伴随现象的本质。其中两者——

高性能混凝土配合比设计方法研究综述

高性能混凝土配合比设计方法研究综述 贺东青　任志刚 (武汉理工大学) 摘　要:　综述了高性能混凝土配合比设计的基本原则,对国内外典型的高性能混凝土配合比设计方法作了介绍和评述,并提出今后的研究方向。 关键词:　高性能混凝土;　配合比设计;　研究方向 高性能混凝土(High-per for mance Concrete,简写为HPC)是一种体积稳定性好、具有高耐久性、高强度与高工作性能的混凝土。HPC一般具有的特点:(1)在新拌阶段具有高工作性,即高流动度、可泵性,或自密实、免振捣的性能。上海金茂大厦、东方明珠电视塔工程施工实现一次泵送C60混凝土达到380m高度。(2)在水化、硬化早期和服役过程中具有高体积稳定性,即具有高弹模、低收缩、低徐变和低温度应变的特性。(3)在硬化后具有足够的强度和低渗透性满足工程所需的力学性能和耐久性。多数学者认为HPC必须是高强的,1998年美国西雅图双联广场应用混凝土强度达到C135;也有学者认为, HPC应根据具体的工程要求,允许向中等强度的混凝土(30～40MPa)适当延伸。日本利用乙醇醚剂氨基醇衍生物,己配出了耐久性达500年的混凝土。显然,高工作性、高体积稳定性、低渗透性和良好的力学性能是HPC从浇注、硬化到正常服役等不同阶段的具体表现,而高耐久性是HPC的最终目标。 从1990年前后HPC产生至今,纵观近十几年来的研究成果,制备HPC的技术途径基本上是采用在普通混凝土4种基本组分(水、水泥、砂、石)基础上复合超塑化剂(高效减水剂)和活性掺合料的方法。 传统的普通混凝土的配合比,多利用保罗米(Bolom y)混凝土强度公式 f cu,p=A?f ce(C/W-B) 式中,f cu,p为混凝土配制强度(M Pa);f ce为水泥的实际抗压强度(M Pa);A、B为经验系数;C/W为灰水比。 计算出灰水比后,再确定用水量、砂率得出配合比。普通混凝土的配合比,以满足强度和工作性能为主,配合比设计相对简单,也比较成熟。而HPC需要考虑的因素多,如上述强度、耐久性、体积稳定性、工作性以及经济性等;再加上原材料的选择范围宽,相应的组合繁多。因此,其配合比设计较复杂。文中综述了高性能混凝土配合比设计的基本原则,对国内外典型的高性能混凝土配合比设计方法作了介绍和评述,并提出了其今后的研究方向。 1　HPC配合比设计原则 相比于普通混凝土,HPC的配合比设计显得尤为重要。HPC有比传统混凝土低得多的水胶比(W/CM)和总用水量,通常还有高得多的坍落度。而且常常要设计成低渗透性混凝土,如通过限制氯化物渗入来保护钢筋免受侵蚀。当然,强度也是主要的考虑。总之,HPC配合比设计应充分考虑强度和耐久性,以及原材料的性能、水胶比、砂率、用水量等多重因素,遵循综合设计的原则。 1.1　确定配制强度的原则 为满足强度要求,混凝土的试配强度必须高于设计强度。超出值取决于试验的标准方差和变异系数。按照美国ACI过去的试验结果,HPC的标准方差取值范围为3.5～4.8MPa。试配强度的预估值为f′cr=f′c+ 1.34S　或　f=f+ 2.33S- 3.5式中,f′cr为混凝土试配强度,MPa;f′c为混凝土设计强度,M Pa;S为标准方差,M Pa。 我国目前对HPC配合比中预期抗压强度的确定,依然沿袭了《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2000)中的有关规定 f cu,0≥f cu,k+ 1.645R 式中,f cu,0为混凝土的配制强度(M Pa);f cu,k为混凝土的设计强度(M Pa);R为施工单位的混凝土强度标准差(M Pa)。 32