肖鹏
炭基和陶瓷基复合材料制备技术和应用技术
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- 姓名:肖鹏
- 目前身份:
- 担任导师情况:
- 学位:
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学术头衔:
博士生导师, 教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者
- 职称:-
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学科领域:
材料科学
- 研究兴趣:炭基和陶瓷基复合材料制备技术和应用技术
肖鹏,男,1971年5月出生,博士后、教授,博士生导师,炭/炭复合材料研究所主任。2004年国家技术发明一等奖项目“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”的核心成员,2005年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划” ,2006年获湖南省杰出青年科学基金。2002年破格晋升教授,2004年被聘为博士生导师。
一直从事炭基和陶瓷基复合材料制备技术和应用技术研究工作,近5年负责的研究项目有国家973课题2项,863课题3项,教育部科学研究重点资助课题1项,教育部优秀人才计划课题1项,军品 配套2项,总装备部预研课题1项,湖南省杰出青年科学基金1项,横向课题2项,等等。还先后参与了国家自然科学基金、国防基金、航空基金和国家重点工业性试验项目等多项研究课题。
以第1发明人申请国家发明专利6项,获部级鉴定成果1项,获校优秀博士后奖1次,教育部自然科学二等奖1次。在国内外知名学术期刊发表学术论文40多篇,其中11篇被SCI检索,23篇被EI检索。目前指导硕士研究生9人,博士研究生4人。
主要研究方向:(1) 炭基和陶瓷基复合材料低成本制备新技术;(2) 航空航天用炭基和陶瓷基复合材料;(3) 新型炭基和陶瓷基摩擦材料。
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肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞
流体力学实验与测量,2000,14(2):88~90,-0001,():
-1年11月30日
CVI(化学气相浸渗)反应器内气体的输运对基体的沉积速度与沉积质量有重要的影响。用一套结构简单、可操作性强的气体流动可视化设备,对底部进气的等温等压CVI反应器内气体流场进行了模拟研究,得到如下结论:在气体入口处采用涡流器与多孔整流器,能消除中心射流并减小上部回流区域,扩大反应器的有效使用空间;使衬底与气体主流方向成一定的夹角,能有效阻止气体边界层的分离。
CVI反应器, 优化, 气体流动, 可视化
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肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞
无机材料学报,2000,15(5):903~908,-0001,():
-1年11月30日
旋转CVI是在CVI原理基础上发展的一种制备C/SiC复合材料的新工艺,通过石墨衬底的旋转,使预制体的制备与基体的沉积同步进行,能有效消除一般CVI工艺过程中存在的“瓶颈”效应。在自制的旋转CVI设备上实验,探索了旋转CVI工艺参数中CH3SiC13h(MTS)的流量与浓度、沉积温度和C布缠绕线速度对SiC基体沉积速度,以及沉积温度对基体结构的影响。并在低压(5kPa)、高温(1100℃)、400mL•min-1H2、200ML•min-1Ar、MTS40℃与C布以1.1-3.5mm-minll的线速度连续旋转的沉积条件下,实现了单丝纤维间微观孔隙、纤维束之间以及C布层间宏观孔隙的致密化同步完成。
旋转CVI, C/, SiC复合材料, 沉积速度, 基体结构
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肖鹏, 徐永东, 张立同
机械工程,2000(2):41~44,-0001,():
-1年11月30日
连续纤维增强高温陶瓷基复合材料(HT-CMCs)的制备主要有以液相或气相为先驱体的两条工艺路线。回顾分析了几种最有希望的工艺得出低温、低压、低成本、操作性强与近净尺寸设计,是今后HT-CMCs 制备工艺的发展趋势。
陶瓷基复合材料, 制备工艺
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肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞
航空材料学报,2000,20(2):46~49,-0001,():
-1年11月30日
CVI反应器内气体的输运对基体的沉积速度与沉积质量有重要的影响。本文介绍了一种基于TiC14与H2O反应产生TiO2烟雾而设计的发烟系统,能使模拟CVI反应器内复杂的与不可观察的气体流动现象可视化。该系统结构简单,可操作性强,形成的烟流总流量与密度可调且长时间可视、均匀。流场照片表明其发烟效果很好,能满足CVI反应器内气体流场的显示研究。
流动显示, 模拟, CVI反应器
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肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞
硅酸盐学报,2000,28(2):181~183,-0001,():
-1年11月30日
采用一种新的CVI工艺(旋转CVI)进行了二维碳布沉积热解碳基体的实验研究。通过实验优化工艺参数,在低压(5kPa)、高温(1100℃)、体积分数为62.5%的C3H6与3.5mm•min-1的碳布旋转线速度条件下,获得了微观孔隙中0.25μm•h-1的热解碳沉积速度、约7%的C3H6转化率与理想的热解碳基体形貌。分析了旋转CVI工艺中沉积温度和C3H6浓度等分别对沉积速度、热解碳基体形貌及C3H6转化率的影响。
旋转化学气相浸渗, 热解碳, 沉积速度, 转化率
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肖鹏, 张立同, 徐永东, 成来飞, 陈照峰
金属热处理学报,2000,21(2):9~13,-0001,():
-1年11月30日
连续旋转化学气相浸渗是在CVI原理基础上发展的一种快速制备C/C复合材料的新工艺。通过底部发热体加热使石墨衬底及缠绕其上的二维C布获得了具有低、中、高三个温度区域的合理温度场,使微观孔隙与宏观孔隙分别在不同的温度区进行致密化。在沉积过程中反应物气体渗入的深度仅为一层(或几层)C布,突破了一般CVI法中“瓶颈”效应对沉积温度的制约,使沉积速度显著提高。通过实验研究了沉积温度、反应物气体中C3H6浓度和衬底旋转线速度等对沉积速度的影响,以及反应物气体在反应区的停留时间与沉积温度对C3H6转化率的影响。
化学气相浸渗(, CVI), , C/, C复合材料, 沉积速度, 转化率, 炭黑
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肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞
西北工业大学学报,2001,19(1):102~105,-0001,():
-1年11月30日
CVI反应器内气体的输运对基体的沉积速度与沉积质量有重要的影响。本文在研制了一套结构简单、可操作性强的气体流动可视化设备的基础上,通过流场模拟研究,得到的结果是:①在底部进气方式中,采用涡流器与多孔整流器,能消除中心射流与减小上部回流区域,扩大反应器的有效使用空间;使衬底与气体主流方向成一定的夹角,能有效阻止气体边界层的分离。②在侧向进气方式中,气体采用30°喷嘴与衬底成30°角喷入,能在圆柱形衬底面上形成较理想的边界层;增大衬底直径有利于消除反应器内的下部回流区。
CVI反应器,, 优化设计,, 气体流动可视化
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肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞
航空学报,2001,22(2):125~129,-0001,():
-1年11月30日
连续同步复合法是一种建立在传统CVI原理基础上的制备碳布增韧陶瓷基复合材料的新工艺,在制备过程中碳布通过连续缠绕在旋转的石墨衬底上,使纤维预制体的制备与基体的热解沉积同步进行,从而实现增韧相与基体在宏观和微观尺度上同步复合。通过控制反应物气体浓度、沉积温度与碳布缠绕线速度,达到控制微观孔隙网络与宏观孔隙的协调致密化。采用连续同步复合法制备碳布增韧SiC基复合材料,实际密度可达其理论密度的93%,制备周期显著缩短。
连续同步复合法, 陶瓷基, 复合材料, CVI, 制备工艺
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【期刊论文】Continuous synchronous composite process for fabricating carbon/silicon carbide composites
肖鹏, P. Xiao *, Y.D. Xu, L.T. Zhang, L.F. Cheng, Z.F. Chen
Materials Science and Engineering A313(2001)244-250,-0001,():
-1年11月30日
The continuous synchronous composite (CSC) process is a new technique, the preparation of reinforcement-phase accompanied simultaneously the deposition of SiC matrix, based on CVI principles for fabrication of ceramic matrix composites. In the CSC process, there was a gradient temperature field on the surface of the graphitic substrate, consisting of high (1000-1200℃), intermediate (900-1000℃) and low (700-900℃) temperature regions, by a bottom heating-element. Following the rotating substrate, micro-pores were well infiltrated in the intermediate temperature regions by gas diffusion transport, and macro-pores were rapidly filled with SiC in the high temperature regions by gas flow transport, respectively. In the present paper, 2-dimension carbon cloth reinforced SiC composites was fabricated by CSC process, and the microstructure, deposition rate and conversion efficiency of methyltrichlorosilane (MTS) were investigated. The densification of C/SiC composites was uniform, and the highest deposition rate within macro-pores was 25μm h−1, and the conversion efficiency of MTS varied from 11% to a maximum of 27%.
Continuous synchronous composite, Carbon/, silicon carbide, Microstructure, Deposition rate, Conversion efficiency
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【期刊论文】CSCVI法制备C布增韧SiC基复合材料及其微观结构
肖鹏, 徐永东, 黄伯云
航空材料学报,2001,21(4):33~37,-0001,():
-1年11月30日
为了提高CVI法制备C/SiC复合材料的致密化速度,提出了连续同步CVI(CSCVI)法制备C布增韧SiC基复合材料的技术路线,制备了C/SiC复合材料,并观察了其微观结构。实验结果表明,在CSCVI工艺中,SiC基体沉积速度越快,材料的致密化程度越大且致密效果越好。同时,SiC基体沉积速度只由沉积温度与MTS(CH3SiCl3)流量控制,使工艺的可操作性增强,工艺参数可在较大范围内变动。
CSCVI, CVI, C/, SiC, 微观结构, 致密度
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