公开(公告)号：CN118529729A

公开(公告)日：2024-08-23

申请号：CN202410608711.0

申请日：2024-05-16

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  宋欣 ,  叶丽 ,  闫圣满 ,  韩伟健 ,  王清

IPC: C01B32/90 ,  C04B35/56 ,  C04B35/626

Abstract: 本发明公开了一种适用于2700℃以上极高温环境的材料及其制备方法，属于材料制备技术领域，所述材料为高熔点耐高温应用碳化物材料，所述材料的成分表达式为：HfxZryTizCmAn，其中，A为碳空位，x＝50％～66.7％，y＝16.7％～50％，z＝16.7％～50％，m＝80％～100％，n＝100％‑m。本发明采用上述的一种适用于2700℃以上极高温环境的材料及其制备方法，制备出的材料在2700℃～2800℃、1000s长时间的极端风洞环境下具有十分优异的抗烧蚀性能，且制备出的碳化物和高熔点氧化物能够应用在抗超高温烧蚀的热防护领域。

公开(公告)号：CN117623793A

公开(公告)日：2024-03-01

申请号：CN202311681289.3

申请日：2023-12-08

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  张轶竣

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/84 ,  C04B35/622 ,  C04B35/628

Abstract: 本发明公开了一种控制变形的的陶瓷基复合材料及其制备方法，包括以下步骤：真空热处理硅基陶瓷前驱体并制备胶膜；利用添加过氧化物交联剂的聚硅硼氮烷、聚碳硅烷胶膜分别负载活性保型填料；将2D碳纤维布沉积PyC(热解碳)界面；将含有活性保型填料的胶膜与具有界面的碳纤维布进行加热压辊制备预浸料；将预浸料铺层并在氮气或氨气气氛下进行活性保型填料控制裂解；使用低粘度酚醛树脂或有机硅前驱体对复合材料进行PIP(前驱体浸渍裂解)致密化并重复多次。制备的陶瓷基复合材料具有陶瓷化产率高、致密化效率高及力学性能优异的特点，并通过活性保型填料与气相碳小分子原位反应、强化2D织物层间粘合强度等机理实现了陶瓷基复合材料的首轮裂解低变形。

公开(公告)号：CN117163279A

公开(公告)日：2023-12-05

申请号：CN202311167913.8

申请日：2023-09-11

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  王同凯

IPC: B64C1/40 ,  G06F30/15 ,  G06F30/23 ,  G16C60/00 ,  B64G1/58 ,  B64F5/00 ,  B32B3/12 ,  B32B33/00 ,  G06F111/10 ,  G06F113/26 ,  G06F119/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种蜂窝填充多功能热防护结构及其构建方法，属于航天材料的技术领域，包括承载散热层和承载隔热层，承载散热层和承载隔热层均包括宏观结构和细观结构，承载散热层采用高导热的C/C复合材料薄层，承载散热层的细观结构为三维编织结构；承载隔热层由低导热的C/C蜂窝及多孔隔热材料构成，承载隔热层的细观结构为平纹编织结构；本发明包括以下步骤：首先利用3D建模软件建立双尺度几何模型；其次根据真实使用环境和条件，建立高保真的双尺度数学模型；然后利用有限元软件模拟蜂窝填充多功能热护结构的防热、隔热性能、力学性能；最后通过综合评估蜂窝填充多功能热防护结构的防热、隔热性能、力学性能、轻量化水平确定最终设计。

公开(公告)号：CN116715532A

公开(公告)日：2023-09-08

申请号：CN202310694953.1

申请日：2023-06-13

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  薛轶凡 ,  庞旭 ,  苏耿

IPC: C04B35/83 ,  C04B35/84 ,  C04B35/80 ,  C04B35/52 ,  C04B35/622 ,  F27B17/00 ,  F27D5/00

Abstract: 本发明公开了一种单层纤维织物均匀界面相的制备方法，属于材料界面相制备技术领域。制备方法包括以下步骤：S1、放置试样，将单层纤维织物放置于两块多孔石墨夹板之间夹紧，将多孔石墨夹板竖直摆放在石墨模具中，将石墨模具放置于化学气相沉积/渗积炉的炉体中；S2、将化学气相沉积/渗积炉在惰性气氛下升温，并保温；S3、保温结束后，向炉体内通入气态前驱体，调节炉体内压强，控制气体滞留时间；S4、沉积结束后，关闭气态前驱体，样品在惰性气氛下冷却，冷却到室温后，取出样品。本发明采用上述单层纤维织物均匀界面相的制备方法，能够快速的制备具有均匀热解碳界面相的单层纤维织物。

公开(公告)号：CN116564451A

公开(公告)日：2023-08-08

申请号：CN202310542975.6

申请日：2023-05-15

Applicant: 北京交通大学 ,  北京理工大学

Inventor： 李玮洁 ,  张中伟 ,  杜东海 ,  郭立佳 ,  王洪翠

IPC: G16C60/00 ,  G06F30/20 ,  G16C10/00 ,  G16C20/10 ,  G06F113/26 ,  G06F113/24

Abstract: 本发明公开了面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法，包括以下步骤：建立异形薄壁碳/碳复合材料结构化学气相渗透工艺成型理论模型‑设计面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器的数字化模型‑搭建仿真模型模拟限域反应器内不同区域的多物理场耦合行为‑分析限域反应器设计参数对限域反应器内不同区域流场与浓度场、沉积速率、沉积均匀性的影响规律‑给出异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计参数，实现面向异形薄壁碳/碳复合材料结构快速均匀致密化的限域反应器按需定制。本发明采用上述面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法，实现了复杂形状、壁薄、耐高温碳/碳复合结构材料的高效高品质制备。

公开(公告)号：CN116543857A

公开(公告)日：2023-08-04

申请号：CN202310499611.4

申请日：2023-05-06

Applicant: 北京交通大学 ,  北京理工大学

Inventor： 李玮洁 ,  张中伟 ,  郭立佳 ,  杜东海 ,  王洪翠

IPC: G16C60/00 ,  G06F30/23 ,  G06F113/26 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种无机蜂窝夹层结构的多尺度轻质‑高承载设计方法，包括以下步骤：提出面向高分辨率航天器光机结构的无机蜂窝夹层结构；考虑无机蜂窝夹层结构材料的各向异性特征、细观尺度和宏观尺度不同的损伤模式；提出面向无机蜂窝夹层结构的多尺度信息传递策略；建立编织工艺与参数、基体缺陷、宏细观几何特征参数变化与夹层结构性能衰减之间的内在关联。本发明采用上述的一种无机蜂窝夹层结构的多尺度轻质‑高承载设计方法，以提高无机蜂窝夹层结构的设计水平，显著降低冗余质量并降低成本，推动无机蜂窝夹层结构在下一代高辨率航天器承载平台上的转化和应用。

公开(公告)号：CN114282349A

公开(公告)日：2022-04-05

申请号：CN202111368978.X

申请日：2021-11-18

Applicant: 北京交通大学 ,  北京理工大学

Inventor： 李玮洁 ,  张中伟 ,  梁皓然 ,  蒋祖航 ,  王同凯 ,  宋欣

IPC: G06F30/20 ,  G06F30/10 ,  G06F113/12 ,  G06F119/08 ,  G06F113/26

Abstract: 本发明提供一种热防护材料服役性能评价方法，该方法包括：获取热防护材料中各个增强体织物的编织参数；根据编织参数，确定热防护材料的细观尺度代表性体积单元的几何模型；基于细观尺度代表性体积单元的几何模型，根据编织参数及细观尺度热防护材料预设等效性能预测模型，确定热防护材料的等效性能；根据等效性能，确定等效性能与纤维/基体工艺、温度的关联关系；将关联关系输入预建热防护材料服役性能跨尺度预测模型，确定热防护材料的服役性能。该方案可以实现面向极端气动热环境的整体成型热防护材料的服役性能的精准评价。

公开(公告)号：CN116514565B

公开(公告)日：2024-11-12

申请号：CN202310596768.9

申请日：2023-05-25

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  宋欣 ,  叶丽

IPC: C04B35/84 ,  C04B35/626 ,  C04B35/80 ,  C04B35/56

Abstract: 本发明公开了一种Cf/(Ti,Zr,Hf)C中熵陶瓷基复合材料及其制备方法，包括以下步骤：步骤1：制备复合材料预制体表面的高织构热解碳界面相；步骤2：对复合材料预制体进行浸渍；步骤3：对浸渍完的复合材料预制体进行交联固化；步骤4：对交联固化后的复合材料预制体进行裂解；步骤5：重复操作步骤2、步骤3和步骤4，直至得到的复合材料预制体的密度达到2.5～3.5g/cm3。本发明采用上述的一种Cf/(Ti,Zr,Hf)C中熵陶瓷基复合材料及其制备方法，有效改善了陶瓷、热解碳和碳纤维之间的界面结合，缓解了前驱体对纤维的侵蚀问题，采用多轮不同粘度，实现了复合材料在较低温度下的高效浸渍裂解，提高了复合材料的成分均匀性和弯曲力学性能。

公开(公告)号：CN117191518A

公开(公告)日：2023-12-08

申请号：CN202311175002.X

申请日：2023-09-13

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  洪旺 ,  庞旭

IPC: G01N1/28 ,  G01N1/32 ,  G01B11/02 ,  G01B11/00 ,  G01B11/24 ,  G01N21/88

Abstract: 本发明提供了一种待表征陶瓷基复合材料样品及其制备方法、陶瓷基复合材料界面裂纹的表征方法，涉及裂纹表征技术领域。本发明提供的待表征陶瓷基复合材料样品的制备方法，包括以下步骤：将陶瓷基复合材料拉伸至材料断裂，得到断裂料；所述断裂料沿拉伸方向依次包括断口区域、变形区域和夹持端区域；所述变形区域的长度为1～2cm；截取所述变形区域的材料进行树脂封装，得到封装料；所述封装料包括未包覆树脂区域；将所述封装料中未包覆树脂区域依次进行磨抛和离子减薄，得到待表征陶瓷基复合材料样品。采用本发明制备的待表征陶瓷基复合材料样品进行界面裂纹表征，能显著提高对界面裂纹的表征效率，减少传统表征手段的加工时长度，降低成本。

公开(公告)号：CN116553943A

公开(公告)日：2023-08-08

申请号：CN202310485985.0

申请日：2023-05-04

Applicant: 北京理工大学 ,  北京交通大学

Inventor： 张中伟 ,  李玮洁 ,  武豪 ,  杨玉平

IPC: C04B38/00 ,  C04B35/83 ,  C04B35/524 ,  C04B35/622 ,  B28B7/26

Abstract: 本发明公开了一种碳/碳复合材料曲面蜂窝及其制备方法，曲面蜂窝的内表面和外表面均为圆或圆弧的一部分，其内表面孔洞为正六边形，外表面孔洞为近似的正六边形，曲面蜂窝的单胞形状与一正六棱锥切过一空心圆筒所交实体的外表面相同，且正六棱锥的轴线与圆筒的轴线垂直，六棱锥的顶点在圆筒的轴线上，正六棱锥的底边中存在两对边与圆筒的轴线垂直。本发明采用上述结构的碳/碳复合材料曲面蜂窝及其制备方法，曲面蜂窝的结构由几何绘图方法确定清晰明确，对于满足复杂环境中的轻质高强度的承载需求具有重要意义，且曲面蜂窝的制备方法可设计性强、适用性强，不受尺寸和高度的限制。