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[发明专利]一种高黏度液态聚碳硅烷及其制备方法-CN202210693546.4有效
发明人：张中伟;苏耿;李永明;李玮洁;班子发;蒋祖航;杨玉平 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-17 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： C08G77/60 文献下载
摘要：本发明涉及一种高黏度液态聚碳硅烷及其制备方法，属于液态聚碳硅烷技术领域。所述液态硅烷在25℃下的粘度为100～2500Pa·s，具体制备步骤如下：先将BrCH2CH2Br、镁屑以及有机溶剂混合反应至无气泡产生，然后在60～64℃下滴加单体混合物，单体混合物完全加入后再在55～65℃下反应12～18h，反应结束后降温至20℃～28℃，再与LiAlH4混合，之后先在45～58℃下反应1～4h，再升温至60～65℃并继续反应15～20h，最后进行分离提纯得到产品。本发明所述液态聚碳硅烷具有陶瓷产率高、组成结构可调、高粘度等特性，可用于胶膜法制备碳化硅陶瓷基复合材料、耐高温涂层和粘结剂等，而且该液态聚碳硅烷的制备方法简单，操作安全，成本低，具有很好的应用前景。
一种黏度液态硅烷及其制备方法

[发明专利]一种连续纤维增强热防护材料及其制备方法-CN202111443489.6有效
发明人：张中伟;李玮洁;蒋祖航;王同凯;宋欣;梁皓然 -专利权人：北京理工大学;北京交通大学
申请日： 2021-11-30 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： B32B9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种连续纤维增强热防护材料及其制备方法。其中，连续纤维增强热防护材料从面到里包括耐烧蚀区、过渡区和隔热区；过渡区和隔热区由连续纤维织物与热固性树脂复合固化而成；耐烧蚀区由连续纤维织物与热固性树脂复合固化后经由改性酚醛树脂浸渍而成，耐烧蚀区、过渡区和隔热区的纤维体积分数为：耐烧蚀区＞过渡区＞隔热区。本发明提供的连续纤维增强整体成型多功能热防护材料具有轻量化、表面耐烧蚀、内部导热系数低、热解吸热强、表面防热效果好等优异特性，在高超声速飞行器热防护系统中具有重用的应用价值。
一种连续纤维增强防护材料及其制备方法

[发明专利]一种SiC陶瓷的化学气相沉积制备系统及制备方法-CN202310758540.5在审
发明人：张中伟;李玮洁;庞旭;薛轶凡 -专利权人：北京理工大学;北京交通大学
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： C23C16/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种SiC陶瓷的化学气相沉积制备系统及制备方法，属于材料制备技术领域，包括以下步骤：将利用气路管道将316L不锈钢罐、蠕动泵、混气罐、气体浮子流量计、化学气相沉积炉、尾气过滤罐和真空隔膜泵依次连接，组装CVD系统；将化学气相沉积炉进行预热后，打开装有液态的三氯甲基硅烷mts的316L不锈钢罐和蠕动泵，调节所述蠕动泵滚轮的转向和转速，控制液态mts的出口流量；调节通过气体浮子流量计的旋钮，调整气态mts的出气量，使mts气体进入炉体内分解并生成SiC陶瓷样品，其中尾气经过滤罐过滤后被隔膜泵抽出。本发明通过上述结构，能够精确控制沉积气源mts的进气量，并且能够显著地提升mts的输运效率，减少CVD制备SiC陶瓷的工艺时长。
一种 sic 陶瓷化学沉积制备系统方法

[发明专利]陶瓷基复合材料沉头多螺栓连接结构的设计参数优选方法-CN202310666150.5在审
发明人： 李玮洁;张中伟;王洪翠;郭立佳;杜东海 -专利权人：北京交通大学;北京理工大学
申请日： 2023-06-06 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料沉头多螺栓连接结构的设计参数优选方法，包括以下步骤：S1、建立陶瓷基复合材料沉头螺栓连接结构参数化模型；S2、建立引入陶瓷基复合材料损伤机制的沉头螺栓连接结构力学性能预报模型；S3、设计实验，测试并获取用于沉头螺栓连接结构的陶瓷基复合材料参数；S4、开发计算机仿真代码模拟陶瓷基复合材料沉头螺栓连接结构损伤与失效行为；S5、引入承载能力、重量增量效率与钉载分配，对陶瓷基复合材料沉头螺栓连接结构的设计参数进行优选。本发明采用上述的陶瓷基复合材料沉头多螺栓连接结构的设计参数优选方法，实现对连接结构设计方案的优选。
陶瓷复合材料沉头多螺栓连接结构设计参数优选方法

[发明专利]一种单层纤维织物均匀界面相的制备方法-CN202310694953.1在审
发明人：张中伟;李玮洁;薛轶凡;庞旭;苏耿 -专利权人：北京理工大学;北京交通大学
申请日： 2023-06-13 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： C04B35/83 文献下载
摘要：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。
一种单层纤维织物均匀界面制备方法

[发明专利]一种碳/碳复合材料曲面蜂窝及其制备方法-CN202310485985.0在审
发明人：张中伟;李玮洁;武豪;杨玉平 -专利权人：北京理工大学;北京交通大学
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： C04B38/00 文献下载
摘要：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。
一种复合材料曲面蜂窝及其制备方法

[发明专利]面向异形薄壁碳/碳复合材料结构的限域反应器设计方法-CN202310542975.6在审
发明人： 李玮洁;张中伟;杜东海;郭立佳;王洪翠 -专利权人：北京交通大学;北京理工大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：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。
面向异形薄壁复合材料结构反应器设计方法

[发明专利]一种无机蜂窝夹层结构的多尺度轻质-高承载设计方法-CN202310499611.4在审
发明人： 李玮洁;张中伟;郭立佳;杜东海;王洪翠 -专利权人：北京交通大学;北京理工大学
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：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。
一种无机蜂窝夹层结构尺度承载设计方法

[发明专利]一种Cf/(Ti,Zr,Hf)C中熵陶瓷基复合材料及其制备方法-CN202310596768.9在审
发明人：张中伟;李玮洁;宋欣;叶丽 -专利权人：北京理工大学;北京交通大学
申请日： 2023-05-25 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： C04B35/84 文献下载
摘要：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。
一种 cf ti zr hf 陶瓷复合材料及其制备方法

[发明专利]一种轻质疏导-隔热混杂编织热防护材料及制备方法-CN202211072168.4有效
发明人： 李玮洁;王同凯;张中伟;梁皓然;蒋祖航 -专利权人：北京交通大学;北京理工大学
申请日： 2022-09-02 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： D06M15/41 文献下载
摘要：本发明公开了一种轻质疏导‑隔热混杂编织热防护材料，所述热防护材料以连续纤维混杂编织织物为预制体，通过对隔热区域与疏导区域分别浸渍酚醛气凝胶基体浆料与无机填料改性酚醛树脂基体浆料，固化、干燥成型复合所获得的材料。本发明中制备的复合材料表面附近区域具有面内高导热特性实现面内方向热疏导，背面附近区域具有面外低导热特性实现面外方向隔热，同时具有轻量化和耐烧蚀等优异特性，在航天材料技术领域具有重用的应用价值。
一种疏导隔热混杂编织防护材料制备方法

[发明专利]一种基于真实材料信息的编织复合材料导热系数计算方法-CN202211388688.6在审
发明人： 李玮洁;梁皓然;张中伟;郭立佳;杜东海 -专利权人：北京交通大学;北京理工大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G16C60/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于真实材料信息的编织复合材料导热系数计算方法，包括以下步骤：对编织复合材料进行Micro‑CT扫描，获取切片图像；对切片图像性处理，获取编织复合材料的真实材料信息；根据编织复合材料的编织参数，建立代表性体积单元几何模型；对代表性体积单元进行区域划分，根据区域特征匹配导热系数计算模型；将真实材料信息输入到导热系数计算模型，用材料真实分区替代代表性体积单元中的材料分区，计算各区域导热系数，再根据各区域的导热系数和排布确定整体导热系数计算模型和计算整体导热系数。采用上述方法，提高编织复合材料导热系数预报精度，提升编织复合材料的设计与优化精度与效率，显著降低设计周期与设计成本。
一种基于真实材料信息编织复合材料导热系数计算方法

[发明专利]一种交替沉积的多层热解碳界面相的精细控制方法-CN202210458576.7有效
发明人：张中伟;庞旭;段浩志;洪旺;苏耿;李玮洁 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： C04B35/624 文献下载
摘要：本发明公开了一种交替沉积的多层热解碳界面相的精细控制方法，基于化学气相沉积/渗透工艺，使用甲烷作为沉积气源，通过连续地改变沉积参数(包括沉积温度、沉积压强、气体滞留时间和沉积时间等)，在碳纤维表面交替沉积低织构、中织构和高织构组合的多层PyC界面相，实现PyC界面相的层数、织构和厚度的精确控制；其中，沉积气源为99％纯度的甲烷，沉积温度为1100～1200℃，沉积压强为5～20kPa，气体滞留时间为0.1～1s，沉积时间依据沉积速度和沉积厚度设定。相比于常规的单一织构的PyC界面相，本方法制备的多层PyC界面相在提升复合材料力学性能方面具有明显的优势。
一种交替沉积多层热解碳界面精细控制方法

[发明专利]一种热解碳界面相及其制备方法和应用、碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法-CN202111558990.7有效
发明人：张中伟;段昊志;李爱军;庞旭;李玮洁;贾林涛 -专利权人：北京理工大学;上海大学
申请日： 2021-12-20 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： C23C16/32 文献下载
摘要：本发明属于碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料技术领域，特别涉及一种热解碳界面相及其制备方法和应用、碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法。本发明提供的热解碳界面相的制备方法包括：提供碳纤维预制体；以气态烃类物质为碳源，在所述碳纤维预制体表面进行化学气相渗透，在碳纤维预制体表面形成热解碳界面相；所述化学气相沉积包括依次进行预热和沉积；所述预热的真空度为880～980mbar，温度为1000～1200℃，保温时间为2～3h；所述沉积中碳源的流量为250～750mL/min；压力为30～100mbar，温度为900～1000℃，保温时间为2～3h。
一种热解碳界面及其制备方法应用碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料

[发明专利]一种硅酸钇纳米纤维的制备方法及其制备材料-CN202110469645.X有效
发明人：赵步月;黄海明;陈群教;李玮洁;王爽;黄杰;陈嘉龙;明四维 -专利权人：山东源瑞试验设备有限公司
申请日： 2021-04-28 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： D01F9/08 文献下载
摘要：本发明公开一种硅酸钇纳米纤维的制备方法及其制备材料，属于化工材料制备方法技术领域，在正硅酸乙酯中滴入一定剂量的催化液，搅拌后得到硅溶胶；向硅溶胶中加入钇源，搅拌后得到钇硅溶胶；向钇硅溶胶中加入纺丝助剂，得到硅酸钇前驱体纺丝液；将步骤一中得到的硅酸钇前驱体纺丝液通过静电纺丝得到硅酸钇前驱体纤维；将步骤二中得到的硅酸钇前驱体纤维在空气环境下经过高温热处理，得到硅酸钇纳米纤维材料制品。采用溶胶凝胶法制备出可纺性良好的硅酸钇前驱体纺丝液，通过静电纺丝技术制备结构致密的硅酸钇纳米纤维。该方法制备出的纤维，克服在制备过程中引入其余成分，提高了产品的纯度，保证了产品的质量。
一种硅酸纳米纤维制备方法及其材料

[发明专利]一种通过切线模量预测纤维增强陶瓷基复合材料界面属性的方法-CN202210558636.2在审
发明人：李龙彪;张中伟;李玮洁 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明属于纤维增强陶瓷基复合材料界面属性预测技术领域，具体涉及一种通过切线模量预测纤维增强陶瓷基复合材料界面属性的方法。本发明提供了的通过切线模量预测纤维增强陶瓷基复合材料界面属性的方法，首先分析陶瓷基复合材料拉伸损伤后的细观应力场，获得纤维轴向应力分布，采用断裂力学方法确定拉伸损伤过程中的界面脱粘长度，采用随机开裂模型确定基体裂纹间距，采用总体承担载荷确定纤维断裂概率，获得复合材料不同损伤阶段的应力‑应变本构关系，对所述应力‑应变本构关系求导获得复合材料的切线模量，利用切线模量计算得到纤维增强陶瓷基复合材料的界面剪应力；从而实现对纤维增强陶瓷基复合材料界面性能的综合评估。
一种通过切线预测纤维增强陶瓷复合材料界面属性方法

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