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ICVI工艺致密化C/C复合材料的数值模拟
  • ISSN号:1006-2793
  • 期刊名称:《固体火箭技术》
  • 时间:0
  • 分类:V258[一般工业技术—材料科学与工程;航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学碳/碳复合材料工程技术研究中心凝固技术国家重点实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51221001)。
中文摘要:

为了研究等温化学气相渗透( ICVI)工艺制备C/C复合材料过程中预制体的致密化过程及流场和温度场的分布,利用COMSOL软件建立预制体致密化过程中传质、传热和孔隙率变化的多场耦合模型。以甲烷为前驱体,将动量和能量守恒方程进行耦合计算,计算结果表明,在传质最初始阶段,前驱体温度迅速升高至设定的沉积温度,且整个反应器内部温度分布均匀。根据以上计算结果,设定温度为定值,耦合质量、动量守恒方程和孔隙率变化方程,通过计算得到在开始致密化阶段预制体最大密度分布在预制体中部,随着致密化进行,该区域向外侧移动。致密化150 h后,不同时间预制体整体平均密度的计算值与实验值吻合较好,验证了致密化模型的可靠性。

英文摘要:

In order to investigate the process of the isothermal chemical vapor infiltration( ICVI) and the distribution of velocity and temperature for fabricating carbon/carbon composites, a multi-physical fields coupling models were developed through COM-SOL, including the mass and heat transportation, and the variation of porosity in the densification process. Taking Methane as the precursor, the momentum and energy equations were solved. The results indicate that the temperature rises rapidly to the setting point at the beginning and the distribution of temperature was uniform in the reactor.According to above results, the temperature was set as the constant value in the next step. Then the coupling equations of the mass and momentum conservation and the changing po-rosity equation were calculated to obtain the variation of preform density. The results show that the region of maximum density is dis-tributed in the middle of preform and this region move towards the edge during the densification process. After the preform is infiltra-ted for 150h, the bulk density of simulation agrees well with the experimental data, which demonstrate that the densification model is reliable.

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期刊信息
  • 《固体火箭技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国航天科技集团公司第四研究院 中国宇航学会固体推进专业委员会
  • 主编:何晓兴
  • 地址:西安市120信箱47所编辑部
  • 邮编:710025
  • 邮箱:gthjjs@163.com
  • 电话:029-83603254
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2793
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1176/V
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 航空航天类核心期刊,航天部科技期刊三等奖,陕西省科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6039