化学气相沉积炭/炭复合材料研究进展

炭/炭复合材料被成功用于许多领域,主要用作抗烧蚀、热防护和刹车材料,如飞机的刹车盘、导弹的头锥等.化学气相沉积是制备炭/炭复合材料的关键技术,本文阐述了炭/炭复合材料化学气相沉积工艺原理,论述了化学气相沉积热解炭机理的研究现状,介绍了不同种类化学气相沉积工艺的特点,以及化学气相沉积工艺计算机数值模拟技术的研究进展.提出了炭/炭复合材料化学气相沉积技术的研究方向和发展趋势.     

双元炭基体刹车盘在飞机中止起飞时的高摩擦特性

为解决炭刹车盘在飞机中止起飞（RTO）时摩擦系数低的弱点,采用了针刺炭纤维无纬布准三向预制体,以狭缝定向流外热内冷、内热外冷热梯度CVI与树脂浸渍-炭化相结合的致密工艺,生产了双元炭基体的波音757-200型飞机炭刹车盘材料.与原装机的国外炭刹车盘在惯性台上进行了RTO动态力矩对比试验,结果表明：具有粗糙层结构热解炭与树脂炭优化组合的双元炭基体超码炭刹车盘,比国外单一粗糙层结构热解炭基体的炭刹车盘RTO时的摩擦系数提高了22.7%～29.2%,突破了炭刹车盘在飞机RTO动态力矩试验中摩擦系数严重衰减这个长期难于攻克的关键技术.     

碳化硅涂层在单晶硅用炭/炭热场材料中的应用及研究进展北大核心

碳化硅涂层是目前解决单晶硅生产用炭/炭热场材料高温侵蚀的有效手段之一,本文介绍了碳化硅涂层的制备技术及优缺点,综述了碳化硅涂层在炭/炭热场材料领域的应用及研究进展,对炭/炭热场材料高温抗侵蚀涂层的发展提出了建议和方向。     

飞机炭刹车盘制备中各工艺参数对其摩擦磨损性能的影响

炭/炭刹车盘的摩擦磨损性能对飞机获得高能量刹车时的高摩擦磨损特性有重要的影响。通过控制炭/炭(carbon/carbon,C/C)复合材料制备过程中各工艺参数可以得到高性能刹车的炭刹车盘。影响C/C复合材料摩擦性能的因素有很多,综述了国内外研究现状,本文讨论了炭纤维预制体、致密化过程、高温热处理和机械加工对炭刹车盘摩擦磨损性能的影响以及这几个工艺参数的协同作用。     

超级电容器用生物质衍生多孔炭材料研究进展

能源消费增加促使绿色能源开发成为趋势,同时推动能源存储系统快速发展,超级电容器以高功率密度和长循环寿命的优势得到广泛关注,其中电容炭材料逐渐成为研究热点。用来源广泛、有可再生性、价格低廉、绿色环保的生物质制备超级电容器用多孔炭材料,在开发绿色能源的同时解决了能源存储问题。多孔炭材料结构调控与性能完善是提高超级电容器性能的重要途径之一。综述了生物质衍生多孔炭材料及其在超级电容器领域的应用,按原料来源(植物、动物和微生物)及材料维度(0D、1D、2D和3D)的分类体系,多孔炭材料制备方法及技术现状。将多孔炭的制备分为炭化和活化,简述了炭化与活化机理、活化方式选择和常见活化剂特性,但生物质衍生多孔炭材料制备过程中影响因素多,且性能不及传统煤基碳材料,需进行多方面设计优化,包括选择生物质前驱体、合理使用炭化技术、调控活化过程各影响因素和选择改性过程中掺杂物等。基于在超级电容器领域的应用需求,重点探讨生物质多孔炭材料优化方式,包括孔结构调控、表面元素掺杂及与石墨烯复合形成新型炭材料等。梳理多孔炭材料用于超级电容器中时的难题与重点,通过寻找多孔炭材料在高比表面积、均匀孔隙分布和高导电性3方面的最优...     

硫掺杂炭材料的制备与应用

杂原子掺杂可以改变炭材料的表面化学结构,从而带来材料性能的变化。研究人员通过选择不同的碳源、开发新的制备技术等手段,相继制备了多种结构独特、性能优异的硫掺杂炭材料。本文基于硫掺杂炭材料国内外的最新研究进展,总结了以不同碳前体制备硫掺杂炭材料的研究工作,评述了不同前体及制备工艺对硫掺杂炭材料组成、结构的影响;并简要介绍了硫原子掺杂对炭材料在超级电容器、电催化等方面应用性能的影响。有关硫掺杂炭材料的研究还是一个全新的课题,尽管研究人员已经做了大量努力,但如何控制材料的结构仍然是一个具有挑战性的课题,利用富碳前体做原料来控制制备硫掺杂炭材料对于规模化应用更具实际意义。     

纳米炭材料

纳米材料与炭材料同为材料领域研究热点,二者结合之纳米炭材料具有特殊的性能,其潜在的应用领域囊括了信息、生物、环境保护等各个方面.但各类纳米炭材料结构、性能及应用的研究,有的才刚刚起步,有的尚属空白.本文较系统地归纳了最新研究成果,提出了"纳米炭材料"的概念,并概述了各类纳米炭材料的制备、性能及应用.认为:随着研究的深入,其应用领域还将进一步扩展,并将带来可观的社会及经济效益.     

基于紫茎泽兰的多孔炭材料对苯酚的吸附性能

以紫茎泽兰为模板和碳源,直接炭化,成功制备了一种多孔炭材料。采用SEM、EDS和N₂吸附-脱附技术,对炭材料进行了表征。考察了吸附剂用量、溶液pH值、溶液浓度、接触时间等参数对苯酚在炭材料上的吸附特性的影响。结果表明,所得炭材料保留了与原始紫茎泽兰茎相似的形态,呈现出较高的比表面积(812 m²/g)和较好的孔道结构。在吸附剂量为0.5 g/L、溶液pH值为6时,对100 mg/L苯酚溶液的吸附率可达86.5%。吸附过程符合Langmuir等温吸附线及准二级动力学模型,最大吸附容量q_m为163.7 mg/g。     

核石墨材料的性能、类型、制备及其在核反应堆中的应用

因为炭材料具有热膨胀系数低、抗热冲击性好、中子活化性能低等优异的性能,是核反应堆(特别是高温气冷堆)不可缺少的慢化、反射和结构材料.本文综合分析炭材料的核物化性能,重点剖析了核石墨的材料类型和制备方法.提出采用化学与物理并用的方法,去除炭石墨原料、大尺寸石墨块体的杂质,有可能使炭材料达到核石墨纯度要求;采用编织和化学沉积等复合材料技术制备炭/炭复合材料,制造核反应堆热结构件;采用热等静压工艺技术和振动成型制备各向同性石墨材料和核石墨块,并在2 800-3 000℃进行高温石墨化处理.采用先进的电子显微学、同步辐射等技术,研究核石墨的结构和性能,特别是其在中子辐射条件下的性能特征和行为特性,在此基础上,制定和建立科学合理的核石墨生产工艺流程、工艺技术条件.     

炭材料的高温抗氧化性研究进展

介绍了炭材料的氧化过程,综述了国内外目前提高炭材料抗氧化性能的两个主要途径;基体改性技术和涂层技术。重点阐述了抗氧化涂层的基本要求,涂层的制备方法以及各涂层体系,提出了对于炭材料高温抗氧化性研究方面的一些认识,阐明了其发展前景。     

煤在新型炭材料制备中的应用

炭材料具有很多特性,随着工业技术的发展,它的地位越来越重要,以煤为原料制备新型炭材料已经引起人们的普遍关注并具有十分乐观的发展前途.从多孔炭材料、富勒烯类炭纳米材料和锂离子电池电极三方面综述了以煤为原料制备新型炭材料的研究和应用开发的新进展,阐述了煤作为一种廉价原料的优势,提出了煤作为制备原料在三个方面的发展方向.     

多孔炭材料的制备及在废水处理中的应用研究进展

以微孔炭、介孔炭及大孔炭为代表的多孔炭材料,因其三维多孔结构和良好的热稳定性而具有优异的吸附性能,其主要制备方法有活化法、软硬模板法等。在介绍了三种多孔炭材料制备方法与特点的基础上,综述了多孔炭材料作为吸附剂在重金属离子废水、染料废水和其他废水处理中的应用研究进展。     

甘蔗渣复合炭处理硝基苯废水研究

以甘蔗渣和FeSO_4为原料,机械活化为强化手段,制备甘蔗渣磁性复合炭材料,进行硝基苯废水的处理。XRD表明制备出FeS/Fe复合炭;SEM-EDX分析表明Fe、FeS颗粒镶嵌在甘蔗渣炭孔中;VSM分析表明制备的复合炭具有磁性,且机械活化法(MA)较浸渍法(IM)磁强度高。在pH为5,炭材料添加量为1.0 g/L,温度30℃,吸附时间50 min条件下,MAC和IMC对硝基苯的去除率分别为89.8%和84.3%;不同因素条件下,MAC的PhNO_2去除率均高于IMC,表明机械活化能有效强化炭材料的吸附去除能力。     

原位炭补强整体粘接处理对炭刹车盘材料性能的影响

采用原位炭补强整体粘接修复飞机炭刹车盘的方法,与国外常用的“二合一”铆接修复方法相比,不改变Dunlop炭刹车盘材料的摩擦特性,对母体材料的密度、硬度、表面孔率,经加工过的影响也不明显,但其导热系数比“二合一”铆接炭刹车盘材料提高了30％,改善了飞机炭刹车盘材料修复后的整体性,可靠性和安全性,是一种技术创新的修复方法,除用于B757-200飞机炭刹车盘材料的维修外,还用于其他型号飞机炭刹车盘材料的维修。     

导热绝缘复合材料研究

通过溶胶凝胶法在炭材料表面生成SiO2绝缘层来提高炭材料绝缘性能,并研究氨水浓度、TEOS浓度、反应时间等因素对炭材料表面SiO2涂层的影响.验证了溶胶凝胶法在炭材料表面生成SiO2涂层的可行性,随着SiO2含量的提高炭材料的绝缘性能提高,当SiO2含量为7.32％时,可以制备热导率达6.2 W·m-1·K-1,电阻为...     

N/S共掺杂多孔炭材料的制备及在超级电容器中的应用北大核心

以蚕丝氨基酸为炭前驱体和杂原子源,经过KOH活化制备了一系列多孔炭材料,经过扫描电镜和X射线衍射等方法对炭材料进行了结构表征;将其作为超级电容器电极材料,并对其电化学性能进行测试。结果表明,经过活化后的炭材料具有无定形结构;在最佳条件下制备的炭材料SA-3具有较高的比电容,在电流密度1 A·g^(-1)时比电容高达230 F·g^(-1),经过5 000次充放电循环测试后电容仍能保持99%以上,交流阻抗结果显示炭材料具有较小的内阻,意味着在超级电容器中的应用具有良好的电荷存储潜力。     

生物炭负载铁纳米颗粒的制备及其反应活性评估

本文利用污泥生物炭作为载体负载铁纳米颗粒(Fe NPs)成功制备功能性复合材料Fe NPs/生物炭。通过FTIR、SEM-EDS和XRD表征技术对生物炭、Fe NPs和Fe NPs/生物炭的化学成分和结构进行分析。结果表明,负载在生物炭上的铁纳米颗粒呈现出网状结构,并且Fe NPs/生物炭是一种表面有丰富的官能团的介孔材料。材料的吸附性能的结果表明,在反应2h内,生物炭对亚甲基蓝的去除效率为30%,而FeNPs对亚甲基蓝的去除效率为68%,Fe NPs/生物炭对亚甲基蓝的去除效率为100%。此外,材料的催化性能评估结果表明,FeNPs/生物炭对H₂O₂和Na₂S₂O₈(PS)具有良好的催化性能,对亚甲基蓝的去除率达到100%。     

ULTI———一种新型沉淀岩

超低温各向同性热解炭（ＬＵＴＩ－Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃａｒｂｏｎ）是一种柔性炭薄膜材料，其性能与低温各向异向同性热解炭（ＬＴＩ－Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃａｒｂｏｎ）基本一致。它突出的特点是可以在低至室温的温度下制备，因而象聚酯、橡胶等对温度极为敏感的材料也可用做基体制成复合材料。这种复合材料在保持柔韧性的同时又具备了炭的生物     

模板法制备多孔炭材料的研究进展

模板法为各种有机和无机纳米材料的可控和定向合成开辟了一条全新的技术途径，近年来已经成为材料制备研究领域引人注目的新方法。本文就迄今为止模板法在制备具有规则结构的多孔炭材料领域的研究动态进行综述，介绍了多孔炭材料的模板法制备、应用前景及其可能的形成机制。     

炭材料专业书籍介绍

《炭材料生产技术600问》（许斌、王金铎编著）由冶金工业出版社出版。该书以问答的形式，结合炭材料生产工艺流程，从原料、工艺、窑炉、设备、质量检查、产品性能以及生产操作等方面，对炭材料生产技术所涉及的600个问题作了简明的解答。全书共分为12章，包括：（1）炭材料的类型、性能、用途和制备方法；（2）炭材料生产用原料；（3）炭质原料的煅烧；（4）炭质原料的破碎、磨粉和筛分；（5）炭材料生产配料。