C/C刹车盘制备工艺的研究

选择整体针刺毡为预制体，致密化工艺采用气相沉积(CVD)，以天然气和丙烷的混合气体为原料，制备C／C刹车盘。其热解炭以粗糙体为主，摩擦曲线平稳，没有湿态衰减，沉积时间短。     

热解炭的微观结构及其测试方法

主要介绍了利用正交偏光显微镜（PLM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和喇曼光谱（RS）等测试方法,对采用化学气相沉积（CVD）法制备的C/C复合材料的热解炭的表面微观形貌、沉积炭层间距d002、微晶尺寸Lc及其石墨化度等参数进行表征和测量,从而判断沉积的热解炭的织构类型（光滑层、粗糙层和各向同性炭）,并且分析了上述各种测试手段的优缺点。     

炭/炭复合材料化学液气相沉积致密化技术研究

介绍了炭/炭复合材料化学液气相沉积工艺的基本原理.化学液气相沉积工艺与热梯度化学气相沉积工艺在本质上是相同的,不同之处是化学液气相沉积用液态烃作前驱体,提高了原料的利用率,加快热解炭沉积的速率.研究了不同沉积温度对炭/炭复合材料微观组织结构的影响.采用偏光显微镜观察了材料的粗糙层、光滑层热解炭微观组织结构.研究发现用环己烷作前驱体当沉积温度为1 100℃时可以得到粗糙层结构的热解炭.     

以环己烷为前驱体制备炭/炭复合材料

以环己烷为前驱体利用化学液气相沉积工艺,采用针刺炭纤维毡为预制体,制备了具有光滑层和粗糙层结构的炭/炭复合材料。利用金相显微镜、高分辨扫描电子显微镜进行了材料的微观组织结构的分析,分析了在不同位置不同织构热解炭的形成机理。同时阐述了化学液气相沉积工艺原理。实验结果表明,通过调整工艺参数,利用化学液气相沉积工艺可以制备具有不同微观组织结构的炭/炭复合材料。     

热解炭基C／C复合材料研究进展

综述了热解炭的研究现状,包括热解炭的组织结构、生成条件,以及热解炭沉积机理。并简要介绍了目前热解炭基体致密研究中存在的一些问题和发展方向。     

热解炭结构对C/C复合材料热物理性能影响

炭布叠层为预制体，采用等温CVI工艺制备出炭/炭（C/C）复合材料。通过调节丙烯与氢气的比例得到热解炭结构分别为粗糙层（RL），光滑层（SL），各向同性（ISO）的三种C/C复合材料，研究了热解炭组织结构对C/C复合材料热导率的影响，讨论了C/C复合材料的导热机理。结果表明：RL织构C/C复合材料的热导率无论是在平行方向还是在垂直方向上都明显高于SL和ISO织构C/C复合材料，在两个方向上，RL织构C/C复合材料的最大热导率比SL织构C/C复合材料分别大41.0%和31.7%，是ISO织构C/C复合材料的2倍多，且3种C/C复合材料的热导率随温度的升高呈现不同的变化趋势。     

Ni/SiO2催化制备炭/炭复合材料研究

利用常规化学气相渗透工艺，在针刺炭布预制体中添加3．5％，4．O％Ni／SiO2负载型金属催化剂，以丙烯作碳源气体，在750-900℃下，经过100h的沉积，炭／炭（C／C）复合材料的密度达到1．65g／cm^3，其催化沉积炭的速率比不舍催化剂时提高了3倍以上。该材料经高温处理后，氧化失重率低，氧化起始温度高。应用扫描电镜（SEM），X射线衍射分析（XRD）和光学显微镜观察了基体炭的形貌，分析了催化沉积炭和抗氧化机理。实验结果证明，用该催化化学气相渗透法制备C／C复合材料，周期短，成本低，抗氧化性能好。     

致密工艺对C/C复合材料摩擦性能的影响

采用针刺全炭纤维网胎无纬布整体结构预制体为骨架，经化学气相沉积（CVD）、树脂浸溃（RD固化致密及炭化、石墨化制得C／C复合材料。研究了粗糙层（RL）和树脂炭（RC）对摩擦性能的影响。结果表明，RL结构的C／C复合材料的摩擦性能较好，稳定性较高，是用作飞机刹车材料的前提；采用CVD＋RI制备且石墨化后的C／C复合材料具有优良的摩擦磨损特性；CVD试样的密度较低时，摩擦系数较高，但磨损较大，较难形成完整的摩擦膜。     

化学液相气化渗透法制备炭/炭复合材料研究的进展

综合评述了化学液相气化渗透(chemical liquid vapor infiltration, CLVI)法制备炭/炭(C/C)复合材料的研究.概述了CLVI法的工艺特点及其快速致密的原理,并分别从预制体形状、发热体加热方式、前驱体种类等方面介绍了近年来各种改进的CLVI工艺.分析了制备方式、温度以及前驱体种类等对热解炭微观结构的影响.展望了CLVI法制备C/C复合材料的发展趋势.综合分析表明:目前,CLVI法尚不能满足应用于工业化生产的要求,今后将向多试样沉积、低能量消耗、前驱体高利用率等方向发展.     

热解炭的化学气相沉积机理和组织形貌

以石油液化气作为沉积气体，在900～1300℃温度内研究热解炭在炭纤维上的沉积机理及组织形貌。研究发现：热解炭在纤维表面上通过形核、长大，大晶粒吞并小晶粒的过程，形成宏观上均匀平整而微观上呈球状突起的表面形貌。热解炭以层状微晶(主导)和球状微晶(辅助)两种模式同时生长，最终得到层状结构。在微观上热解炭由若干个的炭层组成，每一层的炭层内含有若干小的并与微晶尺寸相当的亚层。热解炭中的微晶排列不规整，层状和球状微晶均可通过位置的移动调整和脱氢来优化结构。     

碳/碳复合材料表面软复合磷酸钙层

为改进碳／碳复合材料的生物活性，发展了表面软复合磷酸钙层的制备工艺。首先在碳／碳复合材料表面通过离子束辅助沉积技术形成的钛镀层，然后经浓碱液处理后呈多孔网状，该网状结构可在模拟体液（SBF）中诱导沉积出生理磷灰石层，从而在碳／碳复合材料表面形成软复合磷酸钙层。所获得的软复合磷酸钙层厚度约为8μm ，结晶结构为羟基磷灰石，但其Ca,P摩尔比n(Ca)/n(P)低于1．67。     

由重质碳源合成碳纳米管

采用爆炸辅助化学气相沉积技术,以煤间接液化产物中的粗制石蜡为碳源制备碳纳米管.考察了催化剂前驱体和炸药填充密度对产物中碳纳米管形貌和纯度的影响,发现金属Co催化剂,炸药填充密度为0.2 g/mL时产物中碳纳米管的含量可达70%.在此基础上,尝试了利用另外两种重质碳源煤焦油和煤沥青合成碳纳米管.结果表明,利用重质碳源通过爆炸辅助气相合成碳纳米管是可行的,但是针对不同种类的碳源条件有待于进一步优化.     

表面热处理碳纤维及其增强水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

在1200℃左右,将短切碳纤维进行化学气相沉积处理后,制成碳纤维增强水泥基复合材料.对处理后的碳纤维表面形貌及复合材料样品的断面进行了扫描电镜观察,利用海军研究实验室弓型反射率测试系统测试了碳纤维质量掺量为0.2%,0.5%,0.6%,1.0%时,复合材料试样在C,X,Ku波段对电磁波的反射率.结果表明:高温热处理改变了碳纤维的表面形貌,增强了纤维与基体之间的界面结合力,改善了复合材料的电磁屏蔽性能.当碳纤维掺量为0.2%时,在上述3个波段均出现最小反射率,复合材料主要吸收电磁波;当碳纤维掺量为0.5%时,复合材料主要反射电磁波.     

沉积电压对碳/碳复合材料表面羟基磷灰石涂层相组成及显微结构的影响

采用水热电沉积法在碳/碳复合材料表面制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAp)涂层,用X射线衍射、扫描电子显微镜,万能材料试验机等测试手段对涂层进行了表征,研究了沉积电压对HAp涂层晶相和显微结构的影响.结果表明:随着沉积电压的升高,HAp涂层的衍射峰强度有所增加,涂层结晶程度变好,涂层更加致密和均匀;涂层的沉积量和结合强度随着沉积电压的升高而增加.在沉积电压为10V时,涂层的厚度达到了60μm,结合强度为19.8 MPa.     

螺旋炭纤维的研究进展

螺旋炭纤维具有优异的物理和化学特性，在电磁波吸波材料、氢气存储等领域极具应用价值。本文综述了螺旋炭纤维的现状与发展，包括螺旋炭纤维的制备、微观形貌、生长机理、性能与应用，并讨论了有关螺旋炭纤维存在的一些问题。     

不同结构的碳纳米管的氢吸附行为

Several kinds of multi-wall carbon nanotubes (MWNTs) with different morphology were synthesized using catalytic decomposition of hydrocarbons over different metal catalysts.The products were characterized by TEM, HREM and SEM. Hydrogen adsorption properties of the MWNTs were investigated by volumetric measurement at room temperature under a modest pressure(6—7 MPa).The results indicate that both the structure of the MWNTs and the metal catalysts will affect the hydrogen adsorption capacity of the sample...     

固渗+EB-PVD法制备炭/炭复合材料防氧化复合涂层研究

制备出了SiC/SiC-Al2O3-Y2O3炭/炭复合材料防氧化复合涂层,该复合涂层的内层SiC基涂层采用料浆固渗法制备,SiC-Al2O3-Y2O3外层涂层采用大功率电子束物理气相沉积法。研究表明,电子束物理气相沉积法能达到较好的沉积效果,在制备过程中形成了柱状晶结构的涂层,使得涂层具有更高的应变容限,涂层非常均匀致密。用SEM、XPS和EDS等分析方法分析了涂层的防氧化机理。结果表明:在制备过程和氧化过程中,涂层内会发生复杂的物理和化学变化,生成硅酸盐氧化物,显示出电子束物理气相沉积法在制备炭/炭复合材料防氧化涂层方面独特的优势。     

以负载Fe的介孔分子筛为模板合成碳纳米管

以负载Fe的介孔分子筛Fe/MCM-41和Fe/ABW分别为催化剂,乙炔为碳源,采用化学气相沉积法对催化合成碳纳米管(CNTs)进行研究,讨论了反应温度、催化剂种类以及催化剂预处理对CNTs纯度和形貌的影响,通过场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X-射线衍射仪对产物的结构和形貌进行了表征和分析,并对CNTs的生长机理进行了推测.结果表明,在反应温度为700℃,两种不同的催化剂经H2还原后,催化生长出直径均匀(20nm～30nm)且晶化程度较好的CNTs.     

a—C：H（N）类金刚石薄膜的结构及内应力分析

采用射频等离子增强化学气相沉积法制备出a－C：H（N）类金刚石薄膜，用X射线光电子能普、红外吸收光谱和慢正电子湮灭谱研究了薄膜的结构，用弯曲法测定了薄膜的内应力。随着混合气体中N2的含量从0增加到75％，薄膜中N量可增加到9．09％（摩尔分数），N原子与C原子以C－N，C＝N和C≡N键的形式结合，薄膜中的缺陷密度随含N量而增加，而薄膜的内应力则随着薄膜中N含量的增加而单调降低。