酚醛树脂基胶粘剂的高温粘接性能

以酚醛树脂为基体,以碳化硼(B4C)粉末为改性填料制备高温胶粘剂,并对碳材料进行粘接.粘接样品在200℃固化后,随即在马弗炉中进行1200℃的高温处理.在1000,1400,1800℃测试粘接样品的高温粘接性能.结果表明,改性酚醛树脂具有较好的高温粘接性能,且随着测试温度的提高,粘接样品的粘接强度随之提高.高温下改性组分结构、形态的变化对酚醛树脂的高温粘接性能有着重要的影响.适量B2O3的形成有利于在粘接界面处形成化学键合力,从而提高界面粘接能力;但B2O3在高温下熔融并呈现为玻璃相,致使破坏应力迅速扩展延伸,从而引起高温环境下粘接强度的迅速降低.随着温度的升高,B2O3玻璃相在粘接胶层中的含量逐渐减少,对高温粘接性能的影响降低,粘接制品的高温粘接性能随之提高,1800℃测试温度下的粘接强度达到5.22MPa.     

透射电镜三维重构确定中孔炭六角孔道结构

有序中孔炭(OMCs)的孔道结构对于材料的性能有着重要影响,但利用X射线衍射和单一位向的透射电镜形貌不能快捷地分析其孔道结构。利用透射电镜三维重构法发展了一种直观而又严谨的快速确定六角孔道中孔炭的方法。即,在透射电镜中围绕样品相互垂直的两个轴向分别倾转一定角度,得出孔道结构的特征形貌像,分析不同位向下孔径参数之间的几何关系,进而确定中孔炭孔道结构的合理模型。利用该法对有机模板法制备的树脂基OMCs进行表征,得出OMCs孔径比较均匀,呈六方排列,孔道间距约11 nm。由此表明,利用透射电子显微镜沿着直线型孔道延伸方向和垂直于延伸方向进行系列倾转即可快速确定OMCs是否为六角结构,并快捷测出孔道排列的尺寸参数。     

用固化反应法制备酚醛纤维

将热塑性酚醛树脂熔融纺丝,再在盐酸和甲醛的混合液中进行固化交联反应制备出酚醛纤维,研究纤维的物理和化学变化.结果表明,采用高浓度甲醛能提高交联基团供应体的浓度,也提高了对初生纤维的溶胀作用;盐酸不仅是交联反应的催化剂,也能使酚羟基之间、酚羟基与亚甲基之间发生热缩聚反应.对固化反应过程参数的研究表明,在甲醛浓度18.5%,酸浓度12%和升温速率15.4℃/h时,在固化反应过程中纤维内部、外层的交联反应速度与总的交联反应时间达到最佳匹配,可制备出拉伸强度为260 MPa高度均匀交联的酚醛纤维,在800℃炭化收率达到63%.     

中空度对中空酚醛纤维性能的影响

利用酚醛树脂纤维在固化中的皮芯效应,控制表皮固化层的交联厚度,用溶剂溶出未交联的芯部,制备出一系列不同中空度的中空酚醛纤维。分别采用SEM、电子纤维强力仪、TG-DSC、自制隔热效果测试仪对不同中空度中空酚醛纤维的截面形貌、力学性能、高温性能和隔热性能进行了考察。结果表明:随着中空酚醛纤维中空度的增加,中空纤维的壁厚变薄,纤维的表观力学性能、热分解温度和残炭率都逐渐降低,实际抗拉强度变化不大,隔热性能大幅提高。     

甲烷催化裂解制备毛线状炭纤维及其微观结构

以甲烷为碳源，硫酸亚铁为催化剂前驱体，通过化学气相沉积在石墨基板上制得毛线状炭纤维。扫描电子显微镜观察得知所制炭纤维具有毛线状结构，由许多直径更小的子纤维交叉合并而成。单束毛线状炭纤维的直径为4μm-8μm。高分辨透射电子显微镜显示构成纤维的碳层排列不平直，存在偏转角，有序排列的碳层被分割成许多有序微晶区域。进一步采用X射线衍射和激光拉曼光谱等分析手段对其微观结构进行表征，表明毛线状炭纤维中碳层排列有序度较高，石墨微晶尺寸较大（La≈5nm），层间距较小（d002=0．340nm）。推测毛线状炭纤维生长机理符合“吸附-扩散-析出”过程，形成毛线状结构主要由催化剂颗粒直径决定。     

一种制备膨胀石墨的新方法及其压制品的性能研究

以粒径约0.5mm的天然鳞片石墨为宿主材料,以高氯酸液为氧化、插层剂,通过简单的酸液浸泡法直接热氧化转化天然鳞片石墨为膨胀石墨.用浓度为72%(质量分数)的高氯酸液在室温下浸泡天然鳞片石墨1～3min.后,在900下膨化,膨胀体积为549mL/g.以该条件制备的膨胀石墨为前驱体通过冷压成型的方法制备柔性石墨,利用材料万能试验机、微欧计、激光热导仪分别测试了该材料的抗拉强度、电阻率、导热率.实验结果表明:抗拉强度(T)、电阻率(ρ)同密度(d)呈线性正相关,其中T=12.1d-7.6,R=0.977;ρ=-3.97d 11.9,R=0.968.热导率同电阻率呈负相关性.     

含钽炭基复合材料前驱体的制备及表征

以煤沥青为原料,氯化钽为钽源,通过化学反应制备了含钽沥青前驱体。利用扫描电镜(背散射电子能谱和X射线能量色散谱)、透射电镜、x射线衍射等测试分析手段对钽化合物在沥青中的存在形态、分散状况和热处理过程中的物相变化进行了研究。结果表明:沥青中钽化合物的粒度为20nm～50nm,主要以五氧化二钽的形式均匀分散于沥青中;惰性气氛下,较低温度(420℃)热处理时,钽化合物以δ-Ta2O5的形式存在,温度升高到900℃时,δ-Ta2O5转化为β-Ta2O5,在温度达到1200℃时,β-Ta2O5和碳化钽共同存在于炭基体中,在2800℃温度下,钽完全转化为碳化钽。     

利用"二次焦"制备高强炭/石墨材料

以“二次焦”为填料，煤沥青为黏结剂制备高强炭／石墨材料。考察了压粉平均粒度对材料机械强度、收缩行为以及开孔率的影响。结果表明，用“二次焦”制备的炭／石墨材料具有较高的机械强度，经1300℃热处理后，材料的抗压强度和抗弯强度分别达到310．0MPa和113．7／MPa。材料的体积收缩随压粉平均粒度的微细化下降，其开孔率在热处理温度为850℃时达到最大，随着热处理温度的进一步升高，开孔率逐渐下降。     

核聚变装置用炭基复合材料的研究进展

核聚变试验研究将为今后提供一种洁净的、长期的能源供给方式：核聚变装置中面向等离子体材料的研究是一项极具挑战性的研究课题。本文主要介绍了聚变装置对面向等离子体材料的性能要求，炭基复合材料在聚变装置中的应用现状和目前的研究重点，炭基复合材料在聚变装置的表现行为及其与结构、性能间的关系。结合我国目前聚变研究的进展，总结了我国在聚变用炭基复合方面研究工作进展，并展望今后的发展方向。     

M-GO/SA/SIR导热界面材料的制备及其性能

采用液相吸附法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)与硬脂酸(SA)复合相变材料m-GO/SA,然后将其与硅橡胶(SIR)混合成型制备出导热界面材料m-GO/SA/SIR,研究了m-GO/SA的添加量对硅橡胶导热界面材料的热性能和压缩弹性模量的影响。利用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)的改性机理与m-GO/SA的形貌进行表征,通过激光导热仪,差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机考察了m-GO/SA/SIR的热导率,潜热值及压缩弹性模量。结果表明:添加20mL GO水溶液(10mg/mL)的m-GO/SA相变潜热可达到131.9J/g,加入50.0wt.%m-GO/SA的m-GO/SA/SIR热导率和相变潜热值分别可达到1.049W/m·K和49.9J/g。同时,相比于纯硅橡胶,界面材料的压缩弹性模量降低了86.8%。