SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层的制备及性能研究

为了提高石墨材料的抗氧化性,在石墨表面制备SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层。首先以Si粉为原料,采用液硅渗透法制备SiC内层;然后以Mo粉和Si粉为原料,配制成m(Mo)∶m(Si)分别为1∶5、1.5∶5、2∶5和2.5∶5的料浆,采用料浆烧结法制备Si-MoSi2外层。利用SEM和EDS分析SiC/Si-MoSi2涂层于1400℃氧化前后的结构及组成。结果表明,料浆的Mo粉和Si粉配比对涂层的抗氧化性能有很大影响,当m(Mo)∶m(Si)=2∶5时,涂层具有最佳的抗氧化性能,且表现出长时间的抗氧化能力。     

聚酰亚胺薄膜制备高定向石墨材料的研究

将双向拉伸聚酰亚胺(PI)薄膜叠层、压制炭化、高温热处理后制得了高定向石墨材料.借助TG、元素分析、XRD等测试手段分析了PI薄膜层叠成型体在热处理过程中质量、尺寸、化学组成、微观结构的变化.结果表明成型体炭化期间薄膜面向收缩较大,层叠方向尺寸变化不大,对材料进一步加压石墨化后,发现材料沿层叠方向有较大收缩,沿径向收缩较小.XRD分析表明PI薄膜热处理过程中会发生从高分子定向膜到无定型炭,再到高有序石墨结构的转变.经2800℃处理后的材料具有高的取向性和传导性能,四探针法测得样品的电阻率为0.79μΩ·m,根据电阻率与热导率的相关公式推得其热导率为1000～1600W/m·K.     

无硫高倍膨胀石墨的制备及影响因素探讨

以鳞片石墨、硝酸、乙酸酐、高锰酸钾为原料，采用化学法经氧化酸化插层、水洗、干燥、高温膨胀过程制备膨胀石墨，利用正交试验方法确定最佳工艺条件，并对相关影响因素及插层机理作了初步探讨。结果表明：按鳞片石墨：硝酸：乙酸酐：高锰酸钾(质量比)=1：0．7：1．5：0．4，反应时间90min，反应温度30℃～40℃的条件可以制备出膨胀体积达478mL/g的高倍无硫膨胀石墨。相关影响因素的大小依次为：高锰酸钾、硝酸、乙酸酐、反应时间，其中高锰酸钾的影响程度远大于其他三个因素。     

空心锥状气相生长碳纤维的微观结构

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了空心锥状炭纤维.采用扫描电子显微镜、X射线衍射、激光拉曼光谱、热失重等分析手段,以平直炭纤维为参照,对比研究了空心锥状炭纤维的微观结构特征.实验结果表明:空心锥状炭纤维由众多空心锥并串联而成,单个空心锥底面直径约1μm,锥高为几百nm;径向平面内三个底面直径约1μm,空心锥呈三角形紧密挟接;轴向方向相邻空心锥由单根纤维连接,形成的单束空心锥状炭纤维直径为约2～3 μm.与平直炭纤维相比,空心锥状炭纤维微观结构有序度较高,层间距较小,微晶尺寸较大.     

高导热炭/陶复合材料的制备及其性能研究

以天然鳞片石墨粉为骨料炭、中间相沥青作粘结剂、以及Si,Ti为添加剂,利用热压工艺制备了系列炭/陶复合材料.考察了热压温度对材料物理性能和微观结构的影响.研究表明:随着热压温度的升高,最终材料的导热率和热扩散系数都单调增大;而抗弯和抗压强度则有所下降.当热压温度为2700℃时,在平行于石墨层方向材料的温热导热率、热扩散系数、抗弯和抗压强度分别为654W/m·K,413mm2/s,34.5,31.5MPa.当热压温度为2300℃时,材料微晶的定向排列程度就较高,晶格排列也较为规则.利用XRD,SEM,TEM等考察了材料的微观结构,探讨了材料导热性能与微观结构之间的相互关系.     

纳米碳管催化CVD工艺中多物理场的耦合模拟分析

为了研究工艺参数对于化学气相沉积工艺制备纳米碳管的影响,建立了描述CVD工艺的2D轴对称几何模型,对CVD工艺中的温度场,前驱体浓度场、速度场进行了耦合模拟分析.研究结果表明在CVD炉内沿轴向存在一个很大的温度梯度,但高温沉积区域温度均匀稳定,前驱体乙炔浓度适中,有利于纳米碳管的生长.模拟结果的精确度高,可用于纳米碳管CVD工艺的参数优化,最终达到在计算机上做实验的目的.     

提高酚醛基纤维耐热性的表面处理方法

用硼酸,磷酸和硫酸配制得一种纤维表面浸渍处理液,然后将用热塑性酚醛树脂为原料经熔融纺丝制得的固化纤维用浸渍处理溶液高温处理,可以明显提高纤维的残炭率和耐热性.采用电子扫描显微镜、热分析仪、纤维强力仪和金相显微镜对处理后纤维进行了测试和表征.结果表明:这种处理工艺可以明显提高酚醛纤维在无氧气氛下的耐热性和残碳率.经过处理后,纤维在无氧状态下的残碳率比没处理前大大提高,从600～1000℃,处理后纤维的残碳率比原未处理纤维的残碳率一直保持高7%～10%左右,但是对纤维的直径、拉伸强度和结构无影响或影响甚小.     

中空酚醛纤维的熔纺研究及性能表征

以提纯后的热塑性酚醛树脂为原料,用圆弧狭缝式喷丝板进行熔融纺丝,经过固化液固化和热处理一系列工艺,制备出了中空酚醛纤维.结果表明:树脂提纯后可纺性能大大提高,只有在适当的熔纺条件下圆弧狭缝式喷丝板才能纺出中空结构的酚醛纤维,改变的熔纺参数,还可以纺出C形和实心圆形另外两种截面的酚醛纤维.SEM,IR,TG-DSC和强度测试等分析结果表明,所制备的中空酚醛纤维和普通实心酚醛纤维一样,具有较高的固化交联度、分解温度和残炭率,同时具有更好的力学性能.     

浸渍用酚醛树脂的流变行为和固化性能的研究

利用流变仪和热分析仪对213#酚醛树脂的流变行为和固化反应进行了研究.结果表明,该类酚醛树脂具有较宽的浸渍温区(60～80℃),适合作为浸渍剂使用.另外通过对该树脂的DSC研究得出其近似凝胶温度、固化温度和后处理温度分别为88.3、117.7和144.3℃.其表观活化能为88.22kJ/mol.     

制备工艺对炭/石墨密封材料性能及其结构的影响

以改性的填料（二次焦）为骨料炭,中温煤沥青为黏结剂来制备炭/石墨密封材料,考察了材料制备工艺条件对材料机械强度、开孔率以及微观结构的影响。研究表明,与传统的炭/石墨密封材料制备工艺相比,利用改性后的骨料炭所制备的炭/石墨材料具有较高的机械强度和相对均匀的孔径分布。此外,随着二次焦热处理温度的升高,最终材料的体积密度和机械强度增大,开孔率降低。当二次焦热处理温度升高到540℃时,最终所得材料的抗压和抗弯强度分别达到210.0MPa和67MPa,开孔率为19.3%。炭/石墨材料经浸渍金属Cu后,Cu颗粒在利用传统工艺制备的材料中的尺寸相对较大,且存在局部聚集或团聚,而在利用二次浆涂工艺制备的材料中则呈细网状结构且均匀分布。