碳/碳复合材料中的微区结构和性能的研究

实验以Raman光谱、原位纳米力学测试、偏光显微镜和扫描电镜(SEM)对碳/碳复合材料不同微区的结构和性能进行研究,实验结果表明:碳/碳复合材料不同微区的结构和性能存在明显的差异性,不同微区的石墨化程度是沿着相邻纤维中心径向逐步增强,至纤维间的碳基体最高;碳基体以片层状结构沿纤维表面取向,呈同心圆环状,其光学各向异性远...     

二维碳/碳复合材料力学性能影响因素的研究现状

二维碳/碳复合材料以其优秀的力学性能和热物理性能，在火箭发动机喷管、航天飞行器热防护结构等领域得到广泛应用。针对二维碳/碳复合材料的服役工况需求，国内外研究主要集焦于二维碳/碳复合材料的力学性能及其影响因素，包括碳纤维、碳基体、纤维/基体界面及致密工艺等方面。本文综述了二维碳/碳复合材料力学性能影响因素的研究现状，拟为进一步优化二维碳/碳复合材料力学性能提供参考。     

碳/碳复合材料的发展及应用研究

碳/碳复合材料作为新型结构材料具有优异的力学性能、低热膨胀系数、耐热冲击以及耐烧蚀等优异性能,在较宽的温域范围内拥有较好的抗蠕变性能和较高的强度保留率,是新材料领域重点研究和开发的一类战略性高技术材料。本文阐述了碳/碳复合材料的优势以及综述了碳/碳复合材料的发展阶段,重点针对航空航天、光伏产业、汽车、半导体、工业领域以及生物医学等领域进行应用探索,本文认为碳/碳复合材料正从过去的双元复合逐步向多元复合的方向发展,未来碳/碳复合材料会向多功能复合材料方向发展,其应用领域也将更加广泛。     

碳/碳复合材料SiC-HfSi_2抗烧蚀复合涂层(英文)

为改善碳/碳(C/C)复合材料的抗烧蚀性能,采用包埋技术在C/C复合材料表面制备了碳化硅-硅化铪(SiC-HfSi2)抗烧蚀复合涂层。采用氧乙炔火焰烧蚀试验评价了C/C复合材料样品的抗烧蚀性能。通过扫描电镜观察、能谱分析及X射线衍射分析研究了烧蚀前后C/C复合材料抗烧蚀涂层的表面和断面形貌、元素分布和相组成。结果表明:涂层C/C复合材料在烧蚀后其表面出现了丛生的氧化硅纳米线。同时,与未涂层C/C复合材料相比,SiC-HfSi2涂层使C/C复合材料的质量烧蚀率下降了85.6%。     

放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳复合材料

以金刚石微粉和钛铝碳微粉为原料,采用放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。研究结果表明:在温度1100℃~1200℃、30 MPa和金刚石含量为(30~60)wt.%条件下,制得金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。当金刚石含量大于40wt%时,制得样品的微观结构中存在大量的空隙;当金刚石含量为(30~40)wt.%时,制得样品微观结构较致密。钛铝碳与金刚石作用分解为碳化钛和少量的碳化铝,金刚石能够被反应产物表面包覆,包覆后镶嵌于陶瓷基体中,复合材料密度达到3.7g/cm3,磨耗比约为1550。     

碳/碳复合材料力学性能的研究进展

本文综述了碳/碳复合材料力学性能的研究进展,包括碳纤维、基体炭、界面性能、制备工艺及工艺参数等对碳/碳复合材料力学性能的影响。同时简单介绍了当今单向碳/碳复合材料力学性能的表征手段。希望对碳/碳复合材料力学性能的研究及应用提供帮助。     

沉积温度对微波热解CVI制备碳/碳复合材料密度及组织结构的影响

以碳毡为预制体,N2为稀释气体,甲烷为碳源前驱体,其分压为10 kPa,滞留时间为0.15 s的工艺条件下,研究了不同沉积温度对微波热解化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)工艺制备碳/碳复合材料的致密化速率、样品的体积密度及其密度均匀性的影响,并对其组织结构进行了观察.分析了沉积温度对微波热解CVI工艺制备碳/碳复合材料的密度与组织结构的变化规律.结果表明:在微波热解CVI工艺中,随着沉积温度的降低,碳毡预制体的致密化速率及最终体积密度呈现先升后降,1100 ℃沉积制备复合材料的密度均匀性最好,并呈现从内到外逐步沉积的规律.热解碳的织构主要为中等织构.     

介孔碳的研究进展及应用

介孔碳是一类新型的具有巨大比表面积和孔体积的介孔材料,可以通过不同的方法合成并对其孔结构和形貌进行调节。本文主要综述了介孔碳及介孔碳基复合材料的合成方法,对比阐述了不同方法制备的介孔碳材料所具备的孔道结构和形貌。介绍了将不同非金属和金属元素及其氧化物掺杂在介孔碳中合成复合材料,发现制备的复合材料具有更优的性能且掺杂元素不同复合材料的形貌和孔道结构不同。此外,简要说明了介孔碳及碳基复合材料在环境、催化、储能、电化学和生物医学等方面的应用,指出其在各个领域的应用仍存在不足。调整介孔碳的孔结构和表面性能、采用更简便易控制的合成方法将成为制备介孔碳及碳基材料的主要研究方向。     

BaTiO3改性对碳/碳复合材料力学性能的影响

以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维无纬布和短切网胎纤维交互叠层针刺,在预制体制备过程中掺杂0%、5%、15%、25%和35%五种不同质量分数的BaTiO₃,制备得到纵向纤维排布环形碳纤维预制体,通过化学气相沉积(CVD)和液相浸渍相结合的方法,制备得到BaTiO₃改性碳/碳复合材料。对该复合材料进行垂直和平行两个方向的力学性能测试,并且观察断口处的组织结构及其形貌特征。结果表明,引入纳米BaTiO₃后,加快了热解碳形核与生长的过程,改变了热解碳的组织结构,由单一的光滑层组织结构转变为光滑层和粗糙层两种组织结构。随着BaTiO₃含量的增加,复合材料的垂直压缩强度先基本不变后逐渐增大,平行压缩强度先增大后减小。复合材料的垂直压缩断裂方式均为脆性断裂,平行压缩断裂方式也均为脆性断裂同时呈现层间断裂的特征。     

缝合工艺在碳/碳复合材料的应用

研究了不同缝合间距和不同碳布对碳/碳缝合复合材料力学性能的影响.结果 表明:在相同缝合间距下,缝合预制体的单元层厚度越薄,其碳/碳复合材料的综合性能越优异,且相比单元层性能,单元层厚度对其碳/碳复合材料的性能影响更显著;随着缝合间距变小,碳/碳复合材料拉伸强度整体呈现下降趋势,且降低幅度均增大,弯曲强度和层间强度呈现增加趋势,且增加幅度均增大.     

含碳质耐火材料中碳的测定

对含碳质耐火材料中的碳的来源、种类、性能进行分析和研究，通过实验证明，间接法测定含碳质耐火材料中的碳含量是一种科学准确的测试方法。     

低碳经济下的碳标签机制实施

碳标签是为实现低碳经济应运而生的机制,介绍了低碳经济下碳标签、碳足迹未来发展的趋势,详细阐述了碳标签机制实施的具体内容、计算方式,并就碳足迹的含义与核算进行了详细的说明。指出未来碳标签在全球范围的广泛实施必将对中国制造企业的低碳转型产生不小的影响。     

炭纤维增强中间相炭微球制备炭/炭复合材料

以中间相炭微球为炭源,沥青基磨切炭纤维为同质增强相,采用冷模压成型和气氛低温烧结制备出高性能炭/炭复合材料。研究了炭纤维表面处理对界面结合强度的作用机制和改善效果,分析了不同球磨时间下原始粉料的微观形貌。结果表明：炭纤维的添加有利于坯体各向均匀收缩,降低了总体积收缩率,使得复合材料密度下降;同时大幅度提升了复合材料的机械强度;添加10%（质量分数）炭纤维时弯曲强度最高,达到123.5MPa。     

碳纤维中碳含量测定方法的研究

碳纤维中碳含量是该类产品在进出口环节能否准确进行商品归类的重要依据.文章通过高频红外碳硫分析仪法和重量法对同一碳纤维样品进行测定,并比较试验过程和测试结果,从而选定高频红外碳硫分析仪法作为简单、快速、准确地测定碳纤维中碳含量的方法.     

秸秆炭固定二氧化碳反应的动力学研究

在固定床中,氨水改性秸秆炭对吸附二氧化碳气体的吸附特性进行了测定,分别考察了浸渍时间（1～4 h）、浸渍温度（30～45℃）、浸渍浓度（10%～25%）对氨水改性的秸秆炭吸附二氧化碳性能的影响,结果表明：浸渍氨水浓度越高,吸附性能越好;吸附量随浸渍时间的增加,呈先增大后减小的趋势,存在较强的浸渍时间;浸渍温度升高对吸附性能影响不大。依据吸附反应的基本原理,建立了吸附动力学模型。模型计算得到的穿透曲线,与实验结果吻合较好。     

采用炭黑水热法制备荧光碳点

主要采用水热法来合成高荧光和高量子产率(QY=25.44%)的水溶性碳点。以炭黑作为主要原料,以乙二醇作为钝化试剂和修饰试剂,在120℃温度下加热制备碳点。此方法合成的碳点具有激发依赖性,即发射波长会随着激发波长的红移而不断红移,从而发出蓝色,绿色,黄色,红色等不同颜色的荧光。而且合成的碳点的粒径较小,只有2~3nm,方便进入细胞。利用洋葱表皮细胞对合成的碳点进行细胞成像试验,结果表明碳点可以顺利地穿过细胞壁、细胞膜、核膜等三重障碍进入细胞核,并对细胞核进行特异性标记,有利于在生物医学领域的应用。     

碳沉积法制富氮用炭分子筛的研究

本文提出的碳沉积法是用煤焦油馏分油的有机溶液浸渍煤炭化物,然后热解以进行“孔调变”。确定了最佳工艺条件,制得富氮性能良好的炭分子筛。并用D-A方程求取了各种样品的微孔结构参数。     

氨厂脱除CO2的方法与脱碳塔的技术改造

介绍大,中型氨厂脱除变换气中ＣＯ２的方法,探讨了脱碳过程挖潜改造,节能降耗的技术原理,并给出了新塔内件和孔板波纹填料改造不同脱碳塔的实例,着重介绍了改良热钾碱法脱碳塔的技术改造。     

燃煤企业碳排放计算方法对比-以元素碳和固定碳分别计算

在进行燃煤电厂温室气体核算时需要用到元素碳作为基础数据。本文就此讨论了在采用固定碳替代元素碳作为温室气体核算数据的差异及可能性,同时分析差异的大小。对某燃煤发电企业进行6年连续分析,结果表明该燃煤企业加权平均固定碳含量均值为51.66%,与缺省值燃煤元素碳含量51.23%相差很小,在实际编写报告时可以考虑采用实测固定碳代替元素碳进行碳排放计算。企业燃煤碳排放量近年来呈降低趋势,碳排放峰值出现在春、冬两季;以固定碳代替元素碳进行燃煤二氧化碳排放进行计算,排放量缺省值为实测值的1.064倍。分别采用两种方法进行元素碳计算拟合得到烟煤收到基元素碳含量,经比较均大于采用国标计算所得收到基元素碳。若分别采用两种经验公式计算所得Car,其二氧化碳排放量可能大于取标准值的二氧化碳排放量。