| 比表面积与入口气体分压对热解炭微观结构影响的数值模拟研究 |
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| 作者姓名： | 许健 汤哲鹏 彭雨晴 顾传青 Koyo Norinaga 李爱军 |
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| 作者单位： | (1. 上海大学 理学院, 数学系, 上海 200444; 2. 上海大学 材料复合及先进分散技术教育部工程中心, 上海 200444; 3. 九州大学 材料化学与工程学院, 日本福冈 816-8580) |
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| 基金项目： | 基金项目:国家自然科学基金(11371243);上海市教委重点创新项目(13ZZ068);上海市科委重点项目(S30104);教育部博士点基金(20113108120019);航空基金(2013ZFS6001);上海市科委项目(13521101202) |
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| 摘 要： | 本研究在炭/炭复合材料热解炭基体织构形成与转化的模型基础上, 基于石墨微晶片层的表面结构特点, 建立了蜂窝结构的热解炭沉积表面几何模型, 并运用Monte Carlo方法模拟了在等温等压化学气相渗透(CVI)过程中热解炭基体沉积的动力学过程, 研究了预制体比表面积(AS/VR)和入口气体分压对热解炭微观结构的影响。通过数值模拟并结合已公开发表的实验结果发现, 在CVI工艺过程中一定的压力条件下, 通过控制AS/VR可以获得不同织构的热解炭, 预制体的AS/VR存在两个临界值, 靠近反应器入口处的临界值为1.45 m-1和8.9 mm-1, 靠近反应器出口处的临界值为0.3 mm-1, 当AS/VR处于这两个临界值之间时, 系统主要沉积高织构热解炭; 在同一AS/VR且压强小于30 kPa的条件下, 通过控制反应气体压强的值也可以得到不同织构的热解炭, 并且压强也存在一个临界值, 当压强大于这个临界值时, 系统主要沉积高织构热解炭。
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| 关 键 词： | Monte Carlo模拟 炭/炭复合材料 热解炭 蜂窝结构 比表面积 入口气体分压 |
| 收稿时间： | 2015-10-26 |
| 修稿时间： | 2016-03-22 |
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