水热温度对SiC–C/C复合材料表面水热电泳沉积SiCn–MoSi2复合抗氧化涂层的影响

采用水热电泳沉积法在SiC–C/C复合材料表面制备了纳米碳化硅和二硅化钼的复相(SiCn–MoSi2)抗氧化涂层。采用X射线衍射和扫描电子显微镜等对制备涂层的晶相组成、表面及断面微观结构进行了表征。研究了水热温度对制备涂层的结构及高温抗氧化性能的影响,分析了涂层在1 600℃静态氧化行为及失效机理。结果表明:外涂层主要由MoSi2和β-SiC晶相组成。复相外涂层的致密程度、厚度及抗氧化性能随着水热温度的升高而提高。SiCn–MoSi2/SiC复合涂层具有较好的抗氧化和抗热震能力,在1 600℃氧化80 h后氧化质量损失为3.6×10–3 g/cm2。复合涂层在1 600℃的氧化失效主要是由于经过长时间氧化后SiO2玻璃膜层不能及时有效填补涂层中的缺陷,涂层中出现贯穿性的裂纹和孔洞导致的。     

水热沉积电压对C-AlPO_4涂层显微结构的影响

以方石英型磷酸铝(C-A1PO4)粉体为原料,异丙醇为溶剂,碘为荷电介质,采用水热电泳沉积方法在涂有SiC涂层的碳纤维增强碳(C/C-SiC复合材料表面制备了C-A1PO4外涂层.借助X射线衍射和扫描电镜表征了涂层的晶相组成和显微结构.研究了沉积电压对C-A1PO4涂层显微结构的影响,并测试了涂层的抗氧化性能.结果表明:在180～220V范围内,水热沉积电压对涂层的显微结构有较大的影响,220V时制备的涂层致密均匀.涂层的沉积量以及涂层与基体的结合强度随着沉积电压的升高而增加;单位面积沉积量与时间的二次方根之间符合线性关系.与包埋法制备的SiC涂层相比,水热电泳沉积法制备的C-A1PO4涂层具有更好的抗氧化性能,涂层样品在1500℃的空气中氧化37h后质量损失仅为0.53%.     

碳/碳复合材料表面SiC/c-AlPO_4复合涂层及其抗氧化机制

采用二次包埋法和水热电泳沉积法相结合的工艺在碳纤维增强碳复合材料表面制得SiC/方石英型磷酸铝(cristobalite aluminum phosphate,c-AlPO4)复合涂层。借助X射线衍射仪和扫描电镜对复合涂层的晶相组成和显微结构进行了表征。研究了复合涂层的高温氧化性能,讨论了复合涂层氧化、失效的机理。结果表明:复合涂层具有双层结构,包埋的SiC内层主要由α-SiC,β-SiC和少量的游离硅组成,外层由c-AlPO4颗粒构成,内外层结合紧密。复合涂层在1300～1500℃范围内具有良好的抗氧化性能,其氧化激活能为117.2kJ/mol,氧化过程主要受氧在c-AlPO4层中的体扩散速率所控制;氧化气体逸出留下的孔洞是复合涂层防氧化失效的主要原因。     

工艺因素对水热电泳沉积硅酸钇涂层显微结构的影响

采用水热电泳沉积法在C/C-SiC复合材料表面制备了硅酸钇抗氧化外涂层.研究了沉积电流密度和低温热处理对硅酸钇涂层的影响.采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的相组成和显微结构进行了表征.结果表明:采用声化学法制备的硅酸钇微晶颗粒尺寸为25～40nm.随着沉积电流密度增加,硅酸钇涂层均匀性、致密性先逐渐增加后降低.当电流密度超过0.04 A/cm2时会导致涂层表面开裂.进行低温热处理,涂层表面硅酸钇纳米晶出现熔融现象;随热处理温度增加,涂层表面呈现玻璃化趋势.当热处理温度达1200℃时,表面完全熔融,形成致密的硅酸钇玻璃层.涂层在1500℃静态空气中,经过氧化10 h后,失重仍然小于2%.     

C/C复合材料SiC-MoSi2-WSi2抗氧化涂层的制备及性能研究

为提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,以聚碳硅烷(PCS)浸渍裂解法和Si,Mo,W粉浆料刷涂反应法在C/C复合材料表面制备SiC-MoSi2-WSi2复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜等分析手段,对涂层的微观形貌、组织结构及物相进行分析研究,优化涂层制备工艺,考察了涂层的高温抗氧化性能,分析了抗氧化机理.制备的SiC-MoSi2-WSi2复合涂层厚度200 μm左右,主要由SiC,MoSi2,WSi2构成.1500℃氧化试验结果表明复合涂层的静态氧化失重率较SiC单层涂层降低50％以上,较大地改善了C/C复合材料的抗氧化性能.     

碳/碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制

对MoSi2-SiC复相陶瓷涂层的显微形貌、相组成及成分进行了观察与分析,考察并研究了有涂层的碳／碳复合材料在1650℃以下温度的等温氧化性能,以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响,阐明了涂层的抗氧化过程及机理,并进一步提出了合理的涂层结构。结果表明,碳／碳复合材料表面MoSi2-SiC复相陶瓷涂层的抗氧化性能取决于氧在涂层中的扩散过程。     

国内外工业陶瓷文献题录及文摘(二)

99036 碳/碳复合材料表面MoSi_2SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制·硅酸盐学报,1999,27(1):8～15 对MoSiC复相涂层的显微形貌、相组成及成分进行了分析,考察并研究了有涂层的碳/碳复合材料在1650℃以下温度的等温氧化性能,以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响,阐述了涂层的抗氧化过程及机理,并进一步提出了合理的涂层结构。结果表明,碳/碳复合材料表面MoSi_2-SiC复相陶瓷涂层的抗氧化性能取决于氧在涂层中的扩散过程。     

多孔隔热炭材料用SiC复合涂层的制备及抗氧化性能研究

多孔炭毡是优异的高温隔热保温材料,但使用过程中的微氧化问题将直接导致材料的氧化失效.本文采用刷涂反应法,在炭毡表面依次制备了预炭层及SiC复合涂层,借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析涂层的物相组成以及微观结构,探究了在1 200℃、1400℃反应烧结制备的SiC复合涂层的结构和抗氧化性能差异.结果 表明:在大气环境进...     

炭／炭复合材料SiC／Mo（Six，Al1-x）2涂层形成机理与抗高温氧化性能

采用高温包渗技术在炭／炭复合材料表面制备了SiC／Mo（Six,Al1-x）2复合涂层,采用两步反应法研究了复合涂层的生成机理。发现复合涂层是由Si、Al2O3、SiC、MoSi2原始粉末材料与基体炭材料经过复杂化学反应生成的SiC、Mo（SixAl1-x）2以及微量Mo4．8Si3C0．6固溶体组成。在较低温度下（〈1750℃）,单质硅与基体碳的液-固相反应,经过2小时后可以在炭／炭复合材料表面和内部孔隙表面生成致密的SiC过渡涂层;在较高温度下（≤2000℃）,SiC、Al2O3和MoSi2间的反应较为复杂,其主要过程为SiC与Al2O3间生成液体硅、液体铝和气态SiO、Al2O的多相反应,该反应生成的液体铝能够与MoSi2颗粒发生置换反应,生成熔点降低的Mo（Six,Al1-x）2转移涂层;同时,生成的液体硅与CO反应生成晶须状β—SiC,并与Mo（Six,Al1-x）2形成增强型复合涂层。本文还研究了过量单质Si和SiC对Mo（Six,Al1-x）2的还原反应,化学反应推论与实验结果相吻合。以新提出的涂层生成机理为指导,以粉末原料质量组成为Si10％,Al2O3 10％,SiC54％和MoSi226％时所制得了致密并且无粘结的复合涂层材料,并研究了封孔处理后复合材料的抗氧化性能。     

C/C复合材料抗氧化耐高温SiC陶瓷涂层的研究

采用高温反应法和PVD法在SiC工业合成炉内制备了C/C复合材料耐高温抗氧化SiC陶瓷涂层.用XRD、SEM对其物相组成和显微结构进行了表征与分析,讨论了涂层的形成机理,并研究了其高温氧化性能.研究结果表明,所制备的陶瓷涂层主要由α-SiCβ-SiC组成,晶粒发育完整,涂层表面致密、无裂纹,且与碳基体结合紧密,涂层厚度约600μm,涂层抗氧化性良好,在1500℃空气中氧化10h失重约为0.3%.     

生物质水热炭制备过程的环境影响评价

以生物质水热炭为研究对象,运用生命周期评价（LCA）方法,对生物质水热炭制备过程的环境影响进行分析与评价,通过建立输入、输出清单,从温室效应、环境酸化、资源消耗等方面,基于GaBi6.0软件建立模型并计算,分析生物质水热炭制备过程对环境产生的影响。结果表明：生物质水热炭制备过程对6类主要环境影响由大到小的顺序依次为温室效应、环境酸化、光化学臭氧生成潜力、富营养化、资源消耗和臭氧层破坏;我国为碳密集型发电地区,电能的消耗是该制备过程对环境影响最主要的原因,火力发电排放CO₂、SO₂、NO_x等气体为主要环境影响因素。水热炭化是水热炭制备过程中对环境影响的主要环节。针对此结果,提出降低水热炭化温度、缩短水热炭化时间、提高水热炭产率,从而减少能源的消耗,降低环境影响。     

水热污泥渣活性炭的制备及其应用

利用城市污水厂剩余污泥经水热反应(T=320℃、P=12 MPa、RT=10 min)得到的污泥水热渣为原料,以ZnCl2为活化剂制备污泥水热活性炭。通过正交、单因素分析,研究制备工艺条件对污泥活性炭碘吸附性能及产率的影响。结合比表面积、孔径分布和浸出特性,对制备的污泥活性炭的性能进行评价,并探讨其作为水处理吸附剂的去除效果。结果表明当活化温度为450℃、活化时间为30 min、ZnCl2浓度为40%、固液比为1∶2时为最佳制备条件,制得的水热污泥活性炭的碘吸附值为543 mg/g、产率为56.0%。其比表面积为501.4 m2/g、平均孔径为5.78 nm、孔体积为0.47 mL/g、微孔体积为0.18 mL/g、中孔体积为0.21 mL/g,污泥中重金属大多被固化。将该产品用于处理ASBR出水,当吸附平衡时间约为90 min、投加量为11 g/mL时,COD的去除率为87%,吸附容量为76.82 mg/g。     

水热法合成LiFePO4/C纳米复合材料

水热法是一种低成本、低能耗、低污染的绿色化学合成方法,在锂离子蓄电池正极粉体材料的制备方面拥有广阔的前景。LiFePO₄/C复合材料因为其高安全性,有着广泛的应用,但在水热条件下不容易获得分散性好的纳米级的LiFePO₄粉体材料。本文通过研究pH值、反应温度、反应时间等影响因素对水热产物性能的影响,使用水热法制备出分散性好、电化学性能优良的LiFePO₄/C纳米复合材料。     

水热法制备薄膜技术

水热法制备薄膜是近年来发展起来的一种很有潜力的液相制膜技术,在制备压电、铁电和氧化物薄膜等领域内的研究很活跃.本文介绍了水热法制备薄摸技术,并综述了相关的研究成果.     

A Two-Step Hydrothermal Synthesis Approach to Monodispersed Colloidal Carbon Spheres

This work reports a newly developed two-step hydrothermal method for the synthesis of monodispersed colloidal carbon spheres (CCS) under mild conditions. Using this approach, monodispersed CCS with diameters ranging from 160 to 400 nm were synthesized with a standard deviation around 8%. The monomer concentration ranging from 0.1 to 0.4 M is in favor of generation of narrower size distribution of CCS. The particle characteristics (e.g., shape, size, and distribution) and chemical stability were then characterized by using various techniques, including scanning electron microscopy (SEM), FT-IR spectrum analysis, and thermalgravity analysis (TGA). The possible nucleation and growth mechanism of colloidal carbon spheres were also discussed. The findings would be useful for the synthesis of more monodispersed nanoparticles and for the functional assembly.     

水热法合成锰锌铁氧体纳米球包覆的碳纳米管磁性材料的研究

用水热法分别在160℃和220℃下反应5 h制备了锰锌铁氧体纳米球包覆的碳纳米管复合材料。用X射线衍射分析样品的物相,用高分辨透射电镜和电子衍射分析样品的形貌和结构,用振动样品磁强计表征磁性能。结果表明：锰锌铁氧体为球形,粒径约为13 nm。磁滞回线结果表明：复合材料粒子的饱和磁化强度为10.92 em u/g,剩磁为4.25 em u/g,矫顽力为381.43O e。     

斜发沸石水热固化机理的探讨

采用水热法对斜发沸石进行固化,研究了水热固化时间及加水量等因素对沸石性能的影响。利用X射线衍射分析和傅里叶变换红外分析手段,探讨了斜发沸石的水热固化机理。结果表明成型压强30 MPa、钙硅比为0.8、加水量为10%、200 ℃水热固化12 h时,斜发沸石抗折强度达到最大,机理分析表明斜发沸石水热固化强度的增大是源于托勃莫来石晶相的逐渐结晶长大。     

模拟自然加快碳循环:水热转化生物质为高附加值产品

综述了作者所在科研组利用水热技术转化生物质成高附加值化工原料的一些最新进展。着重介绍了利用碳水化合物、木质纤维素、纤维素生物质以及生物柴油的副产物甘油产各种有机酸的研究进展,讨论了水热转化的机理和在水热转化中天然碳水化合物各组分之间的相互影响。最后介绍了中试规模连续水热反应系统利用植物源生物质生产乙酸的进展情况。     

温和条件下钴酸锌的水热合成

以醋酸锌和醋酸钴为原料在220℃、48h的条件下用水热方法合成了纯钴酸锌（ZnCo2O4)。用XRD、SEM等对产物进行了表征。研究了介质的碱度、矿化剂、原料配比、反应温度和反应时间、不同阴离子等因素对产物的影响。ZnCo2O4平均粒径为0.1-0.4μm。