热处理对PAN纤维环构化结构及后续反应的影响

在氮气气氛下,对PAN纤维分别在210～260℃进行热处理,得到不同环构化结构的PAN纤维,并在空气气氛中进行热稳定化处理.借助红外吸收光谱(FT-IR)、固体核磁(13C-NMR)、差示扫描量热分析(DSC)、元素分析(EA)和热重分析(TG)等测试手段,研究氮气中形成的PAN纤维环构化结构特点,及对后续热环化氧化反应的影响.结果表明:在氮气气氛中,随热处理温度从210℃升至260℃,PAN纤维的环化程度提高,不同热处理温度导致了不同PAN纤维环构化结构的形成:其中210～240℃区间内脱氢反应逐渐剧烈,-C=C-C=N-结构逐步增多;230～260℃区间,其易于捕获氧的官能团-CH2-C=C-NH-逐渐增多;随前期热处理温度的升高,前期形成的环构化结构使得后期环化和初步氧化反应可在更低的温度下进行,反应更加缓和,环化更加彻底,有利于生成更加完善的耐热网状梯形结构.     

不同气氛下聚丙烯腈纤维中官能团的化学反应性

在空气和氮气条件下,分别对聚丙烯腈(PAN)原丝在190 ～ 260℃范围内进行热处理,利用DSC、FT-IR、NMR与TG研究了PAN纤维的各官能团在不同介质中的化学反应性和化学结构演变.研究表明,不同气氛导致PAN大分子官能团的化学反应类型、反应程度和最终化学结构不同,氮气气氛下,热引发自由基化学反应的活化能较高,但反应速率快,氰基成环、亚甲基脱氢后逐渐异变生成C=CH-C=NH共轭结构;空气气氛下,热和氧引发离子环化反应的活化能较低,但反应速率慢,氰基成环、亚甲基脱氢、氧化反应生成含C=O、C=N的芳杂环结构;尽管氮气中成环及脱氢反应程度高,但氧化性气氛形成的含氧芳杂环结构热稳定性远大于氮气气氛下形成的共轭结构.     

超声蚀刻处理对PAN基预氧丝结构与性能的影响

采用梯度升温法对聚丙烯腈(PAN)纤维进行预氧化,将各温区预氧化纤维在90%二甲基亚砜(DMSO)水溶液中进行超声蚀刻处理。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法分析了超声蚀刻处理对各温区纤维化学结构、原纤结构以及性能的影响。结果表明:超声蚀刻处理对各温区预氧化纤维的化学结构没有影响;195～245℃预氧化纤维经超声蚀刻处理后,出现分离的原纤结构;超声蚀刻处理后,各温区纤维的线密度都不同程度的增加,其中,255℃预氧化纤维线密度增幅最大且为最高值;各温区纤维的抗拉强度较超声蚀刻处理前同温区的纤维都明显降低,255℃预氧化纤维降幅最大且抗拉强度为最低值。     

高温处理对PAN基碳纤维空隙结构的影响

采用质量法、扫描电子显微镜(SEM)、体密度测试、元素分析(EA)、X射线衍射(XRD)及拉曼光谱(Raman)等手段,探究了高温处理过程PAN基碳纤维空隙结构的变化及其原因。结果表明:热处理过程存在组成元素的逸出及由化学变化和结构转化引起的纤维外形尺寸的变化,在其共同作用下,碳纤维的体密度在800~1500℃范围先增加后减少,在1000℃体密度出现最大值;碳、氢、氧和氮元素的质量减少,碳、氮元素的溢出,造成碳纤维骨架结构的不完整性,形成内部缺陷,且随着温度的升高,碳、氮元素脱除加剧,内部空隙结构增加;由于纤维表面氧含量相对较高,随着温度的升高,纤维表面氧含量脱除量加剧,碳纤维开孔的空隙结构增加,反映在随着温度的升高,碳纤维体密度和表观体密度的差异增大。     

铸钢件气孔形成机理分析及预防措施

通过对气孔缺陷实例进行理论分析与探讨,得出铸钢件气孔产生原因主要分3种类型:脱氧不良及二次氧化,使钢液含氧量过高,在凝固降温过程中,碳氧平衡被破坏,发生碳氧反应,生成CO反应性气孔;炼钢氧化期后和浇注过程中,水蒸气对钢液的二次氧化,使钢液大量吸氢。在钢液凝固期间,氢因溶解度急剧降低而析出,形成析出性H2气孔;石灰石砂芯在高温下分解产生大量CO2气体不能及时排出,产生侵入性气孔。针对不同气孔形成机理提出了防止措施,有效地消除了气孔缺陷。     

PAN预氧丝复合RF气凝胶的性能研究

本文以间苯二酚(C6H4(OH)2)和甲醛(HCHO)为前驱体,碳酸钠(Na2CO3)为催化剂,采用溶胶-凝胶技术、超临界干燥工艺制备了间苯二酚-甲醛(RF)气凝胶。另外,通过添加聚丙烯腈(PAN)预氧丝改善了RF气凝胶的力学性能,制备了PAN预氧丝复合RF气凝胶。文中通过调节质量分数ω、间苯二酚与催化剂摩尔比(R/C值)这两个参数对微结构进行调控,其中选取质量分数ω为15%, R/C值为100和500的气凝胶进行比较,经过分析可知R/C值为100的气凝胶性能优良,复合后样品的比表面积变为618.6 m₂/g,孔体积为2.423 cm₃/g,平均孔径为15.1nm。PAN预氧丝复合后的气凝胶依然具有优异的热学性能,在常温下热导率为0.032W/(m.K)。力学性能有了很好的改善,压缩模量为1.499MPa,比纯RF气凝胶提高了0.6倍。     

铁元素对PAN碳纤维热行为的影响

提出了制备渗铁PAN碳纤维的一种新方法,研究了铁元素对碳纤维热行为的影响,探讨了铁元素对碳纤维热行为影响机理。结果表明,在初生纤维上浸渍Fe2(SO4)3/DMSO溶液的方法制备得到的PAN碳纤维中元素铁含量在0.26%以上,其在纤维截面上分布均匀。铁元素对碳纤维热稳定性影响与碳纤维经历的热历史有关,在1700℃以上热处理过的渗铁碳纤维热稳定性较之2200℃热处理过的碳纤维热稳定性高。同时,铁元素对碳纤维热稳定性表现出浓度效应,碳纤维中铁浓度在49μg/g以上时,碳纤维耐热氧化能力随铁元素浓度的升高而降低。研究还表明,铁元素能降低了PAN碳纤维表面C1s费米能级,从而提高了碳纤维耐热氧化性。     

电纺法制备PAN基高比表面积活性纳米碳纤维

将聚丙烯腈(PAN)粉末配制为PAN/DMF溶液,通过静电纺丝工艺制备了PAN纳米纤维,然后依次进行预氧化、碳化处理得到纳米碳纤维;采用CO₂作为活化剂制备了超大比表面积活性碳纤维。使用扫描电镜、场发射透射电镜、拉曼光谱,傅里叶红外光谱和N₂吸附等手段对样品的形貌、成分和结构进行了全面表征,研究了聚合物溶液浓度和静电压对PAN纳米纤维形貌和直径的影响。活性碳纤维独特的孔结构使其作为电极材料在多种电解液中保持了较高的比容量。结果表明活化后的碳纤维的比表面积、总孔容和微孔孔容都明显增加,本研究所制备的活性碳纤维具有极高的比面积和良好的电导率,使其在超级电容器电极材料领域有着进一步的应用。     

氧对Zr基非晶合金影响的研究进展

Zr基非晶合金作为新型结构材料得到广泛应用﹐然而其玻璃形成能力及ΔTx等指标对合金中氧的含量非常敏感。正确认识氧的作用机制及规律,控制Zr基金属玻璃在制备及应用过程中的稳定性非常重要。本文概述了氧对Zr基非晶合金热稳定性﹑晶化﹑氧化﹑微观结构与力学性能﹑腐蚀与疲劳等方面的影响,从不同角度理解合金中氧的作用机制及规律。     

先驱体转化法制备连续SiC(OAl)纤维

先驱体聚铝碳硅烷经熔融纺丝、空气预氧化处理、1300℃烧成制得连续的含有少量铝和较多氧的SiC(OAl)纤维,即KD-A纤维.通过元素分析、拉伸强度测试及SEM,AFM,HRTEM,XRD等分析对纤维进行了表征.结果表明:连续KD-A纤维是非晶型的含铝SiC纤维,直径为12 μm～14 μm,具有较高的抗拉伸强度(2.6 GPa)和弹性模量(210 GPa),其耐高温和抗氧化性能明显优于Nicalon纤维,达到了Hi-Nicalon纤维的水平.     

气动转轴结构成形模设计

介绍了1副适用于表面要求较高的钣金件的成形模结构及工作过程 ,解决了钣金件成形过程中的擦伤问题。模具利用压缩气体为动力 ,不需压力机就能工作 ,减少了设备的投资。     

臂座压铸模抽芯结构的改进

抽芯机构是压铸模常见的机构之一,当铸件具有与开模方向不同的内外侧凹时,模具需要侧面分型,先将抽芯抽出,然后顺利顶出铸件。雨刮器臂座侧面孔为倒扣结构,需要做成抽芯结构。前期模具设计采用大方形抽芯镶拼结构,在实际生产过程中,方形抽芯断裂频繁,备件制造工序长,加工周期长。后期,对抽芯结构进行改进,改为小异形抽芯镶拼结构,减少抽芯应力集中,提高抽芯使用寿命,降低抽芯制造成本和缩短制造周期,现该结构已普遍用于臂座压铸模。     

绝缘外壳弯曲模设计

通过对绝缘外壳零件现场生产工序简单分析,着重介绍了弯曲模的结构和动作原理,并对模具部分零件设计作了说明,最终完成了弯曲模具结构设计.实践证明此模具结构合理,操作方便,产品成形精度好.     

简化模具结构的一种设计方法

通过对塑件结构及用途的分析 ,在不影响塑件质量的前提下 ,在塑件结构上增加一些简单的工艺结构 ,使模具结构大大简化 ,经济效益明显。     

激光熔覆Stellite-6+VC混合粉末的熔覆层组织

用脉冲300 W Nd:YAG激光器、6轴机器人、5 m长的光纤、送粉系统及送粉专用喷嘴,建立了激光机器人熔覆系统.在低碳钢（SM400B）上熔覆Co基合金（Stellite-6）和碳化钒（VC）混合粉末（VC的质量分数变化范围为0~100%）,并对熔覆层的形状和显微组织进行了分析.结果表明,在0~80%范围内随着混合粉末中VC的质量分数增加,VC初晶相的数量随之增加,同时熔深也随之增加;根据混合粉末中VC的质量分数的不同,熔覆层显微组织可分为两种类型,即亚共晶组织和过共晶组织;亚共晶组织由富钴的γ相与共晶组织组成,过共晶组织由初晶VC相与共晶组织组成.     

新型金属结构材料及焊材介绍

介绍了几种金属结构材料的成分及力学性能特点。同时介绍了新的焊接材料以及在焊接工程方面的应用。     

T8钢硼钛铌共渗层中夹缝组织的相结构研究

用透射电镜、显微硬度计和电子探针研究了T8钢硼钛铌共渗层的相结构及元素分布。结果表明,表层FeB晶界处有TiC和NbC,里层(Fe,M)_2B针间和前沿存在岛状的夹缝组织,其显微硬度值为280～550HV_(0.1)夹缝组织由α—Fe、Fe_3Si、Fe_5Si_3、Fe_5SiB_2、Fe_(4.9)Si_(2.0)B_(1.0)、Fe_3(Si,B)及FeCSi组成。共渗层中硅与碳的分布不均匀,富集区大多在(Fe、M)_2B齿间和前沿。     

组合模在车架纵梁生产中的应用

介绍了汽车车架纵梁的种类、结构特点、目前大型企业常用的几种生产方式及国际上的先进生产方法 ,并着重叙述了组合结构在车架纵梁生产中的应用     

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 分析了滚筒在筒皮和轮毂焊缝处断裂的原因,通过化学成分分析、硬度测试、显微组织观察、断口宏观观察和扫描电镜分析研究了断裂原因。结果表明：轮毂的化学成分符合国家标准,基体组织正常;筒皮中磷成分超过国家标准,基体的带状组织严重,达到了3级,在焊接热影响区形成魏氏组织,使焊缝的韧性急剧下降,焊接接头变脆,导致滚筒在焊缝处开裂。