SiC-Glass涂层碳/碳复合材料的中低温氧化行为及机制研究

为揭示具有良好高温(1300～1600 ℃)抗氧化性能的SiC-Glass涂层在中低温(500～1200 ℃)条件下的氧化防护性能,对SiC-Glass涂层碳/碳(C/C)复合材料的中低温氧化行为和机制进行了系统研究.结果表明,SiC-Glass涂层C/C复合材料的中低温氧化失重服从直线规律,但氧化机制存在温度依赖性,可分为2个区段:(1) 低温区(500～800 ℃),氧化失重速率与温度服从Arrhenius关系,氧化主要受控于氧在涂层缺陷内的扩散速率;(2) 在中温区(800～1200 ℃),氧化失重速率与温度不服从Arrhenius关系,氧化过程受氧在涂层缺陷中的扩散、SiC内涂层材料的氧化、Glass外涂层的部分熔融愈合等多种因素联合控制.对比分析表明,SiC-Glass涂层的中低温抗氧化性能不及其高温抗氧化性能优异.中低温下,涂层缺陷愈合不充分是导致这一现象的主要原因.     

碳毡体密度对碳/碳复合材料抗氧化性能的影响

采用自加热化学液相沉积法制备碳/碳复合材料。考察了不同材料在不同温度、时间下的氧化失重率,研究了碳毡体密度与碳/碳复合材料氧化行为的关系。探讨了氧化温度和氧化时间对材料氧化侵蚀的影响机理。结果表明,毡体密度大的碳/碳复合材料具有更好的抗氧化性。扫描电镜观察材料氧化前后的显微形貌发现,基体碳更易被氧化。     

碳毡纤维致密超薄Si-Al-C抗氧化涂层的制备

采用改进的Sol-Gel方法配制含鸡蛋清的氧化硅及氧化铝溶胶先驱体液，来浸渍聚丙烯晴（PAN）基碳毡，并以真空烧结获得碳毡纤维外表致密超薄的Si-Al-C抗氧化涂层。对烧结试样做了XRD，SEM，EDAX，TEM和DSC．TGA的分析。涂层物质由非晶态及晶态物质混杂构成，其晶粒大小有约为50nm～70nm。鸡蛋清在此起良好的天然粘结剂及参与烧结碳化物涂层的活性碳源作用。具有涂层的碳毡纤维在空气中的起始氧化温度约为730℃，较于未处理的碳毡纤维，此值提高了300℃以上。此工艺成本低廉且效果较好。     

碳毡纤维致密超薄Si-Al-C抗氧化涂层的制备

采用改进的Sol-Gel方法配制含鸡蛋清的氧化硅及氧化铝溶胶先驱体液,来浸渍聚丙烯晴(PAN)基碳毡,并以真空烧结获得碳毡纤维外表致密超薄的Si-Al-C抗氧化涂层.对烧结试样做了XRD,SEM,EDAX,TEM和DSC-TGA的分析.涂层物质由非晶态及晶态物质混杂构成,其晶粒大小有约为50 nm～70 nm.鸡蛋清在此起良好的天然粘结剂及参与烧结碳化物涂层的活性碳源作用.具有涂层的碳毡纤维在空气中的起始氧化温度约为730℃,较于未处理的碳毡纤维,此值提高了300℃以上.此工艺成本低廉且效果较好.     

超高温本体抗氧化碳／碳复合材料研究

通过向碳／碳复合材料基体中掺杂难熔金属化合物,研制出了一类集碳／碳材料优异的高温力学、热物理性能和超高温陶瓷材料非烧蚀性能于一体的超高温本体抗氧化碳／碳复合材料。攻克了难熔金属化合物在复合材料中分布以及组元与碳纤维反应控制关键技术,提高了复合材料的力学性能。静态和动态高频等离子风洞超高温本体抗氧化试验表明,在驻点温度达到2500℃,600s烧蚀后烧蚀量仅为碳／碳复合材料的1／5,给出了超高温本体抗氧化碳／碳复合材料氧化烧蚀抑制机理。     

SiC 涂层对不同碳基体氧化防护行为的研究

为了提高碳材料的抗氧化性能,采用料浆烧结法在石墨和C/C复合材料上制备了SiC 抗氧化涂层.测试了SiC涂层在1200℃的高温下对不同碳基体的氧化防护能力,利用扫描电子显微镜 (SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对涂层结构进行分析.结果表明:SiC涂层对不同碳材料的抗氧化防护行为有很大差异,在1200℃的高温下SiC涂层对石墨具有较好的抗氧化性能,而对C/C复合材料的氧化防护性能较差.     

碳/碳复合材料SiC/W-Al-Si涂层微观结构及抗氧化性能

分别采用包埋法、料浆法在碳/碳（C/C）复合材料表面制备了碳化硅（SiC）内涂层、W-Al-Si合金外涂层,借助XRD和SEM分析了所得涂层的物相组成和微观结构,并测试了带有单一SiC涂层、SiC/W-Al-Si双涂层碳/碳复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能。结果表明：富Si的SiC内涂层结构疏松,仅能为碳/碳基体提供数小时的防氧化保护;W-Al-Si合金外涂层主要由WSi2和W（Si,Al）2两相组成;SiC/W-Al-Si双涂层厚度约为100μm,其抗氧化性能明显优于单一SiC涂层,氧化19 h后涂层试样的质量损失未超过5%;有望进一步通过优化W-Al-Si外涂层料浆比例,避免因为与SiC内涂层热膨胀不匹配而产生透性裂纹,从而发挥出超过19 h后SiC/W-Al-Si双涂层的氧化防护潜力。     

料浆法制备碳/碳复合材料Al-Si合金抗氧化涂层

将Al、Si配比为1:1、11:9、3:2(at%)的料浆分别涂刷在带有碳化硅内涂层的碳/碳复合材料表面,分别在1400、1450、1500℃进行扩散处理制得Al-Si合金外涂层。另外,在1500℃静态空气气氛中对Al-Si涂层SiC-C/C试样的抗氧化性能进行测试。结果表明,料浆比例和扩散热处理温度对涂层的抗氧化性能均有一定的影响,当料浆中Al、Si配比为3:2,扩散热处理温度为1400℃时,所得的Al-Si合金涂层抗氧化17h后的质量损失未超过5wt%。     

医用碳材料对骨组织的响应及其生物活化改性

对骨种植医用碳材料的种类、碳材料对骨组织间的响应及碳／碳复合材料表面生物活化改性研究现状进行了综述。提出了碳／碳复合材料表面生物活性改性涂层结构，认为碳／碳复合材料表面活性改性的结构应由硬质阻挡层和不降解生物活化层组成；根据目前已研究的生物活性陶瓷种类，提出了碳／碳复合材料表面生物活性涂层具体结构思路，同时展望了医用骨种植碳材料的前景。     

SiCF的热解碳涂层的制备

以C3H6为源气体，N2为稀释气，在800℃～1200℃温度范围内，SiC纤维上进行了热解碳的沉积。研究了沉积温度、系统压力和PN√Pc。对热解碳沉积速率和沉积层形貌的影响。结果表明：在沉积温度低于900℃，系统总压小于1KPa条件下，沉积速率低，难以进行热解碳的沉积。随着沉积温度、系统压力升高，沉积速率升高，沉积层形貌发生改变。过低的PN2／PC3H6导致不均匀的热解碳沉积形貌，局部有碳颗粒的生成。沉积温度为1000℃、系统总压10KPa左右、PN，／Pc，H．为2：1的条件下可获得均匀致密的热解碳沉积层。反应热力学和动力学条件随工艺参数的改变而改变，这是热解碳沉积层形貌改变的主要原因。     

KINETICS OF CARBON OXIDATION IN CARBON-BEARING REFRACTORIES

ＫＩＮＥＴＩＣＳＯＦＣＡＲＢＯＮＯＸＩＤＡＴＩＯＮＩＮＣＡＲＢＯＮＢＥＡＲＩＮＧＲＥＦＲＡＣＴＯＲＩＥＳ①ＬｕｏＸｉｎｇｙｕａｎ，ＱｉａｏＺｈｉｙｕ，ＹａｎｇＴｉａｎｊｕｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉ...     

CHEMICAL VAPOUR GROWTH OF CARBON WHISKERS ON CARBON FIBERS

The secondary reinforcement,crbon whiskers,may grow on the surface of parent rein-forcement,carbon fibres,by chemical vapour growth from acetylene using Fe salt ascatalyzer.The optimal growing temperature is about 1000℃,and while the concentra-tion of catalytic solution is appropriate,the carbon whiskers may deposite uniformly andlink each other on the parent carbon fibre surface.If the temperature or concentration istoo high,the coarse clusters of carbon may deposite on the fibre surface.The mechanismof carbon whisker growth is believed that the carbon atoms in vapour phase dissolve inthe Fe salt drops over fibres,then the solid carbon grains precipitate on the fibre surface.     

碳纤维表面气相生长碳晶须

用铁做催化剂,乙炔做原料气体,在碳纤维表面上长出二级增强相——碳晶须初步考察了生长温度、铁盐溶液浓度对碳晶须生长的影响结果表明,碳晶须生长的最佳温度在1000℃左右,在催化剂溶液浓度适当时,碳晶须均匀分布在母体纤维上,并把相邻的碳纤维连结起来;温度过高或催化剂溶液浓度过高,都会在碳纤维表面上形成大块碳沉积团碳晶须的生长是气相中的碳原子溶解于纤维表面上的催化剂液滴后,在液滴底部的碳纤维表面上析出固体碳的动态过程     

PREPARATION OF MESOPOROUS CARBON BY CARBON DIOXIDE ACTIVATION WITH CATALYST

A mesoporous activated carbon (AC) can be successfully prepared by catalytic activa-tion with carbon dioxide. For iron oxide as catalyst, there were two regions of mesopore size distribution, i.e. 2-5nm and 30-70nm. When copper oxide or magnesium oxide coexisted with iron oxide as composite catalyst, the content of pores with sizes of 2-5nm was decreased, while the pores with 30-70nm were increased significantly. For comparison, AC reactivated by carbon dioxide directly was also investigated. It was shown that the size of mesopores of the resulting AC concentrated in 2-5nm with less volume. The adsorption of Congo red was tested to evaluate the property of the result-ing AC. Furthermore, the factors affecting pore size distribution and the possibility of mesopore formation were discussed.     

生物膜对碳钢腐蚀的影响

由江汉油由田采油厂污水中分离,提纯出来的硫酸盐还原菌菌株,采用ＡＰＩＲＰ－３８推荐使用的培养基生成生物膜,利用交流阻抗技术研究了生物膜与腐蚀之间的关系。细胞新陈代谢产物及腐蚀产生的分析借助于电子探针及气相色谱／质谱联用技术。     

催化还原碳钛磁铁矿反应动力学

本文借助于热重分析法，测定钛磁铁矿碳热还原动力学。试验结果表明，添加碱金属碳酸盐能够加速钛磁铁矿碳热还原反应。催化作用顺序Ｎａ＿２ＣＯ＿３＞Ｌｉ＿２ＣＯ＿３     

硫离子对碳钢腐蚀性的影响

利用恒电位极化法研究了45#碳钢在Na2S溶液中的电化学行为，用失重法研究了45＃碳钢在不同温度、不同浓度Na2S溶液中的腐蚀速率，采用场发射扫描电子显微镜观察其表面的腐蚀形貌.结果表明：在极化电位较低时，腐蚀过程为电化学控制，当电位升高到-0.4 V以后，出现了极限传质扩散区；在同一质量分数Na2S溶液中，温度升高加速了腐蚀反应的阳极过程；45＃碳钢在Na2S溶液中腐蚀速率随Na2S质量分数的增加，先降低后升高；Na2S含量较低时，腐蚀主要为点蚀，Na2S含量较高时，为均匀腐蚀.      

碳管炉碳化工艺的研究

采用高温热电偶测定碳化炉料不同部份、不同区段的温度 ,描绘了二种规格卧式碳管炉的温度曲线 ,指示其碳化为放热反应过程 ,并提出了优化碳化工艺和设备改进的基本方法。     

CHARACTERISTIC TRANSITION TEMPERATURE OF BRITTLENESS OF LOW CARBON STEEL

On the basis of analysis of low carbon steel fracture macro-features and micro-processes atlow temperature,the definition was given of the characteristic transition temperature ofbrittleness,T_(pm),and its physical meaning was expounded.Discussion was carried out of phys-ical characteristic of variation at T_(pm) in respect of the fracture toughness and property ofcrack arrest.In addition,research was made on the application of T_(pm),which can give infor-mation about the transition of the fracture toughness,the property of crack arrest and criticalcrack size,to estimation the brittleness of low carbon steel at low temperatures.     

EFFECT OF CARBON CONTENT ON PROPERTIES OF SLACK-QUENCHED RAILS

A comparative investigation was carried out of the routine mechanical properties,fracturetoughness,microstructure and hardness of slack-quenched rails containing different carboncontents.After the rails slack-quenched,their strength and toughness,together with ductility,are obviously improved,and the higher the quench hardening is,the more the resistance towear and shell will be.Discussion was also made of the reason for this improvement and of theeffect of carbon content and quench hardening on the properties of rails in combination withthe rail-laying trial.