SiC_p／Al复合材料的抵抗温度变化尺寸稳定性

采用无压渗透法制备SiCp/Al复合材料,以温度单程变化时热膨胀系数(CTE),累积残余应变(εcr)为指标,研究复合材料在抵抗温度变化时的尺寸稳定性。结果表明,复合材料的热膨胀系数明显低于未增强铝基体,适当的预处理可显著提高其尺寸稳定性,适当的合金元素可提高颗粒增强铝基复合材料抵抗温度变化尺寸稳定性,随热循环次数增加,复合材料的εcr和CET稳定性趋向平稳。     

聚苯胺接枝石墨的制备及性能测试

目的通过石墨表面的原位接枝反应制备聚苯胺接枝改性石墨(GO-g-PANI)。方法首先对鳞片石墨进行氧化,然后利用表面的羟基与硅烷偶联剂KH550反应在其表面引入胺基,进而接枝聚苯胺,制备聚苯胺接枝改性石墨(GO-g-PANI)。通过FTIR、SEM、四探针导体/半导体电阻率测试仪进行表征,并将其作为导电填料制备导电涂料。结果在苯胺与石墨不同的比例下,产率都在92%以上,并且当石墨与苯胺质量比为3:1时,在石墨表面生长出针状聚苯胺,其形成的复合材料的电阻率最低,为12.8?·mm。当此改性石墨在固膜含量为30%(质量分数)时涂料的综合性能最佳。结论聚苯胺可以通过原位反应接到石墨上,并且能够改善氧化石墨的导电性能,在导电材料、电磁屏蔽材料方面具有潜在的应用前景。     

蓝宝石衬底上石墨烯的制备研究

开展了化学气相沉积(CVD)法在蓝宝石衬底上直接生长石墨烯的制备研究和模拟研究,研究衬底表面形貌和生长温度对石墨烯的影响。运用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对石墨烯生长开展了微结构研究。模拟研究发现,氢气对衬底表面形貌具有重要影响,在H原子的作用下Al—O键被拉长了51.42%,近乎断裂,因而对蓝宝石衬底的表面粗糙度产生影响。实验发现H_2对蓝宝石衬底有刻蚀作用,刻蚀后的蓝宝石衬底表面粗糙度Ra变大,不易于石墨烯生长。随着生长温度的升高,生长的石墨烯质量也逐渐变好。     

生长时间对镍基石墨烯生长影响的研究

石墨烯具有优异的性能,常运用在储氢材料、新型电池等领域。本实验采用化学气相沉积法(CVD)在镍基上制备石墨烯,控制生长时间,研究其对石墨烯结构的影响。通过透射电镜以及拉曼光谱观察,发现镍基上长出了石墨烯。随着生长时间的延长,石墨烯生长出的层数越多,因此,为了获得单层石墨烯,应该控制好生长时间。     

SLM成形镍基高温合金及其数值模拟的研究进展

镍基高温合金在高温高压条件下具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力,广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。首先介绍了用选区激光熔化成形技术(SLM)3D打印镍基高温合金零件及其数值模拟的国内外研究现状,然后介绍了SLM技术成形的镍基高温合金的力学性能和微观组织结构以及后处理对其微观组织及性能的影响。其次介绍了通过有限元对增材制造过程的模拟,以及其对工艺过程指导意义。最后进一步介绍了SLM成形镍基高温合金领域的研究热点以及数值模拟在这一领域的应用。     

航空铝合金表面涂层无损激光清洗研究

激光清洗以绿色、安全、便于控制等优点,在航空航天、电子、交通等领域有着重要的应用价值。采用纳秒脉冲激光清洗航空2A12铝合金表面TB06-9涂层,研发了一种新型的两步法无损激光清洗工艺。运用扫描电子显微镜、能谱仪,超景深三维显微镜和万能电子实验机等分析激光清洗涂层。结果表明,第一步采用单次激光清洗,随激光功率的增加,试样表面涂层逐渐减少裸露出氧化层及基材。激光功率为40 W时氧化层保留完好,功率为45 W时氧化层开始出现损伤,随着功率的增加,损伤逐渐增多。最终确定第一步优化参数为激光的频率为20 kHz,功率为40 W,扫描速度为1040 mm/s,线间距为0.052 mm。第二步在第一步的基础上进行多次清洗,获得的优化参数为激光频率为1000 kHz,功率为80 W,扫描速度为690 mm/s,线间距为0.034 5 mm。两步法激光清洗试样的表面与原始试样表面形貌相似,表面显微硬度及抗拉强度基本保持一致,较好地保留了材料的原有力学性能。     

石墨烯疏水性能研究

通过化学气相沉积(CVD)方法在蓝宝石衬底表面生长石墨烯,探究生长时间对石墨烯疏水性能和微结构的影响。利用接触角测量仪、傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电镜研究石墨烯的疏水性能和微结构。发现生长时间是30min时,石墨烯的接触角最大,为129.96°,表现出疏水性,红外测试表明只有CC,拉曼分析发现在10~30 min的生长时间下,石墨烯都出现了3个特征峰。较大的接触角使石墨烯有望作为疏水材料,甚至可以通过对其疏水改性让它在超疏水领域存在潜在应用。     

等离子体稳定性对曲面金刚石膜生长的影响

采用直流等离子体喷射化学气相沉积(DCPJCVD)制备曲面金刚石膜,等离子体稳定性对金刚石膜生长十分重要。研究表明,曲面金刚石膜长时间生长,阳极积聚石墨碳点,等离子体流动受阻失稳,金刚石膜含较多杂质。通过对阳极除碳处理,可维持稳定的等离子体、稳定的电子温度Te、均匀的活性原子及原子基团密度。制备的金刚石膜经SEM、Raman等表征,发现曲面金刚石膜致密、晶粒均匀,仅发现金刚石特征峰,制备的曲面金刚石膜质量较高。     

直流等离子体CVD金刚石薄膜微观结构分析

采用直流等离子体CVD法制备了金刚石膜，利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜、激光拉曼光谱等技术研究了金刚石膜的微观组织，晶粒择优取向生长过程。结果表明：开始形核时，晶粒随机无择优生长；对基体表面氢刻蚀预处理，有利于晶胚形核长大。甲烷浓度对金刚石膜晶粒择优取向生长有重要影响：甲烷浓度较低时，金刚石膜（100）面择优生长，形成以（111）为主的八面体晶体，并且可以制取中心和边缘均匀、高质量光学级自支撑金刚石膜，但生长速率慢，效率低。同时也发现金刚石膜存在空位、孔洞等缺陷。     

甲烷浓度对等离子喷射金刚石厚膜生长稳定性的影响

采用高功率直流电弧等离子体CVD工艺制备了不同厚度的无裂纹自支撑金刚石厚膜．实验中观察到在金刚石厚膜生长过程中出现了形貌不稳定性，其程度随甲烷浓度的不同而变化．从理论和实验两个方面对这种不稳定性进行了讨论，认为直流电弧等离子体的高温造成碳源高饱和度是生长不稳定性的根本原因．实验结果表明，在沉积金刚石厚膜时，为了稳定地获得高质量的厚膜，甲烷浓度不宜过高．