CVI改性泡沫炭的研究

化学气相渗透技术是制备高性能C/C复合材料的一种重要方法。采用均热式CVI炉，对400℃不同压力下制备的泡沫炭进行化学气相渗透。分析了泡沫炭在CVI处理中的沉积过程，通过SEM观察了泡沫炭沉积形貌和热解炭的微观结构，测试了材料的力学性能。结果表明：利用CVI工艺能在较短的时间内对泡沫炭进行有效的致密，降低显气孔率。其中400℃，5MPa条件下制备的泡沫炭，CVI前后显气孔率下降最明显，由77.7%降到55.6%，降幅达到近30%；体积密度在CVI前后也显著增大，在400℃，5MPa条件下，由最初的0.434g/cm^3增大到0.825g/cm^3，增大0.9倍以上。泡沫炭基体中沉积一定量的热解炭，可以显著提高泡沫炭的抗压缩强度。400℃，4MPa制备条件下，CVI前后压缩强度增大将近6倍。     

石墨化CVI泡沫炭的结构和性能

本文采用化学气相渗透技术(CVI)对泡沫炭进行复合处理,利用SEM、XRD等分析手段对石墨化样品进行了分析.研究结果表明,CVI热解炭在泡沫基体的沉积方式是:小颗粒积聚生长成为大颗粒·大颗粒不断接合,经石墨化处理后形成更加规则的结构.石墨化CVI泡沫炭相比原生石墨泡沫炭的电学和力学性能有很大提高,在350*C、2MPa压力条件下制备的石墨化CVI泡沫炭的电导率可以提高近0.9倍;在350"C、1MPa压力条件下制备的石墨化CVI泡沫炭的压缩强度增大近3.5倍.因此,CVI处理可以有效改善石墨泡沫炭的基体结构,提高石墨泡沫炭性能.     

利用硝酸-27S制备高倍可膨胀石墨

以报废液体推进剂硝酸-27S、鳞片石墨、高锰酸钾、硫酸和冰醋酸为原料,采用化学氧化法制备高倍可膨胀石墨.考察了高锰酸钾、硝酸-27S(水吸收液)、冰醋酸用量等因素对可膨胀石墨膨胀容积的影响;通过正交实验确定最佳工艺;采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对可膨胀石墨进行表征.结果表明:最佳工艺为鳞片石墨(g):高锰酸钾(g):硝酸-27S(水吸收液)(mL):硫酸(mL):冰醋酸(mL)=1∶1∶1.25∶1.25∶2,于40℃下反应90 min,所获可膨胀石墨的最大膨胀容积为320 mL·g-1;对膨胀容积影响最大的因素为KMnO4用量;SEM和XRD证实了石墨层间化合物的存在.