碳/碳复合材料表面涂层后受热膨胀中热应力的近似计算

前言 C/C复合材料具有优异的高温性能,但C/C复合材料高温下的抗氧化性能差,作为高温结构材料必须解决高温长时条件下的抗氧化问题。解决C/C复合材料高温抗氧化的办法之一是加表面涂层,以保护材料不被氧化。涂层与C/C复合材料的膨胀系数往往有所差异,受热膨胀中因热应力常导致导致涂层开裂和剥落,使涂层失去保护作用。为了指导涂层设计,事先应估算出工作温度下涂层中将会产生的热应力。本文就此问题以简化了的物理模型,作了近似估算热应力的初步尝试。 一、物理模型 为了简化问题,作出以下假定: 1.涂层与C/C复合材料的界面结合良好; 2.无残留应力; 3.涂层相对于C/C复合材料很薄,C/C复合材料的导热性良好,因此假定受热时从表面至材料内部不存在温度差; 4.将带有涂层的C/C复合材料看作是一个球体,涂层为球壳。     

炭／炭复合材料用基体—COTAP的合成与性能研究

以廉价的国产中温煤沥青为原料,通过特定的交联催化反应,合成了一种适合于炭/炭复合材料用的基体——COTAP,并研究了不同反应条件下COTAP基体的残炭率及其与炭纤维之间的润湿性,以及由其制备的炭/炭复合材料的强度。实验结果表明,COTAP基体具有良好的综合性能,是一种很有价值的炭/炭复合材料用基体。     

基体改性对C/C复合材料性能影响的研究(一)

本文从C/C复合材料的基体入手,研究了基体沥青、焦炭中添加氧化物的工艺条件及其在复合材料中的作用.结果表明,添加氧化物对基体改性,不仅能提高C/C复合材料的高温抗氧化性,也能对其它性能带来很大影响.只要控制适当的工艺条件,就可以得到高性能的C/C复合材料.     

高性能炭材料生产用煤沥青的研究

研究了软化点在评价煤沥青聚合程度中的作用；描述了热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为，分析了中温煤沥青热聚合改质过程中各种沥青组分随热聚合温度和热聚合时间的转变规律，探讨了QI组分影响煤沥青热聚合改质的机理，认为原料煤沥青所含原生QI炭微粒促进了热聚合改质过程中煤沥青芳烃分子的聚合；描述了煤沥青的流变性能及其在炭材料实际生产中的意义，研究了中温沥青和改质沥青高温流变性能的差异，探讨了硬脂酸和油酸对煤沥青的改性作用；分析了煤沥青的热解缩聚特征，研究了升温速率对煤沥青热解缩聚的影响。     

SnO2纳米粒子的溶剂热制备及光致发光性质

以SnCl4·5H2O为原料,乙二胺为溶剂,用溶剂热法在180℃合成了SnO2纳米粒子,用XRD和TEM对其结构和形貌进行了表征,对SnO2纳米粒子的红外谱图、漫反射谱图以及光致发光性能进行了分析,探讨了乙二胺辅助合成SnO2纳米粒子的化学原理和生长机制。结果表明,用乙二胺辅助成长法合成的SnO2纳米粒子的粒径在40nm左右,粒径分布均匀,分散性较好。SnO2纳米粒子光致发光在340、432和672nm处有3个强峰,在472和540nm处有2个弱峰,其中340nm处的峰为紫外近带边激子发射峰,432、472和540nm处的峰是由氧缺陷引起的,672nm处的峰归因于表面态的氧缺陷引起的能带中深能级跃迁。     

对甲基苯甲醛改性煤沥青的工艺研究

以对甲基苯甲醛(4-methyl benzaldehyde,简称4-MB)为改性剂,在对甲苯磺酸(PTS)的作用下对煤沥青(coal tar pitch)进行了改性。采用偏光显微镜研究了4-MB改性煤沥青的光学组织;考察了4-MB用量,反应温度和反应时间对改性沥青的软化点、密度、残炭率的影响。结果表明,在同一反应条件下,随4-MB用量的增加,改性沥青的密度、软化点、残炭率先显著提高后稍有降低。随着反应温度的提高及反应时间的延长,改性沥青的密度、软化点、残炭率先明显提高,后增加不大。可通过添加不同的4-MB用量或调节反应温度控制改性沥青的中间相小球的数量和球径的大小,从而改善得到较好的光学组织。     

添加对甲苯磺酸对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,对甲苯磺酸为添加剂,在硅油分散体系中420℃热处理2h制备中间相炭微球,研究对甲苯磺酸用量对中间相炭微球形成的影响.利用SEM、FT-IR等方法对所得产物进行分析和表征,发现对甲苯磺酸对平面大分子芳烃的生成具有催化作用,能促进中间相炭微球的形成.在一定的热处理条件下,控制PTSA的用量,实现均相成核,能制备出球形度好、粒径均一的中间相球体.     

一种计算碳/碳复合材料浸渍量的理论公式

在研究碳／碳(C/C)复合材料的浸渍碳化(IC)工艺的改进技术中，对各种影响因素进行了综合分析，提出了一种计算C/C复合材料浸渍量的理论公式，这对正确估计C/C复合材料的IC效果、研究IC工艺与C/C复合材料宏观性能之间的关系具有一定的指导意义。     

包装废EVA复合改性沥青的研究

以回收的包装废弃聚合物——西服包装袋(主要成分EVA)代替普通聚合物改性剂,通过添加废胶粉对普通道路沥青进行复合改性。结果表明,改性后,沥青的软化点、5℃延度提高,针入度降低,也就是说,复合改性提高了沥青的综合性能。FT-IR分析表明改性过程属于物理共混。通过改性沥青的微观结构分析,对复合改性沥青的高、低温性能进行了研究,表明复合改性剂形成的空间网络结构及其引发的应力剪切作用是产生改性效果的主要原因。     

对苯二甲醛-煤沥青COPNA树脂的合成及性能

以煤沥青为单体、对苯二甲醛为交联剂,在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂。采用FT-IR和1H-NMR研究其反应机理;采用TGA-DSC研究该COPNA树脂的热行为。此外,研究了反应时间对COPNA树脂不同组分的影响。结果表明,煤沥青能够与对苯二甲醛合成COPNA树脂,其反应机理为酸催化下的阳离子型缩聚反应;COPNA树脂不仅具有很好的耐热性和炭收率,而且具有很好的粘结和工艺性能。