导热填充物对石蜡复合相变储热系统传热行为影响的数值模拟

采用有限元方法模拟圆柱体潜热蓄热系统中的相变蓄热过程。该模型为:以圆柱体封装装置存储相变物质石蜡,圆柱体中间插入一根热水铜管给相变物质供热,不同数量的铜肋片或者不同质量分数的压缩膨胀石墨用于提高相变传热速率。其中铜肋片沿圆柱体径向方向插入圆柱体内;熔融石蜡经过真空浸渗到压缩膨胀石墨内形成压缩膨胀石墨/石蜡复合材料,然后将复合材料填充到圆柱体内。该模型包括四个物理过程:热传导、流体流动、相变传热和对流传热。模拟结果表明,不同数量的铜肋片以及不同质量分数的压缩膨胀石墨对相变储热速率均有明显提高。添加压缩膨胀石墨比添加铜肋片更经济,传热更均匀。     

B4C/C功能梯度材料制备及其性能研究

采用粉末冶金法中的叠层法在2000℃,40MPa的热压烧结条件下设计制备了B4C组分含量变化范围为10％～50％（质量分数）的B4C／C功能梯度材料（FGM）。同时,为了深入考察B4C／C FGM各叠层的性能,在相同的工艺条件下,制备了对应不同叠层的B4C／C均质复合材料。性能测试表明随着B4C含量的增加,对应B4C／C均质复合材料的密度、强度、电阻率、抗氧化性等性能均呈现单调递增的趋势;同时B4C／C FGM整体表现出低密度和高弯曲强度特征,分别可达2．16g／cm^3和138MPa。SEM图和XRD特征曲线表明B4C／C FGM梯度特征显著,抗氧化实验表明B4C／C FGM的抗氧化性也呈现比较明显的梯度变化特征,有望作为抗等离子体、单壁抗氧化等领域用材料。     

SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层的制备及性能研究

为了提高石墨材料的抗氧化性,在石墨表面制备SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层。首先以Si粉为原料,采用液硅渗透法制备SiC内层;然后以Mo粉和Si粉为原料,配制成m(Mo)∶m(Si)分别为1∶5、1.5∶5、2∶5和2.5∶5的料浆,采用料浆烧结法制备Si-MoSi2外层。利用SEM和EDS分析SiC/Si-MoSi2涂层于1400℃氧化前后的结构及组成。结果表明,料浆的Mo粉和Si粉配比对涂层的抗氧化性能有很大影响,当m(Mo)∶m(Si)=2∶5时,涂层具有最佳的抗氧化性能,且表现出长时间的抗氧化能力。     

CA SELECTS Carbon ＆ Graphite Fibers

ＣＡＳＥＬＥＣＴＳＣａｒｂｏｎ＆ＧｒａｐｈｉｔｅＦｉｂｅｒｓ１２４：２０４１８５ｃ混杂纤维增强复合材料的摩擦和磨损特性ＪｏｏＨＪｅｔａｌ．ＨａｎｉｇｕｔＣｈａｅｌｙｏＨａｋｈｏｅｃｈｉ，１９９５，５（３），３１６－２３（韩）制备了由酚醛树脂作为基体，...     

聚酰亚胺薄膜制备高定向石墨材料的研究

将双向拉伸聚酰亚胺(PI)薄膜叠层、压制炭化、高温热处理后制得了高定向石墨材料.借助TG、元素分析、XRD等测试手段分析了PI薄膜层叠成型体在热处理过程中质量、尺寸、化学组成、微观结构的变化.结果表明成型体炭化期间薄膜面向收缩较大,层叠方向尺寸变化不大,对材料进一步加压石墨化后,发现材料沿层叠方向有较大收缩,沿径向收缩较小.XRD分析表明PI薄膜热处理过程中会发生从高分子定向膜到无定型炭,再到高有序石墨结构的转变.经2800℃处理后的材料具有高的取向性和传导性能,四探针法测得样品的电阻率为0.79μΩ·m,根据电阻率与热导率的相关公式推得其热导率为1000～1600W/m·K.     

空心锥状气相生长碳纤维的微观结构

以甲烷为碳源,硫酸亚铁为催化剂前驱体,通过化学气相沉积在石墨基板上制得了空心锥状炭纤维.采用扫描电子显微镜、X射线衍射、激光拉曼光谱、热失重等分析手段,以平直炭纤维为参照,对比研究了空心锥状炭纤维的微观结构特征.实验结果表明:空心锥状炭纤维由众多空心锥并串联而成,单个空心锥底面直径约1μm,锥高为几百nm;径向平面内三个底面直径约1μm,空心锥呈三角形紧密挟接;轴向方向相邻空心锥由单根纤维连接,形成的单束空心锥状炭纤维直径为约2～3 μm.与平直炭纤维相比,空心锥状炭纤维微观结构有序度较高,层间距较小,微晶尺寸较大.     

高导热炭/陶复合材料的制备及其性能研究

以天然鳞片石墨粉为骨料炭、中间相沥青作粘结剂、以及Si,Ti为添加剂,利用热压工艺制备了系列炭/陶复合材料.考察了热压温度对材料物理性能和微观结构的影响.研究表明:随着热压温度的升高,最终材料的导热率和热扩散系数都单调增大;而抗弯和抗压强度则有所下降.当热压温度为2700℃时,在平行于石墨层方向材料的温热导热率、热扩散系数、抗弯和抗压强度分别为654W/m·K,413mm2/s,34.5,31.5MPa.当热压温度为2300℃时,材料微晶的定向排列程度就较高,晶格排列也较为规则.利用XRD,SEM,TEM等考察了材料的微观结构,探讨了材料导热性能与微观结构之间的相互关系.     

纳米碳管催化CVD工艺中多物理场的耦合模拟分析

为了研究工艺参数对于化学气相沉积工艺制备纳米碳管的影响,建立了描述CVD工艺的2D轴对称几何模型,对CVD工艺中的温度场,前驱体浓度场、速度场进行了耦合模拟分析.研究结果表明在CVD炉内沿轴向存在一个很大的温度梯度,但高温沉积区域温度均匀稳定,前驱体乙炔浓度适中,有利于纳米碳管的生长.模拟结果的精确度高,可用于纳米碳管CVD工艺的参数优化,最终达到在计算机上做实验的目的.     

提高酚醛基纤维耐热性的表面处理方法

用硼酸,磷酸和硫酸配制得一种纤维表面浸渍处理液,然后将用热塑性酚醛树脂为原料经熔融纺丝制得的固化纤维用浸渍处理溶液高温处理,可以明显提高纤维的残炭率和耐热性.采用电子扫描显微镜、热分析仪、纤维强力仪和金相显微镜对处理后纤维进行了测试和表征.结果表明:这种处理工艺可以明显提高酚醛纤维在无氧气氛下的耐热性和残碳率.经过处理后,纤维在无氧状态下的残碳率比没处理前大大提高,从600～1000℃,处理后纤维的残碳率比原未处理纤维的残碳率一直保持高7%～10%左右,但是对纤维的直径、拉伸强度和结构无影响或影响甚小.     

中空酚醛纤维的熔纺研究及性能表征

以提纯后的热塑性酚醛树脂为原料,用圆弧狭缝式喷丝板进行熔融纺丝,经过固化液固化和热处理一系列工艺,制备出了中空酚醛纤维.结果表明:树脂提纯后可纺性能大大提高,只有在适当的熔纺条件下圆弧狭缝式喷丝板才能纺出中空结构的酚醛纤维,改变的熔纺参数,还可以纺出C形和实心圆形另外两种截面的酚醛纤维.SEM,IR,TG-DSC和强度测试等分析结果表明,所制备的中空酚醛纤维和普通实心酚醛纤维一样,具有较高的固化交联度、分解温度和残炭率,同时具有更好的力学性能.