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。     

细晶结构掺杂石墨的抗氧化行为研究

通过球磨分散方法制备了具有优良热，机械性能的细晶掺杂石墨材料。采用热分析仪考察了掺杂不同粒径陶瓷粒子的复合材料在1500℃温度范围内抗氧化行为；利用扫描电镜样品在800℃，1200℃和1400℃恒温氧化后的表面形貌。研究结果表明；结晶掺杂石墨在氧化温度高于800℃时有优良的抗氧化性能。     

细粒级掺杂石墨材料的制备及其出气特性的研究

通过球磨分散方法制备了细粒级掺杂石墨 ,采用SEM、EDX、TEM、XRD等手段分析了材料微观结构 ,并对其性能作了初步研究。研究表明 :当原始粉粒径小于 10 0nm时 ,材料具有高的热导率和优良的物理机械性能 (抗弯强度为 116MPa) ,与粗晶石墨材料相比 ,细晶石墨材料在电子束辐照前的出气性能与其基本相同。而辐照之后 ,细晶石墨材料释放的H2 、H2 O、CO ,特别是CO2 的量远远少于粗晶石墨材料释放的量     

A New Type of Multielements-Doped,Carbon-based Materials Characterized by High-thermoconductiv-ity,Low Chemical Sputtering,Low RES Yield and Exposure to Plasma

Low-Z materials, such as carbon-based materials and Be, are major plasma-facingmaterial (PFM) for current, even in future fusion devices. In this paper, a new type ofmultielement-doped carbon-based materials developed are presented along with experimental re-sults of their properties. The results indicate a decrease in chemical sputtering yield by one orderof magnitude, a decrease in both thermal shock resistance and radiation-enhanced sublimation, anevidently lower temperature desorption spectrum, and combined properties of exposing to plasma.     

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.     

浸渍用酚醛树脂的流变行为和固化性能的研究

利用流变仪和热分析仪对213#酚醛树脂的流变行为和固化反应进行了研究.结果表明,该类酚醛树脂具有较宽的浸渍温区(60～80℃),适合作为浸渍剂使用.另外通过对该树脂的DSC研究得出其近似凝胶温度、固化温度和后处理温度分别为88.3、117.7和144.3℃.其表观活化能为88.22kJ/mol.     

B_4C改性酚醛树脂对石墨材料高温粘接性能的影响

以酚醛树脂 (PF)为粘接剂的主体 ,添加B4C制备出高温粘接剂 ,并对石墨材料进行粘接试验 ,测试了不同温度热处理后粘接试样的常温剪切强度。结果表明 ,该高温粘接剂经 1 50 0℃处理后仍具有较高的粘接强度。利用扫描电镜 (SEM)观察了粘接试样的断面形貌 ,并探讨了粘接剂的组成及结构与粘接强度间的相关性     

制备工艺对炭/石墨密封材料性能及其结构的影响

以改性的填料（二次焦）为骨料炭,中温煤沥青为黏结剂来制备炭/石墨密封材料,考察了材料制备工艺条件对材料机械强度、开孔率以及微观结构的影响。研究表明,与传统的炭/石墨密封材料制备工艺相比,利用改性后的骨料炭所制备的炭/石墨材料具有较高的机械强度和相对均匀的孔径分布。此外,随着二次焦热处理温度的升高,最终材料的体积密度和机械强度增大,开孔率降低。当二次焦热处理温度升高到540℃时,最终所得材料的抗压和抗弯强度分别达到210.0MPa和67MPa,开孔率为19.3%。炭/石墨材料经浸渍金属Cu后,Cu颗粒在利用传统工艺制备的材料中的尺寸相对较大,且存在局部聚集或团聚,而在利用二次浆涂工艺制备的材料中则呈细网状结构且均匀分布。