SiC多孔陶瓷管的抗热震性能及过滤特性研究

微观结构和孔隙参数对于SiC多孔陶瓷管的过滤性能至关重要,采用压汞法和X射线衍射法对使用前后的多孔陶瓷管孔径变化进行了量化研究。通过水淬法对SiC多孔陶瓷管的抗热震性进行了评估,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段分析了SiC多孔陶瓷管的表面形貌、微观结构和物相组成。结果表明,SiC多孔陶瓷管结构均匀,膜表面形貌粗糙复杂,适用于微米级过滤。在200~250℃的工作温度下,SiC多孔陶瓷管的抗弯强度保持率在75%以上。在冶金烟气除尘过程中,粒径小于膜孔径的SiO2和Fe杂质会穿过膜层进入到支撑体层,在支撑体孔隙表面吸附沉积,使其孔径减小28.8%左右;膜层表现良好的稳定性,不会被污染。     

气氛保护等离子喷涂成形W/Re合金喷管的抗热震烧蚀性能研究

用包覆法制备W-5%Re复合喷涂粉末, 再采用气氛保护等离子喷涂成形技术结合真空烧结技术制备内径为8 mm、壁厚16.5 mm、长30 mm的某实验型固体火箭发动机W/Re复合喷管, 并测试了喷管在地面点火试车条件下的抗热震烧蚀性能。研究结果表明, 气氛保护等离子喷涂成形W/Re喷管为典型的柱状晶层片结构, 致密度仅为87.5%。经2 300 ℃真空烧结480 min后, W/Re合金喷管由层片结构转化为颗粒状结构, 致密度提高至98.6%, 综合力学性能显著提高。地面试车实验后, W/Re合金喷管整体结构完好, 未出现炸裂和破碎现象, 抗冲刷和耐烧蚀性能良好, 其线烧蚀率仅为0.15 mm/20 s。经SEM、EDS等检测发现, 喉部以机械剥蚀为主、熔化烧蚀及热化学烧蚀为辅, 其烧蚀程度最为严重; 收敛段为机械剥蚀和热化学烧蚀, 其烧蚀程度次之; 而扩散段则主要发生热化学烧蚀, 其烧蚀程度最低。     

磁铁矿-长石质高温节能涂料抗热震性能的试验改进

在初期试验的磁铁矿-长石质高温节能涂料基础上，研究了堇青石的引入对节能涂料抗热震性能及热辐射性能的影响。试验结果发现：堇青石的引入，改进了高温节能陶瓷涂料的抗热震性能，对涂料的热辐射节能效果还具有一定程度的提高作用。     

不同品位晶质石墨矿石劈裂拉伸力学行为研究

为分析不同品位对晶质石墨矿石拉伸力学特性的影响,以黑龙江省萝北云山石墨矿为研究对象,基于 矿物成分磨片分析,开展室内巴西圆盘劈裂试验,同时采用高速摄影机记录裂纹扩展过程。 按照矿石品位分级进行 4 组试验,平均品位分别为 3. 28%、8. 24%、13. 41%、19. 11%。 研究结果表明:晶质石墨矿石加载过程可分为原生缺陷压 密、弹性变形、微裂隙发育、宏观裂纹扩展 4 个阶段,随着品位升高,初始压密阶段所产生的变形量逐渐减小;其抗拉强 度、平均单位体积累计吸收能随矿石品位升高逐渐降低;同时结合高速摄影图分析发现晶质石墨劈裂试件破坏过程 中裂纹扩展速度随着品位升高呈下降趋势,整体上岩石由脆性转为延性。     

红柱石矽线石矿物陶瓷蓄热材料的性能

根据蓄热式加热炉的生产实际,通过比较蓄热材料中各种矿物组成的性质差异,选择了红柱石、矽线石为骨料,配加α-A l2O3、镁砂,经过合适的成型和烧结工艺,制作成蓄热陶瓷球。用水骤冷实验法测试不同配方制作的陶瓷球在高温下的抗热震性能和用坩埚法测试陶瓷球抗Fe2O3、FeO渣侵蚀性能。结果表明:以红柱石为骨料,适当添加α-A l2O3的蓄热球抗热震性能较好,急冷急热次数平均达到20次;以矽线石为骨料,适当添加镁砂粉的蓄热球抗渣性能较好。     

以β-Sialon基复相为陶瓷材料的性能研究

研究了β-Sialon/刚玉、β-Sialon/SiC和β-Sialon/刚玉/SiC三种复相陶瓷材料的主要性能,以及Sialon相含量变化时对性能产生的影响。结果表明:β-Sialon/SiC的抗热震性、抗渣浸蚀性优于β-Sialon/刚玉,在1100℃时,抗热震断裂次数达到40次以上。β-Sialon/刚玉的抗氧化性优于β-Sialon/SiC,在1400℃氧化10h后,各试样的单位面积增重约为:β-Sialon/刚玉,29.5mg/cm2;β-Sialon/SiC,36.0mg/cm2;β-Sialon/刚玉/SiC,33.0mg/cm2。随着Sialon含量的增加,β-Sialon/刚玉的抗热震性和抗渣侵蚀性增强,抗氧化性减弱;β-Sialon/SiC的抗热震性减弱,而抗渣侵蚀性和抗氧化性增强。     

微晶氧化石墨的制备及性能研究

以微晶石墨为原料, 采用改良的Hummers法, 经低温、中温与高温3阶段制备微晶氧化石墨。将微晶石墨、硝酸钠与高锰酸钾低温加入浓硫酸中, 经过中温进一步氧化, 最后高温滴加双氧水制得微晶氧化石墨。考察微晶石墨用量、高锰酸钾用量与低温反应时间对微晶氧化石墨制备的影响。采用X射线衍射仪对制得的微晶氧化石墨及其还原产物进行表征, 使用扫描电子显微镜观察样品形貌, 并结合三电极体系进行循环伏安法测试, 分析微晶氧化石墨及其还原产物的电化学性能。     

微膨胀石墨的制备及其储锂性能研究

以天然鳞片石墨为原料,浓HNO3和HCOOH分别为氧化剂和插层剂制备插层石墨化合物,然后采用沥青包覆得到微膨胀石墨,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电性能测试等方法研究了HNO3用量对微膨胀石墨结构和储锂性能的影响。结果表明,采用先插层再炭包覆的方法能够获得碳层间距被拉大并预留膨胀空间的微膨胀石墨,HNO3用量对石墨膨胀倍数影响明显,随着HNO3用量的增大,石墨膨胀倍数呈现线性增大趋势,而HNO3用量对石墨碳层间距d(002)影响不明显,d(002)稳定在0.3386~0.3393 nm。微膨胀石墨放电容量为321 m Ah/g,经过100次循环后容量保持率为91.5%,5C放电容量保持了1C放电容量的97.2%,展示了良好的循环性能和倍率放电性能。     

石墨的表面改性方法研究

天然鳞片石墨是一种优质耐火材料原料,但石墨表面的疏水性强,很难制备出均匀致密的不定型耐火材料。要使石墨在耐火材料中得到广泛应用,必须对石墨进行表面改性,使表面由疏水性转变为亲水性。虽然石墨的表面改性研究已经取得了一定进展,但仍处于实验研究阶段,投入生产应用还有较大差距。本文对石墨的表面改性方法进行了总结,并重点介绍了表面涂层法。     

石墨尾矿泡沫混凝土性能研究

将石墨尾矿作为填料制备泡沫混凝土,重点研究石墨尾矿掺入比例和细度、泡沫混凝土水料比和容重,以及聚丙烯纤维掺量对泡沫混凝土物理性能、力学性能和热工性能的影响规律。结果表明:对于同一干密度等级的泡沫混凝土,掺入适量的石墨尾矿可以提高泡沫混凝土的抗压强度,且颗粒越细,提高幅度越大;水料比的提高增大了泡沫混凝土的吸水率,降低了导热系数,泡沫混凝土抗折与抗压强度随水料比的增大呈现出先增加后降低的趋势,在水料比为0.60时,泡沫混凝土强度最高;聚丙烯纤维可以提高泡沫混凝土的韧性,降低吸水率;随着干密度的提高,泡沫混凝土强度和导热系数逐渐增大,吸水率逐渐减小。     

TiC添加量对细晶Al2O3-TiC复合陶瓷热震疲劳抗力的影响

热压制备了Al2O3—TiC复合陶瓷。研究了Al2O3—TiC复合陶瓷的热震疲劳机制和TiC的添加量对其热震疲劳抗力的影响。热震过程中的微裂纹,裂纹桥接和偏转,热震裂纹表面的“碎粒”及粗糙性等的共同作用是Al2O3-TiC复合陶瓷热震疲劳产生的主要机制。具有一定微孔洞的材料,热震循环时微裂纹易于孔洞处产生,有益于热震疲劳抗力的提高。A30材料韧性最高且孔隙率最大,从而其热震循环疲劳抗力得到改善。     

特种石墨生产关键技术研究

为了获得特种石墨制品最优性能,试验研究了3种特种石墨生产工艺对产品热膨胀系数、电阻率、抗折强度和抗压强度等性能的影响,并确定了“一浸两焙石墨化”最优石墨化升温制度。结果表明,升温程序2、最高温度2 810℃条件下,产品热学综合性能和机械综合性能达到最优;“一浸两焙二次石墨化”和“二浸三焙石墨化”工艺最终产品的密度、抗折强度、电阻率、热膨胀系数及各向同性等性能指标更大,即提高产品的机械综合性能,降低了热学综合性能。     

炭／炭复合材料可石墨化性能的研究

采用XRD法测量和表征石墨化度，以数种结构组成各异的二维或准二维现役航空刹车用炭／炭复合材料为对象，研究了石墨化度随石墨化处理温度的变化规律，推算出了材料的最终石墨化处理温度，并从材料的结构组成方面对其可石墨化性能特征进行了分析、比较。结果表明：在石墨化度－石墨化处理温度关系曲线上，按温度划分，存在着两个明显不同的区段；近似于直线的快速升高段（AB段）和高温时近似于水平线的缓慢升高段（CD段）。当基体中含有沥青或树脂浸渍炭时，材料的最终石墨化处理温度大多处于AB段，温度为2000－2200℃之间；当基本全部为CVD炭时，材料的最终石墨化处理温度大多处于CD段，温度可能超过2800℃。本所研究的复合材料中的CVD炭的结构皆为RL结构。     

钼酸铵改善柔性石墨材料性能的研究

针对柔性石墨材料抗拉伸强度低、抗氧化性能差等问题,利用正交试验方法确定钼酸铵改善柔性石墨材料性能的最佳工艺条件,研究了钼酸铵对柔性石墨材料性能的影响,并初步探讨了钼酸铵的作用机理。结果表明,钼酸铵改善柔性石墨材料性能的最佳工艺条件为可膨胀石墨质量与钼酸铵溶液体积比1∶30(g/m L),反应时间2 h,反应温度20℃;钼酸铵可显著提高柔性石墨材料的抗氧化性能,并使抗拉强度也有所提高。随着钼酸铵溶液质量分数的增加,抗拉强度先增大后减小,抗氧化性显著提高后略有降低。钼酸铵溶液质量分数为7%时,抗拉强度最大,抗氧化性能最高。     

2种浸锑石墨复合材料性能研究

浸锑石墨是能够应用于高温及重载条件下的耐磨自润滑材料,是将熔融锑浸入石墨坯料中制得。对国内外浸锑石墨复合材料微观结构,宏观性能方面的研究情况作出概述。提出提高国内产品成品率的关键是改善浸锑加工工艺,解决浸渍过程中的浸透性问题和气孔均匀性问题。     

低碳含量石墨制备可膨胀石墨研究

为解决低碳含量石墨采用环保氧化剂膨胀容积低的问题,本研究采用低碳含量(93%)石墨,以H2O2-H2SO4-(NH4)2S2O7作复合氧化插层剂,得到一种由低碳含量石墨制造膨胀石墨的技经最佳的工艺方法.石墨、H2O2、H2SO4、(NH4)2S2O7的最佳质量比为1∶0.18∶3.0∶0.10,最佳反应温度为50℃,最佳干燥温度为30℃.在此最佳工艺条件下,石墨的膨胀容积不低于210ml/g,满足了柔性石墨生产的需要.     

膨胀石墨孔结构及其吸附性能研究

用天然鳞片石墨制备了膨胀体积为 2 5 0mL/g和 3 5 0mL/g的膨胀石墨 ,以膨胀石墨为吸附剂 ,五种工业油为吸附质 ,采用质量法测定了吸附剂对吸附质的浸泡吸附量和滞留吸附量 ;并用扫描电镜表征了两种膨胀石墨的孔结构。结果表明 :不同膨胀体积的石墨有不同的蠕虫空腔和不同的 μm级微孔结构 ,膨胀体积越大 ,所拥有的蠕虫空腔和 μm级微孔结构数量越多 ,对工业油的吸附量也就越大     

NaOH改性天然石墨及其电化学性能研究

以NaOH为氧化剂,对天然石墨进行氧化改性研究,考察改性温度、NaOH浓度和改性时间对天然石墨微观结构和电化学性能的影响。结果表明,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征发现,NaOH氧化改性后晶面衍射角变大,衍射峰向右发生偏移,晶面间距减小,石墨化度略微增大,且表面的C=O、COO-、 C-O-C官能团含量升高。天然石墨在5 mol/L、50℃的NaOH溶液中氧化改性12 h后,放电比容量由335.2 mAh/g增加到469.5 mAh/g,经30次充放电后的放电比容量为386.3 mAh/g,容量保持率为82.3%。     

泥结石墨坩埚坯料抗氧化性能初步研究

在传统的泥结石墨坩埚坯料中，添加不同种类的添加剂，以期提高其抗氧化性能，实验结果表明，添加硅粉，玻璃熔块等能有效抑制鳞片石墨的高温氧化，延长坩埚的使用寿命。