低碳钢基体表面氧乙炔碳化焰法沉积纳米炭纤维

低碳钢经浓硝酸浸蚀预处理后,调节氧乙炔火焰成碳化焰,预处理过的低碳钢基体表面火焰沉积获得纳米炭纤维涂层。采用扫描电镜、X射线衍射和显微激光拉曼光谱等先进分析手段对其形态和结构进行了表征。研究发现纳米炭纤维相互缠绕弯曲,石墨化程度高,直径为80nm~100nm、长度为4μm~5μm,形态短而粗。纳米炭纤维相互排列紧密但与基体结合力弱易从低碳钢表面脱落,浓硝酸浸蚀预处理的低碳钢表面在火焰中形成大量氧化铁颗粒,催化纳米炭纤维成核生长。     

氧乙炔火焰喷涂制备粉煤灰复合涂层的研究

用氧乙炔火焰喷涂在Q235钢表面制备粉煤灰复合涂层。采用SEM和XRD分析了涂层的界面形貌和物相组成,并测试了粉煤灰复合涂层的耐蚀性和耐磨粒磨损性能。结果表明,涂层表面致密,结合性良好,且有3Al2O3·2SiO2、Ca2SiO4、TiB2等新相产生;涂层具有良好的耐酸性和耐磨性,其耐酸性、耐磨粒磨损性分别比基体提高了11.8倍、7.67倍。     

氧乙炔火焰喷涂制备粉煤灰复合涂层的研究

用氧乙炔火焰喷涂在Q235钢表面制备粉煤灰复合涂层。采用SEM和XRD分析了涂层的界面形貌和物相组成,并测试了粉煤灰复合涂层的耐蚀性和耐磨粒磨损性能。结果表明,涂层表面致密,结合性良好,且有3Al2O3·2SiO2、Ca2SiO4、TiB2等新相产生;涂层具有良好的耐酸性和耐磨性,其耐酸性、耐磨粒磨损性分别比基体提高了11.8倍、7.67倍。     

纳米ZrO_2粉体表面的特种光谱研究

用共沉淀法制备了两个系列的纳米ZrO2 粉体 ,用活性剂DuramaxTMD - 30 2 1进行了表面处理。采用SAXS分析了样品的晶粒度 ,对比分析了样品的红外与拉曼光谱。分析结果表明 ,改性前后纳米ZrO2 粉体的表面特性有很大的区别     

纳米碳纤维的制备及其表面结构分析

用电场纺丝方法制得了PAN原丝,经碳化制备纳米碳纤维;并用因子设计方法研究PAN原丝平均直径的影响因素;用扫描电镜(SEM)、扫描隧道显微镜(STM)研究了纳米碳纤维的表面形貌及结构.结果表明溶液的浓度是PAN原丝平均直径的主要影响因子,电压对原丝的平均直径没有明显的影响;用电场纺丝方法可以制得直径在80～500nm之间的纳米碳纤维;电场纺丝制得的纳米碳纤维表面有长度约为10nm左右,宽度约为5nm沿纤维方向取向的凹坑,该结构有利于进一步增加纤维的比表面积和吸附性能,该类纤维在复合材料领域有潜在的应用前景.     

不同初始结构碳纤维石墨化进程趋同性研究

为优化碳纤维的石墨化工艺,利用拉曼光谱对碳纤维在石墨化过程中的结构变化进行了研究,分析比较了两种碳纤维石墨化进程的异同.结果表明:纤维在高温下发生脱氮与石墨化转变反应,脱氮反应会在石墨微晶中留下分子级空洞,氮原子脱除越多,微晶内空洞越多;石墨化转变促使石墨微晶生长、结构完善.两种纤维氮元素含量不同造成其初始结构不同,氮含量越低,纤维石墨化程度越高.氮原子脱除程度不同引起两种纤维石墨化进程存在差异,热处理温度高于1 800℃时,不同初始结构碳纤维中的氮原子都脱除完全,纤维中碳化学结构趋于相同,石墨化进程出现趋同性.     

纳米碳纤维复合材料断裂电发射试验研究

采用超声波分散的方法制备了纳米碳纤维／环氧树脂复合材料，研究了纳米碳纤维／环氧树脂复合材料在拉伸和弯曲破坏时的电发射现象，并对其电发射机理进行了探讨。研究结果表明：纳米碳纤维／环氧树脂复合材料在受荷开裂和裂纹扩展过程中均存在明显的电发射现象，这一特性将为复合材料结构的在线监测及非损伤诊断提供新的方法和途径。     

纳米碳纤维表面修饰及其在水溶液中的分散

为了研究纳米碳纤维(CNFs)在水溶液中的分散情况,对其进行高温纯化处理,以甲基纤维素(MC)为分散剂,制备分散良好的CNFs悬浮液.采用差热分析(DTA)和热重分析(TGA)研究了高温处理对CNFs的影响,通过测定悬浮液的紫外可见光吸光度、等温吸附曲线、zeta电位及表面张力等方法研究了MC对CNFs分散性能的影响,并讨论分析了MC对CNFs的分散机理.结果表明:MC的加入使CNFs悬浮液的zeta电位由-15.4 mV升至0,表面张力由38.87 mN/m降至36.54 mN/m;等温吸附曲线表明MC在CNFs的表面为"单阶段吸附",当MC的质量浓度达到0.4 g/L时,MC在CNFs表面饱和吸附;当CNFs达到最佳分散状态时,MC与CNFs的质量比为2∶1.     

纳米碳纤维的制备及应用

纳米碳纤维具有较大的长径比,独特的物理、电及热学性能等,在复合材料、场发射、电子化学探针等领域有潜在的应用前景.论述了纳米碳纤维的合成方法及其应用前景,并提出了纳米碳纤维的研究和发展方向.     

甲烷-空气火焰法合成纳米颗粒中火焰的数值模拟

基于甲烷-空气火焰法合成纳米颗粒的实验,建立了二维轴对称湍流火焰模型,在标准壁面函数和非平衡壁面函数的近壁面处理条件下采用RSM、Standard k-ε和RNG k-ε湍流模型对实验中的火焰进行数值模拟,给出了火焰温度场和火焰长度的数值计算结果。通过与实验结果对比,确定了用非平衡壁面函数下的RNG k-ε湍流模型进行火焰数值计算的合理性。用此模型对不同甲烷、空气流速下的火焰进行模拟,分析了影响温度场分布的主要因素,并与实验结果进行比较,两者相符,从而证明了该模型的有效性。     

Synthesis and Deposition of TiC-Fe Coatings by Oxygen-acetylene Flame Spraying

A simpler and more convenient method for producing wear-resistant, TiC-reinforced coatings were investigated in this study. It consists of the simultaneous synthesis and deposition of TiC-Fe materials by oxyacetylene flame spraying. Solid reagents bound together to form a single particle are injected into the flame stream where an in-situ reaction occurs. The reaction products are propelled onto a substrate to form a coating. Microstructural analyses reveal that TiC and Fe are the dominant phases in the coatings. The reaction between Ti and C happens step by step along with the reactive spray powder flight, and TiC-Fe materials were mainly synthesized where the spray distanceis 125～170 mm. The TiC-Fe coatings are composed of alternate TiC-rich and TiC-poor lamellae with different microhardness of 11.9～13.7 and 3.0～6.0 GPa, respectively. Submicron and round TiC particles are dispersed within a ductile metal matrix. The peculiar microstructure is thought to be responsible for its good wear resistance, which is better nearly five times than WC-reinforced cermet coatings obtained by traditional oxyacetylene flame spray.     

碳纳米纤维制备的研究进展

讨论了碳纳米纤维与碳纳米管的本质区别;介绍了多种碳纳米纤维制备的研究方法和化学气相沉积(CVD)法制备碳纳米纤维的研究进展;并对各种制备方法的优缺点进行了评述;同时讨论了影响气相生长碳纳米纤维的各种因素.     

螺旋纳米碳纤维的研究进展

螺旋纳米碳纤维因其杰出的物理和化学特性(低密度、超弹性、高导电率、高比强度、耐热性和化学稳定性)已经引起了人们极大的关注。它们可以被用来作为微磁传感器、电磁波吸收材料、储氢材料和弹性材料等。综述了螺旋纳米碳纤维的制备、影响因素、微观结构和生长机理,并讨论了螺旋纳米碳纤维存在的一些问题。     

复合同轴生物碳纳米管纤维制备方法

利用同轴静电纺丝方法制备碳纳米管/生物聚合物的"壳-芯"结构纤维,实验发现碳纳米管加入(质量分数)0.01%能很好与聚合物融为一体,纺出内外层均可以复合碳纳米管的复合纤维,外层直径最大4000 nm、内层为2000 nm,而最小外直径165 nm,外层壁厚为127 nm,控制方法比单轴静电纺丝复杂,电压提高有利于纤维直径减小,可达到几微米,但纺丝速率达到最大值有一个最佳电压范围,碳纳米管加入提高了纤维的热稳定性,拉伸提高纤维的结晶度。     

硅基底上铜纳米粒子催化生长碳纤维的研究

采用微波加热法,在单晶硅基底上生长了铜纳米粒子,并以铜纳米粒子为催化剂,乙炔为碳源,氢气为保护气,在管式炉中制备了碳纤维.利用高视频显微仪观察单晶硅片的预处理情况,采用扫描电子显微镜(SEM)观察硅基底上铜纳米粒子的生长情况和碳纤维的形貌特征,并利用能量色散谱仪(EDS)对铜纳米粒子进行成分及元素分布分析.研究表明,采用抛光-腐蚀的硅片预处理方法,可以更高效地得到具有取向性、长径比大的碳纤维.     

镍催化热解乙炔制备碳纳米纤维

在较低温度(450-800℃)下以氧化铝基板负载的镍为催化剂,催化热解乙炔合成碳纳米纤维.扫描电镜和透射电镜观察表明,反应温度决定碳纳米纤维的尺寸和结构,在550℃下制备的碳纳米纤维一般具有类似弹簧状的结构,而在700℃下制备的碳纳米纤维则偏向于片状堆积结构,并介绍了片状堆积结构的生长机理.     

一种新型碳纳米纤维的电磁性能研究

细菌纤维素在一定温度下碳化, 得到一种三维网状结构的纳米碳化纤维(CBC), 利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜对这种新型碳纤维进行了分析表征。将 CBC与石蜡按一定比例复合, 采用矢量网络分析仪在0.1~18 GHz 范围处测试了其电磁参数, 发现此复合材料具有较大的介电常数实部和虚部, 特别是在频率较低时, 具有很大的介电损耗。将少量 CBC 与Fe₃O₄ 纳米颗粒复合, 可极大地改善磁性颗粒的微波吸收性能, 当样品厚度为1.2 mm时, 反射损耗(RL)最小值从-2 dB 降至-21 dB。     

Investigation of Electrochemical Properties of Carbon Nanofibers Prepared by CCVD Method

Carbon nanofibers, with diameters between 80 and 290 nm and specific area of 242 m²g^?1, have been prepared by the catalytic chemical vapor deposition method. After preparation, the powder was mixed with silicon oil in order to create a paste electrode. The electrochemical behavior of this type of electrode was investigated by cyclic voltammetry, using a solution of 10^?3 M ferrocenecarboxylic acid as mediator. The redox process is quasi-reversible, and it involves the transfer of electrons between Fe(II) and Fe(III).

The same mediator was used for the construction of a second-generation glucose biosensor. The mediator was co-immobilized with the enzyme in the carbon nanofibers paste. The sensor linearly responded to glucose, in the concentration range of 1.7 to 7 mM. A time of around 30 seconds was required to reach 95% of the maximum steady-state current.

Also, the oxidation of calf thymus DNA at the carbon nanofiber paste electrode was investigated by differential pulse voltammetry (DPV). A clear signal, due to guanine oxidation, was obtained in the case of single-stranded DNA.