电弧放电法制备石墨烯及其在导电油墨中的应用

导电油墨是印刷电子技术中使用的关键电子材料, 而导电填料作为导电油墨的主要成分要求其化学性能稳定且电导率高。其中, 基于石墨烯的导电油墨因为其、透射电子显微镜、拉曼光谱等手段对制备的石墨烯进行了表征。结果表明: 直流电弧放电法制备的石墨烯为2~10层、尺寸在100~200 nm范围且纯度高、结晶性好。在此基础上, 研究了涂层厚度、热处理温度以及弯曲角度等对石墨烯导电油墨导电性能的影响。研究发现, 石墨烯导电油墨电阻率与涂层厚度、热处理温度成反比, 且随着厚度、温度的增加石墨烯导电油墨的电阻率逐渐降低。并且样品在柔性基底上经过不同角度的弯曲折叠后电阻率没有明显变化。当厚度为170 μm的样品经过360℃ (30 min) 热处理后, 石墨烯导电油墨的电阻率仅为0.003 Ω·cm。上述结果表明, 电弧法制备的石墨烯导电油墨有望成为未来印制电子领域的关键材料。     

石墨烯对聚氨酯/青铜复合涂层耐温性能的影响

以青铜粉为功能颜料,聚氨酯(PU)为黏合剂,石墨烯为改性剂,采用刮涂法制备得到了石墨烯改性PU/青铜复合涂层。系统研究了热处理温度及时间对所制备涂层外观、微结构、红外发射率及附着力的影响。结果表明,石墨烯改性可提高涂层的导热和散热效果,从而可提升涂层的耐温性能。相比改性前涂层,石墨烯改性后涂层的外观、微结构、红外发射率及附着力等均具有更高的热稳定性。所制备石墨烯改性涂层在170℃下可长时间使用,在此温度下热处理100h后,涂层的外观、微结构仍然保持不变,发射率可低至0.216,附着力可保持在1级。     

热处理温度对类球形磺化石墨烯微结构的影响

以非晶态高分子聚合物为碳源,在特定温度的苯磺酸溶液中,一次性脱氢及同步自缩聚制备磺化石墨烯悬浊液,再经喷雾式干燥制得类球形磺化石墨烯颗粒。采用SEM、TEM、BET、FT-IR、Raman和XRD等表征手段对不同热处理温度下的磺化石墨烯颗粒进行表征;研究类球形磺化石墨烯在750、1 500和2 500℃热处理后的形貌及结构变化;考察不同热处理温度对其表面特性和结晶程度的影响。结果表明,球形磺化石墨烯颗粒的直径尺寸随着热处理温度的升高而逐渐减小,I_D/I_G值先升高后降低,L_c值由1.55 nm(未热处理)升高到8.08 nm(2 500℃),微晶堆叠厚度增加,结晶程度提高,结构由无序向有序化转变。     

连续炭纤维增强受电弓滑板致密化及其性能

滑动受流条件下,树脂基滑板材料的温升会影响滑板使用的稳定性。采用炭化-液相浸渍法对滑板进行热稳定性及致密化处理,系统分析了热处理前后滑板性能的变化,并对致密化效果进行评价,利用磨损表面扫描图像分析摩擦磨损机理。结果表明:经过800℃热处理后,滑板的耐温性提高;热处理及浸渍后,受电弓滑板试样电阻率明显减小,热处理之后电阻率降低约100%;冲击强度降低,摩擦因数增大,体积磨损量增加;经过4次致密化处理后,滑板的气孔率下降约45%;冲击性能和摩擦磨损性能有所提高;未热处理的受电弓滑板在摩擦过程中主要的机械磨损形式是磨粒磨损和黏着磨损;热处理后磨粒磨损是主要磨损形式。     

石墨烯/碳纳米管复合电热膜制备过程工艺优化及预测模型

目的 本文利用响应面法和神经网络遗传算法对石墨烯/碳纳米管复合电热膜的固化工艺进行优化,并对2种方法的优化结果进行比较,为复合电热膜制备提供了最佳的工艺参数。方法 通过单因素实验探讨浆料定量、固化温度和固化时间对复合电热膜体积电阻率的影响,在此基础上进行BB试验设计,在BB试验结果上进行响应面法（RSM）和BP神经网络分析及优化。结果 单因素实验结果表示随电热膜定量增加,体积电阻率先下降后上升,随着固化温度的升高或固化时间增加,体积电阻率逐渐下降直至趋于稳定。对BB响应面法和GA-BP遗传神经网络法优化获得的最佳工艺进行实验验证,GA-BP遗传神经网络模型优化的结果相对误差较小为1.06%,因此得出最佳固化工艺参数：定量为0.056 g/cm2、固化温度为85.71℃、固化时间为11.13 h。该研究结果对石墨烯碳纳米管复合电热膜的制备工艺具有参考价值。结论 通过响应面方差分析表明,定量、固化温度和固化时间三因素对体积电阻率既有显著的线性影响,也有极其显著的平方影响。BP神经网络预测模型的准确性很好,可用于石墨烯/碳纳米管复合电热膜体积电阻率的预测。     

硅改性酚醛树脂高温粘结部件的粘接强度及导电性能

以酚醛树脂（Phenol-Formaldehyde Resin,PF)为粘结剂主体,以硅对其改性配制高温粘结剂,并对石墨材料进行粘接,测试了不同温度（200℃,800℃,1500℃）热处理后的剪切强度和导电性能,结果表明,200℃热处理的样品破坏形式均为石墨基体断裂。800℃处理后粘接样品的电阻度大幅度下降（与200℃热处理相比）,同时有较高的粘接强度;随热处理温度提高至1500℃,粘接强度和电阻率迅速下降,此外,本研究对粘接强度,导电性能与粘结剂结构相组成及热处理温度间的关系进行了探讨。     

真空热处理对HVOF制备的WC-CoCr涂层组织结构和性能的影响

为改善WC-CoCr涂层的耐磨性能,采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、显微维氏硬度仪、摩擦试验机等,研究了超音速火焰喷涂（HVOF）方法制备的WC-CoCr涂层经不同温度真空热处理后的相结构、显微组织、硬度以及摩擦磨损性能。结果表明：涂层经600℃热处理的相组成与未热处理的一致,但当热处理温度在750℃及以上时,涂层中生成Co₆W₆C相和Co₂₅Cr₂₅W₈C₂相,且热处理温度越高,上述两相含量越多。随着热处理温度的升高,涂层孔隙率先减小后增大、涂层硬度先升高后下降,其中在750℃×1 h热处理时涂层硬度达到最大值1 535 HV_{0.5 N};涂层平均摩擦系数先迅速下降后趋于稳定,与未热处理涂层的平均摩擦系数相比,当热处理温度在750℃及以上时下降了约51.8%;涂层磨损率呈现出先快速下降后升高的趋势,涂层经750℃热处理后的磨损率最小,约为1.91μg/m,与未热处理涂层相比,下降了约93.9%。     

Fe基非晶合金涂层的多晶型晶化过程研究

等离子喷涂Fe基非晶合金涂层的晶化温度在590℃左右.在高于晶化温度热处理时,涂层首先以多晶型晶化方式直接结晶形成亚稳的Fe23(c,B)6和Fe23B6化合物相.随热处理时间延长,Fe23(C,B)6和Fe23B6相发生分解,逐渐转变为更稳定的Fe3B相和Fe固溶体相.热处理温度越高,Fe23(C,B)6相和Fe23B6相的分解转变速度越快.随热处理温度升高或时间的延长,晶化涂层的硬度呈线性降低.经590℃,4h热处理后,涂层结晶形成纳米晶组织;经660℃,4h热处理后,涂层结晶形成树枝状晶组织,随热处理温度升高,涂层中扁平状粒子间结合增强并趋于熔合,晶粒发生长大.     

热处理对高温粘结石墨部件导电性能的影响

以酚醛树脂和B4C为原料制备高温粘结剂并对石墨材料进行粘接，测试了经不同温度热处理后接头部位的导电性能。并利用XRD和SEM对热处理后的粘接接头结构进行了表征。结果表明，热处理温度对粘接接头的导电性能有着决定性的作用。1000℃以下的热处理阶段，随温度的升高，石墨接头的电阻率迅速降低，1000℃以上高温热处理后接头的导电性能良好，电阻率变化不大。此外，由于B4C的半导体特性和高温下的催化石墨化作用，B4C对石墨接头的导电性能也有着重要的影响。     

等离子体化学气相沉积TiN涂层的后热处理技术研究

为了提高等离子体化学气相沉积 (PCVD)涂层的质量 ,改善基体材料的机械性能 ,更好地发挥PCVD硬质涂层的使用效果 ,采用了先沉积后热处理的新工艺。结果表明 ,热处理温度对PCVD TiN涂层的化学成分、显微结构和性能有较大的影响。随着处理温度的提高 ,涂层的结晶度得到大幅度的改善 ,涂层内的杂质氯含量降低 ,涂层的 (2 0 0 )晶面距减小 ,但在 90 0℃时 ,PCVD TiN涂层的显微硬度有一个最低值     

电动汽车热泵系统低温工况的制热性能 实验研究

为研究低温时电动汽车热泵空调系统的制热性能,本文通过搭建空气源热泵空调系统实验台,实验研究了电动汽车热泵空调系统在环境温度为-10~0℃的低温工况下的制热性能,分析了压缩机转速(2000~5000 r/min)、HVAC总成进风量(300~400 m^3/h)和环境温度对该热泵系统性能的影响,最后通过推导公式,估算电动汽车在使用空调系统后的续航里程。实验结果表明:随着压缩机转速的增加,压缩机排气温度、排气压力和系统制热量均增加,而COP下降;当保持压缩机转速和环境温度不变时,HVAC总成进风量从300 m^3/h增至400 m^3/h,制热量增加约13.3%~26.0%,COP增加约0.03~0.80;在其他条件不变时,当环境温度从-10℃升至0℃,热泵空调系统的制热量增加约60.9%~71.0%,COP增加约0.51~0.63;通过公式进行计算,当环境温度为-10~0℃时,在达到相同制热量条件下,热泵空调系统可在PTC加热器的基础上使续航里程提高13.5%~20.8%。     

LOCA条件下包壳材料感应和电阻加热温升行为的对比研究

目的使有限元模拟技术成为一种切实有效的研究方法,进而为高性能反应堆包壳材料的设计以及可能发生的LOCA(Loss of Coolant Accident)事故下的应急措施等提供理论依据。方法基于COMSOL软件模拟分析典型锆合金核材料在LOCA条件下分别经感应加热和电阻加热后的温升行为。结果感应加热条件下,锆材的体积内最高温度、体积平均温度与表面中心点温度的差值随着温度上升逐渐增大,在1200℃瞬时温度下,温度差值最高,约为41℃。电阻加热条件下,锆材的体积内最高温度、体积内中心温度与表面中心点温度在加热的整个阶段近乎重合,最大差值约为3℃;锆材的体积平均温度、表面平均温度与表面中心点温度的差值出现负值,最大差值约为30℃。结论电阻加热和感应加热虽均适用于堆外研究反应堆失水事故下包壳材料所面临的超高温度及超快升温速率的工况模拟,但限于实际工况下电阻加热速率的滞后性,推荐使用感应加热进行后续的模拟研究工作。相关结果可为高性能反应堆包壳材料的设计提供必要的理论依据。     

感应局部加热陶瓷封装

为了防止陶瓷壳体中的电路和底部的热敏感微器件的高温损坏,应用高频感应局部加热技术实现陶瓷壳体气密封装.5s内,焊料环和可伐盖板上的涡电流产生的热量使温度升高至约320℃,由于热传导,此时陶瓷壳体的底部区域温度约100℃.采用红外热像仪、氦质谱检测仪、六轴测试仪和三维显微镜,分别对陶瓷封装过程中的局部温度变化、温度分布、气密性、封装强度和封装断面进行了检测和分析.结果表明,感应局部加热的效果良好,封装的陶瓷壳体有较好气密性;封装壳体的拉伸强度从4.0MPa到16.0MPa,与封装压力和感应加热时间相关;断面的分析表明过长的加热时间导致焊料的外溢.     

不同加热温度对625镍基合金晶间腐蚀性能的影响

为给实际生产提供可靠性解决方案,通过拉伸、硬度试验、金相分析和G28腐蚀性试验,研究了不同加热温度对625镍基合金晶间腐蚀性能的影响。结果表明:随着加热温度的升高,625镍基合金的耐晶间腐蚀性能得到提高;在1 100℃退火热处理时,625镍基合金的强度和耐晶间腐蚀性能指标均能满足产品技术要求。     

大气等离子喷涂MoSi2-30Al2O3电热涂层的组织结构及性能

以MoSi₂-30Al₂O₃混合粉末为原料, 利用大气等离子喷涂技术制备MoSi₂-Al₂O₃体系电热涂层。采用XRD、SEM、通电测试、热重-差热分析等对涂层的相组成、组织形貌和热稳定性进行表征。结果表明：MoSi₂-30Al₂O₃电热涂层体系组织均匀致密, 添加Al₂O₃能改善MoSi₂的电阻率及低温抗氧化性; MoSi₂-30Al₂O₃涂层电热性能优异, 在循环加热测试中, 能稳定地加热到320 ℃并长时间保温, 辊面温度分布均匀, 中部温差控制在25 ℃之内; 循环加热过程中的氧化及热应力的弛豫会导致涂层产生裂纹及孔隙进而导致涂层电阻率升高。     

加热温度与保温时间对铝-硅镀层组织演变的影响

采用扫描电镜观察了钢板表面铝-硅镀层的微观组织,利用热模拟机研究了铝-硅镀层在不同加热温度和保温时间下镀层中合金层厚度的变化规律,利用辉光光谱仪测定了铁元素向合金层中的扩散规律.结果表明:热处理前镀层合金层组织由Fe2Al5二元金属间化合物和Fe2SiAl7三元金属间化合物组成,热处理后镀层合金层组织由Fe2SiAl2...     

锅炉受热面复合陶瓷涂层的抗高温腐蚀性能

为寻找燃煤锅炉受热面高温腐蚀问题的解决方法,以过热器材料15CrMoG钢为研究对象,采用料浆法在其表面涂覆复合陶瓷涂层,并对涂层进行500℃高温烧结.分别测试了基材及涂层试样在SO2、H2S和硫酸盐环境下的抗高温腐蚀性能.结果表明:涂层表面不存在较大孔隙、裂纹等缺陷,涂层与基体之间具有较好的结合状态;涂层试样抗SO2、H2S和硫酸盐腐蚀性能优于基材15CrMoG钢,分别为基材的3.3,6.5,1.4倍;涂层经SO2及H2S气体腐蚀后,表面都生成了K2SO4颗粒,但由于涂层内部较为致密,阻止了S元素继续向内部扩散,因此涂层内部几乎没有K2SO4颗粒.     

加热和光照条件下Ru/TiO2催化二氧化碳甲烷化研究

本研究利用浸渍法制备了Ru/TiO₂催化剂, 并在光照和加热两种条件下考察了其催化二氧化碳与氢的反应, 发现催化剂在两种条件下均可引发显著的甲烷化反应(CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O)。结果显示, 在光照和加热(150~350℃)条件下, CH₄为唯一含C产物。而在更高温度的加热条件下(>400℃)除了生成CH₄外, 还产生少量CO副产物, 表明反应温度对产物选择性有显著影响。随着反应温度由150℃升高到550℃, 对于不同负载量的担载Ru催化剂, CO₂转化率均先增加后降低, 其中在Ru担载量为1.5wt%Ru/TiO₂催化剂上CO₂转化率在350℃时达到最高, 为77.58%。而在温度>400℃条件下, CO的选择性也随反应温度的升高而逐渐增加。综合反应结果和XRD、XPS和N₂吸附-脱附等表征结果, 发现二氧化碳与氢在光照和加热条件下(150~550℃)反应机制不同。在光照条件下, 光激发电子首先被金属Ru捕获, 进而将吸附在金属Ru上的二氧化碳还原, 活性物种经由RuC中间体形成CH₄。而加热条件下(150~550℃), H₂先被Ru活化成氢原子, 氢原子还原吸附在催化剂表面的CO₂形成RuC中间体, 最后RuC中间体进一步加氢生成CH₄。虽然在两种反应条件下经历相同的中间体, 但是中间体的形成路径不同, 即反应物CO₂被活化的方式不同, 因而产物选择性不同。     

碳系水性电热油墨在柔性电发热器件中的应用

制备了碳系水性电热油墨,通过丝网印制将其与金属条紧密相连制备柔性电发热器件。对柔性电发热器件性能的研究结果表明：在不同工作电压下,柔性电发热器件发热均匀稳定;通电电压越大,其饱和温度越高;面积越小,其饱和温度越高;折叠弯折近2000次后,其电阻变化率小于4%。因此该柔性电发热器件具有良好的电加热性能和优异的机械性能。     

内蒙古西部草原民居太阳能、风能集成供热系统

为解决内蒙古西部草原民居室内供热系统热效率低下而造成的室内热环境质量差、能源浪费量大及经济效益差的问题。文章构建了太阳能、风能集成供热系统,利用Design-Builder分析了土暖气+吊炕与集成供热系统两种不同的供热方式在内蒙古西部草原民居的能源消耗量及热环境状况。通过增量成本支出、年运行费用降低额及盈利能力分析,计算出了集成供热系统的投资回收期。结果表明:集成供热系统每年可减少能耗10994.71 kWh,年采暖能耗降低率为62.69%;在集成供热系统下主卧温度提高了7.05℃、PMV值提高了1.69,客厅温度提高了3.38℃、PMV值提高了1.1,次卧温度提高了5.29℃、PMV值提高了2.27;集成供热系统方案静态投资回收期为16.99年,P_t<P_c,方案可行。