专利文摘

化学气相沉积法碳化硅连续纤维用碳芯的制备方法本发明提供一种化学气相沉积法碳化硅连续纤维用碳芯的制备方法,按如下步骤进行：⑴ 制备中间相沥青;⑵ 熔融纺丝制备大直径中间相沥青纤维;⑶ 氧化,制备中间相沥青预氧化纤维;⑷ 碳化,制备中间相沥青碳纤维;⑸ 将中间相沥青碳纤维复绕至化学气相沉积 （CVD）用丝轴上制成碳芯。所述的中间相沥青可以是石油中间相沥青,亦可以是煤焦油中间相沥青。这种碳芯具有高比强度、高比刚度、高温性能好等诸多优点,是航空航天事业不可多得的优异基础芯材。专利申请号:93120099;公开号:1103904…     

由纸制得高温下应用的SiC-Si3N4陶瓷

通过化学气相渗透和反应技术(CVI-R)以纸预件为模板制备SiC-Si3N4生物陶瓷.为得到碳生物模板,首先将主要成分为纤维素纤维的纸在惰性气氛下热解而碳化,然后在过量氢气中用三甲基氯硅烷(MTS)进行渗透,在碳纤维上沉积一层Si/SiC层.最后,在含氮气氛(N2或N2/H2)中对Si/SiC母体陶瓷进行热处理,在1 300～1 450℃温度范围内,通过氮化硅反应成键(RBSN)工艺得到SiC-Si3N4陶瓷.     

辽宁诺科碳材中间相沥青基碳纤维实现量产

<正>辽宁诺科碳材料有限公司以石油产重芳烃为原料,致力于高模量(高导热、低成本)中间相沥青基碳纤维及其复合材料的研发生产。目前该公司实现了中间相沥青工业生产技术突破,并掌握了中间相沥青的熔纺技术及氧化、碳化、石墨化工艺等核心技术。诺科碳材如今已实现中国自己的中间相沥青基碳纤维量产:一期工程"20 t/a高模(高导热)中间相沥青     

MPCF增强的C/C复合材料及其在高超音速飞行器的应用

介绍了中间相沥青基碳纤维(MPCF)增强的碳/碳(C/C)复合材料在美国的研制及其在高超音速飞行器上应用概况。MPCF非均衡织物结构可实现2D-C/C复合材料单方向更高的热导率,K321 MPCF增强4∶1结构2D-C/C可达到X向室温368 W/(m˙K)的热导率。P30X MPCF 3∶1非均衡织物、转化法Si C及化学气相沉积Si C和HfC 3层涂层结构C/C复合材料用于X-43A马赫数(Ma)10飞行器C/C鼻锥部件,实现了2 200℃的临近空间环境中高超音速零氧化烧蚀。MER公司研制Ma 10飞行器鼻锥C/C时织物预处理温度是2 500℃,采用沥青碳和酚醛碳混合基体致密,C/C复合材料最终石墨化温度是2 800~3 000℃。     

磺化沥青包覆石墨制备复合材料

磺化沥青具备溶于水的特性,采用液相浸渍法,在水相体系下包覆天然鳞片石墨,然后碳化处理,得到核壳结构的碳涂层材料。采用扫描电镜(SEM)对所制备的碳复合材料进行表征,结果表明,包覆型复合材料经过碳化后可以提高石墨的密度;包覆层可以将石墨晶体的边缘和缺陷遮掩,形成一种具有核壳结构的碳复合材料。     

CVD法制备碳/高活性铝复合材料

采用化学气相沉积技术(CVD),在乙炔气氛、500℃条件下制备了碳/高活性铝复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料的物相、形貌、组成进行了表征.结果表明,碳/高活性铝复合材料具有特殊的核壳结构及良好的耐水能力.     

拟似中间相沥青和拟似中间相沥青碳纤维

六十年代以来,沥青类有机质液相碳化方面的研究得到较快的发展,特别是Brooks和Taylor于1965年揭示了中间相液晶态小球体在重质渣油、沥青和重芳烃体系的碳化早期阶段存在之后〔1〕〔2〕,使碳和碳工艺的研究有了突破性的进展。沥青基碳纤维等新型碳材料的原料调制和改质技术的研究、可溶性拟似中间相的发现,又进一步丰富和完善了液相碳化的理论体系。 作者试图通过拟似中间相沥青制造碳纤维的过程,并与中间相沥青进行比较,介绍其基本概念,形成机理和主要性质。     

碳／陶复合材料原位制备技术进展

介绍了化学气相沉积、原位热压、熔体浸渍、自蔓延高温合成等原位制备碳／陶复合材料的技术,展望了碳／陶复合材料的应用和发展前景。     

碳纤维多尺度增强体的研究进展

介绍了碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维等碳纳米材料修饰的碳纤维多尺度增强体的构筑方法（化学气相沉积法、化学接枝法、电化学沉积法、上浆剂复合法和“grafting to”法）及其对复合材料界面力学性能的影响机理.针对碳纤维多尺度增强体的优势和不足,指出需通过界面设计进一步提高碳纤维与碳纳米材料之间的作用强度,氧化石墨烯/碳纤维复合增强体及其对复合材料性能的增强机制是下一步研究的焦点,连续生产碳纤维多尺度增强体也将成为重要的发展方向.     

基于共混纤维制备碳纸的工艺优化研究

碳纸作为气体扩散层的基底层材料,是燃料电池的核心组成部件之一。本文以聚丙烯腈基短切碳纤维(PANCF)/中间相沥青基短切碳纤维(MPCF)为原料,通过碳纤维分散、抄纸、浸渍、热压固化及碳化等工艺制备碳纸。研究考察了PANCF/MPCF比例、PANCF长度对碳纸性能的影响。结果表明,随着PANCF/MPCF比例增大,碳纸力学性能有所提升,但导电性能下降;随着PANCF长度的增加,碳纤维分散性有所降低,碳纸电阻率小幅增加,拉伸强度先增后减,弯曲强度呈上升趋势。当PANCF/MPCF比例为5∶5,PANCF长度为6 mm时,所制得的碳纸性能最佳,其电阻率为5.6 mΩ·cm,拉伸强度高达31.6 MPa,弯曲强度高达41.9 MPa。     

BaTiO3改性对碳/碳复合材料力学性能的影响

以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维无纬布和短切网胎纤维交互叠层针刺,在预制体制备过程中掺杂0%、5%、15%、25%和35%五种不同质量分数的BaTiO₃,制备得到纵向纤维排布环形碳纤维预制体,通过化学气相沉积(CVD)和液相浸渍相结合的方法,制备得到BaTiO₃改性碳/碳复合材料。对该复合材料进行垂直和平行两个方向的力学性能测试,并且观察断口处的组织结构及其形貌特征。结果表明,引入纳米BaTiO₃后,加快了热解碳形核与生长的过程,改变了热解碳的组织结构,由单一的光滑层组织结构转变为光滑层和粗糙层两种组织结构。随着BaTiO₃含量的增加,复合材料的垂直压缩强度先基本不变后逐渐增大,平行压缩强度先增大后减小。复合材料的垂直压缩断裂方式均为脆性断裂,平行压缩断裂方式也均为脆性断裂同时呈现层间断裂的特征。     

热解碳对先驱体浸渍裂解3D-C_f/SiC复合材料性能影响

以三维编织T300碳纤维为预制体,通过控制化学气相渗积(CVI)沉积时间制备厚度不同的热解碳界面相,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺增密制备3D-C_f/SiC复合材料,研究界面相对先驱体浸渍裂解3D-C_f/SiC复合材料性能影响。结果表明:3D-C/SiC复合材料在合适的界面相厚度下能够获得更好的增韧效果。热解碳厚度为220±20 nm时,3D-C_f/SiC复合材料弯曲强度为388.8 MPa,弯曲断口处纤维呈台阶式拔出,拔出面参齐不齐,弯曲强度最大,增韧效果最佳。     

高性能C/C复合材料制备工艺研究

对制备C/C复合材料的化学气相渗透工艺进行了系统的实验研究,着重分析了热解碳的沉积过程。研究表明,在化学气相渗透的初始阶段,热解碳主要在碳纤维表面沉积,并与碳纤维之间形成了界面结合;随后,热解碳的沉积继续填充碳纤维预制体内部的气孔。这一过程有助于缓解纤维与陶瓷基体之间的界面应力。研究表明,通过调节热解碳的沉积时间可以得到具有一定密度梯度的C/C复合材料。     

碳/碳复合材料的热压烧结制备工艺与力学性能

为制备力学性能优异、致密度高的航空航天复合材料,本文采用纤维液相浸渍的致密化方法和真空热压炭化工艺,以天然鳞片石墨为碳基体、国产T300型碳纤维为增强体、中间相沥青粉为浸渍剂,通过分别改变沥青与石墨的原料质量配比(P/G)、浸渍温度等工艺参数,制备了一系列高性能碳/碳复合材料。然后,对复合材料的弯曲强度、断裂韧性、显孔率及密度等性能进行测试,再通过扫描电子显微镜对复合材料的微观形貌进行分析。研究结果表明:当P/G为1,浸渍温度为300℃时,碳/碳复合材料表现出较好的综合性能。其中,平均弯曲强度可达360 MPa,断裂韧性为6.02 MPa·m~(1/2),已达国内先进水平。同时实际密度为1.75 g·cm~(-3),显孔率为1.7%,致密度可达94.6%。     

化学气相沉积法制备Si/C复合负极材料的研究进展

采用化学气相沉积法制备得到的硅/碳复合材料碳层致密均匀,电化学性能好,成为目前制备该复合材料应用较多的方法。介绍了化学气相沉积法制备的硅碳复合材料的主要复合形式及电化学性能,制备过程中不同催化剂、制备条件的选择等,综述了化学气相沉积法制备硅/碳复合材料的研究进展。对化学气相沉积法在制备硅/碳复合材料的研究方向上进行了展望、提出建议。     

一种交联状碳纤维包覆膨胀石墨复合材料的制备方法

正本发明涉及膨胀石墨复合材料的制备方法。本发明是要解决现有的膨胀石墨比表面积低的技术问题。制备方法:(1)用鳞片石墨制备膨胀石墨;(2)将十六烷基三甲基溴化铵溶解于盐酸水溶液中,再加入膨胀石墨,然后滴加吡咯单体,搅拌进行聚合反应,得到聚吡咯/膨胀石墨复合材料;(3)将聚吡咯/膨胀石墨复合材料放入气氛管式炉中进行碳化反应,得到交联状碳纤维包覆膨胀     

碳纤维制造方法

一、概述本文介绍用微波加热装置生产煤系沥青的碳纤维的方法。本碳纤维的制造方法是首先把煤系沥青溶融纺丝,所生成的短丝或长丝纤维在氧化性气氛中作不溶化处理,然后在惰性气氛中用微波照射,使纤维内部产生热量,发生碳化,生成碳纤维。此过程的特征是把上述的短丝或长丝纤维放入一个能透过微波、带有通气孔、用隔热耐火材料制成的容器中,该容器又放入能反射微波材料所做成的外箱内,在用惰性气体通入容器纤维内层的同时纤维内层又受到微波照射。     

蔗糖基硬碳负极材料的制备及性能研究

首先在惰性气体条件下对蔗糖进行了交联稳定化处理，然后以交联后的蔗糖为硬碳前驱体，在惰性气氛及高温条件下进行了碳化处理，并探究了稳定化处理温度、时间、碳化温度对硬碳材料性能的影响，结果表明蔗糖经稳定化及碳化处理后可得到椭球形的硬碳材料，200~250℃稳定化处理60h后淀粉交联效果最佳，碳化温度为900℃时硬碳材料的首次放电比容量能达到390mAh·g^-1。     

三维织物碳／碳复合材料中层间剪切强度的改进

碳纤维增强碳(C/C)复合材料是由沥青基碳纤维粗纱纺织的多层织物和煤沥青基体构成的,本次实验研究了两种C/C多层织物复合材料和一种平纹编织C/C布复合材料,测试了弯曲、剪切和压缩强度。根据不同跨距--高度比下的三点弯曲试验结果,表明C/C1多层织物复合材料具有高的剪切性能,多层织物复合材料的分层断裂比平纹编织C/C布复合材料具有更高的层间断裂韧性。     

碳质中间相研究的进展Ⅳ、模型化合物和沥青的碳化与共碳化

本部分尝试说明模型化合物和沥青的碳化与共碳化的唯象学和物理机制，并简单地讨论惰性掺入物对中间相形成的影响，所得结论有益于生产优质焦的工业碳化过程的控制。