C-B4C-SiC与Ti组分的原位反应及热压烧结

以炭黑、炭纤维、Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＴｉＯ２和ＴｉＣ为原料制备了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量的炭／陶复合材料,采用原位合成及热压技术研究了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量对多组分炭／陶复合材料的组成、结构和性能的影响。在烧结过程中ＴｉＯ２和ＴｉＣ与Ｂ４Ｃ反应原位生成ＴｉＢ２,Ｓｉ和ＴｉＯ２分别与Ｃ反应生成ＳｉＣ和ＴｉＣ,这些陶瓷相的生成对提高炭／陶复合材料的力学性能有显著作用。加入ＴｉＯ２能使炭／陶复合材料在较低的温度下实现致密化烧结,获得了抗弯强度达４３０ＭＰａ的炭／陶复合材料     

无粘结剂炭／石墨材料研究

从石油沥青中提取中间相原料，磨成小于１０μｍ的细粉，不添加任何粘结剂直接模压成型。在１０００℃温度下进行烧结，即可制得高性能的无粘结剂炭素材料，烧结制品的体积密度达１．６９ｇ／ｃｍ３，气孔率仅７．２％，肖氏硬度１００，电阻率为６０×１０－６Ωｍ，而抗折强度高达９１．２ＭＰａ；经２８００℃石墨化处理的制品密度达１．８８９／Ωｍ，抗折强度仍有８２ＭＰａ。从扫描电镜的断口形貌照片可以看出，制品的结构极为致密均匀，为均相炭结构。红外光谱分析表明，中间相原料磨粉或活化处理时引入的羰基及其数量多少是决定这种细粉的自粘结性能和自烧结性能以及制品结构和强度的关键因素之一。     

关于注射BMC成型中的粘度控制问题

在主射ＢＭＣ成型中，ＢＭＣ料粘度的变化影响工艺过程及制品质量。本文讨论了在预塑及注射成型中粘度变化的规律，预塑时间是衡量ＢＭＣ料状态及组份是合适的重要标志。制品上的暗色波纹是由高速摩擦热引起的，注射中的ＢＭＣ料团的表征粘度跟剪切速率成反比，文中所示流线状态较好的反映了ＢＭＣ料在模腔中的流动状态。     

两种不同原料制备无粘结剂高强度炭材料的研究

分别以生石油焦和煤系原料改性炭粉为原料成功制得了无粘结荆高强度炭材料。实验表明：原料挥发分含量较高对粉料的成型有利，但挥发分含量过高，不利于无粘结剂炭材料的烧结；另外，随着成型压力的增加，生坯密度和无粘结荆炭材料烧结制品的密度都呈升高的趋势。研究结果表明：成型压力为IOOMPa，烧结温度为1000℃，生石油焦粉制得的无粘结剂炭材料的抗折强度为42．90MPa，抗压强度为90．23MPa；煤系原料改性炭粉制得的无粘结剂炭材料的抗折强度为61．58MPa，抗压强度为116．12MPa。     

炭／陶复合材料的研究

采用高温热压法，制备了炭／Ｂ．ｃ，炭／金属钛及炭／Ｂ４Ｃ／金属钛三种炭／陶复合材料。着重研究了Ｂ４Ｃ、Ｔｉ的掺杂量对复合材料抗氧化能力的影响。结果表明，随着掺杂量的增加，复合材料的抗氧化能力提高。其中Ｂ４Ｃ的影响更显著。且炭、Ｂ４Ｃ、Ｔｉ三组份炭陶复合材料的抗氧化性较双组份复合材料更好一些。     

原料粒度对煤基炭膜孔结构的影响

通过炭膜的孔径分布及ＳＥＭ结果分析，研究探讨了原料煤的颗粒度对煤基炭膜孔结构性能的影响。结果表明，不同原料粒度制得的炭膜具有不同的外观形态和孔隙结构。原料的颗粒度越小、越均一，所制得的炭膜平均孔径越小，孔隙结构越发达。因此，通过调节原料粒度可制得具有不同孔径和分布的炭膜。     

沥青粘结剂产炭率对制品性能的影响

研究了粘结剂沥青产炭率与块状炭制品材料性能的关系,拟通过提高粘结剂沥青产炭率的方法改善炭制品的性质。实验采用比目前工业沥青粘结剂产炭率更高的沥青作为粘结剂,经过混捏、成型和焙烧制成炭制品。研究发现,采用产炭率高的粘结剂可以得到性能较好的产品,但对于强度来说,过高产炭率的粘结剂并不总是正面影响的,应考虑到粘结剂中β组分的含量。     

天然气储存用多孔炭的研究 Ⅲ.成型多孔炭储存天然气的研究

在不同压力、不同温度下考察了成型多孔炭的甲烷储存性能,研究了成型多孔炭的孔结构对其甲烷储存性能的影响。结果表明:成型多孔炭的孔结构,特别是微孔的数量对其甲烷储存能力有很大影响。确定了成型多孔炭储存天然气的最佳条件:储存温度约为10℃,储存压力为3-4 MPa,在此条件下成型多孔炭的甲烷最高体积储存量可达150 mL／mL。     

发泡条件对中间相沥青基泡沫炭形成的影响

以石油系中间相沥青为原料，在不同发泡时间和压力、温度为440℃时发泡制得生料泡沫炭，经过氧化、炭化等处理得到了具有均一孔结构的泡沫炭。利用SEM观察孔结构并测定体积密度和真密度的方法计算出不同制备条件下所得到的泡沫炭的孔隙率的数据，发现泡沫炭的孔隙率与孔径主要受发泡压力的影响，可利用改变发泡压力的方法控制泡沫炭的孔结构。通过对泡沫炭生料进行氧化、炭化等后处理可有效地提高产物泡沫炭的密度、孔隙率和强度等材料性能。     

生石油焦制备高密度炭素材料的工艺研究

生石油焦一般含有１０％ 左右的挥发份,当研磨成５μｍ 以下的细粉后可以直接进行无粘结剂成型和烧结。在１１００ ℃下烧结制品体积密度容易达到１－５０ｇ／ｃｍ３ ～１－６０ｇ／ｃｍ３ 。但要制备体积密度在１－７５ｇ／ｃｍ３ 以上的高密度炭素材料,必须对传统的工艺制度进行改进并进行严格的指标控制,重点是要提高生坯体积密度,减少炭化失重和使制品进行相对充分的体积收缩。