硼酸对炭纤维及C/C复合材料导热性能的影响

在预制体炭纤维预石墨化前对其进行硼酸处理,研究硼酸对炭纤维性能,C／C复合材料导热率的影响及其作用机理。结果表明：硼酸通过高温热处理过程所分解的硼对炭纤维起到了有效的催化石墨化作用,显著提高炭纤维的石墨化性能,改善炭纤维的表面状态,从而有效地促进CVI过程中炭纤维表面沉积较高织构热解炭。通过对炭纤维以及热解炭微观炭结构的调整,硼酸的添加可有效地提高C／C复合材料的导热性能。     

镍及其合金镀层的电磁屏蔽性能

为了提高硅钢的低频磁屏蔽效能,在硅钢上电镀了Ni、Ni-P、Ni-Fe合金镀层,用金相法检测了镀层的厚度,用X射线能谱分析了镀层的化学成分,用赫姆霍兹线圈方法测试了低频磁屏蔽效能.结果表明在硅钢上镀Ni,使屏蔽效能降低,镀Ni-P合金使屏蔽性能略有改善,镀Ni-Fe合金后经过热处理后能够显著改善低频磁屏蔽效能.     

热处理对Sn-Co/石墨复合材料结构和电化学性能的影响

采用球磨法将Sn-Co合金与石墨复合制备了Sn-Co/石墨复合材料,并对其进行热处理,研究了热处理温度对复合材料结构和电化学性能的影响。结果表明,Sn-Co/石墨复合材料由Co Sn相和石墨组成,Sn-Co合金一部分嵌入石墨颗粒内部,一部分吸附在石墨颗粒表面。电化学测试表明,Sn-Co/石墨复合材料兼具高容量和长循环寿命的优点,首次放电容量和库伦效率分别为349 m A·h/g和81.3%,经过25次循环后的容量保持率为88.3%。热处理导致Sn-Co合金的晶粒长大和Co3Sn2新相的出现,同时降低了复合材料的比表面积。当热处理温度为500℃时,首次放电容量和库伦效率分别为362 m A·h/g和83.6%,经过25次循环后的容量保持率达92.8%,表现出良好的结构稳定性。     

炭/炭复合材料热膨胀性能的研究

利用热膨胀仪测定了炭/炭复合材料从室温到1300℃的热膨胀系数,研究了热处理温度、炭纤维取向和环境温度对炭/炭复合材料热膨胀性能的影响。结果表明由于热解炭是以层状的方式围绕炭纤维生长,所以其热膨胀各向异性,垂直于纤维方向的热膨胀大于平行于纤维方向的热膨胀。随着热处理温度的升高,炭/炭复合材料中具有乱层石墨结构的晶体有序度增加,石墨化度增大,石墨片层间的范德华作用力增强,热膨胀系数减小。随着环境温度的升高热膨胀系数先增大后减小,在1200℃有最大值。     

质子交换膜燃料电池用炭纤维纸的制备和表征

采用干法成型技术制备聚丙烯腈(PAN)基炭纤维纸坯体,将其经树脂浸渍、热压、炭化、石墨化处理后制备成轻量化炭纤维纸。利用扫描电子显微镜(SEM)观察炭纤维纸及坯体的显微结构,利用X射线衍射仪测试不同温度处理后的石墨化度,并利用四探针法测试炭纤维纸的导电性能,透气性采用压差法进行测试。结果表明:石墨化温度是影响炭纤维纸电阻率的关键因素,而密度对电阻率的影响较小;透气性随厚度和体积密度的增加而降低;制备的炭纤维纸厚度为0.11mm、密度为0.65g/cm3,将其经2000℃石墨化处理后,采用Pt载量0.5mg/cm2的Core112CCM为膜电极,在H2与空气的流量比为1.2-5、温度60℃、常压条件下进行单体电池性能测试,电流密度为500mA/cm2时输出电压为0.6V,电池输出性能较好。     

磁热处理对La—Mg—Ni-Co合金微结构与电化学性能的影响

考察La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金分别在铸态、热处理及磁热处理3种状态下的微结构及其电化学性能.通过XRD衍射及SEM分析贮氢合金的物相组成和电极合金循环后的形貌,研究Co部分替代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金微结构与电化学性能的作用规律.结果表明:经Co部分取代的La-Mg-Ni铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.46%提高到74.80%;经磁热处理后,La0.67Mg0.33Ni2.5Co0.5合金的最大放电容量为324.80mA·h/g,较常规热处理合金的容量提高了10.59%,放电容量保持率为83.07%,其放电平台更为宽广且平坦:磁热处理的引入进一步降低贮氢合金电极的极化电阻,改善合金电极动力学性能.     

电流密度对Ni-Fe纳米合金微观结构及性能的影响

通过电沉积制取大块Ni-Fe纳米合金,利用XRD、TEM、SEM等研究了Ni-Fe纳米合金(平均晶粒尺寸约20 nm)的微观结构和变形机制,用单向拉伸试验机(MTS810)测试单向拉伸性能,表明这种合金的抗拉强度近2 GPa,伸长率可达10.9%.Ni-Fe纳米合金对应变速率敏感较小,塑性变形导致了合金的晶粒长大,同时变形孪生和位错运动也起到一定作用.试验结果表明,纳米合金的塑性变形受晶界活动的影响.     

磁热处理对La-Mg-Ni-Cu合金相结构与电化学性能的影响

考察了La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5合金分别在铸态、热处理后及磁热处理后3种状态下的相结构及其电化学性能.并通过XRD分析合金物相组成及SEM观察合金组织形貌,研究了Cu部分取代Ni以及有无外加磁场下热处理对合金相结构与电化学性能的作用规律.结果表明,La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5铸态合金经过50次循环后,放电容量保持率从64.40%提高到72.44%;经磁热处理的La0.67Mg0.33Ni2.5Cu0.5合金最大放电容量为328.2 mAh/g,较常规热处理合金的容量提高了31.51%, 50次循环后的容量保持率为75.89%.其放电平台更为宽广且平坦;极限电流显著增大,氢在合金体相中的扩散速度加快.     

不同热处理温度下炭/炭复合材料的制动摩擦性能

在MM - 10 0 0摩擦试验机上 ,对一种针刺毡结构的炭 /炭 (C/C)复合材料在不同热处理温度下的摩擦磨损性能进行了测试 ,并对摩擦表面进行了光学形貌观察 ;采用X射线衍射技术测试了其在不同热处理温度下的石墨化度 ,并对石墨化度与材料的摩擦性能之间的关系进行了探讨。结果表明 :随着热处理温度升高 ,针刺毡结构的炭 /炭复合材料的石墨化度提高 ,摩擦磨损性能也相应发生变化 ,即摩擦因数开始随热处理温度升高而增大 ,到 2 30 0℃时出现峰值 ,线性磨损和质量磨损则在 2 2 0 0℃时出现峰值 ,氧化磨损则随热处理温度升高而下降。石墨化度对材料的摩擦磨损性能有一定影响 ,合理控制石墨化度可以得到理想性能的材料 ,对本研究所用的C/C复合材料其最佳的热处理温度为 2 30 0℃。     

Si对新型Fe3Al基-石墨合金组织和力学性能的影响

采用熔炼法制备出新型Fe3Al基-石墨固体自润滑材料,研究Si含量对Fe3Al基-石墨固体自润滑材料的显微组织、力学性能以及干摩擦磨损性能的影响。结果表明：Si可以促进C原子在Fe-Al-C液态合金中熔入及凝固过程中的石墨化,对Fe3Al基体有固溶强化作用。随着Si含量增加,C原子的石墨化作用增强,合金的硬度逐渐降低,抗弯强度逐渐增大;但Si合金超过3.5%（质量分数）时,由于Si在Fe3Al基体中的过多固溶,三点弯曲强度明显降低。研究表明,Fe3Al基-石墨合金具有高的耐磨性能和良好的润滑性能,摩擦因数随着合金中石墨面密度的增大而降低,磨损率随Si含量的增加而减小,其中Si含量为3.5%的合金经过900℃、15 h退火处理后,综合力学性能好,其磨损率仅为QT-500球墨铸铁的1/20。