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采用固体废弃物甘蔗渣为原料,与环氧树脂混合后真空烧结制备碳木材陶瓷。利用TG-DSC分析了木材陶瓷的热分解行为。利用XRD、SEM表征了木材陶瓷的相组成和微观结构,研究了碳化温度对木材陶瓷的残炭率、体积收缩率、平面尺寸收缩率、厚度收缩率和体积电阻率的影响。结果表明:甘蔗渣制备的木材陶瓷是一种多孔碳材料,随着碳化温度升高,石墨化程度提高;烧结温度每升高100℃,残炭率降低约1%~2%,体积收缩率升高0.5%~1%。平面尺寸和厚度收缩率与烧结温度正相关。体积电阻率随温度升高而降低。 相似文献
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酚醛树脂/椴木木粉复合材料经高温真空碳化制成了木材陶瓷。利用XRD、SEM和FTIR技术对碳化温度和酚醛树脂/木粉质量比对木材陶瓷物相、微观结构和物理化学结构变化的影响进行了表征和研究。结果表明,木材陶瓷具有拓扑均匀的连通孔的三维网络结构,是含有C C、C—O—C和C—H等基团的类石墨结构的碳/碳复合材料;随碳化温度的升高,(002)峰强度增大,晶面间距d(002)降低,碳化木粉收缩,其间隙增大;酚醛树脂/木粉质量比增大,浸渍树脂的木粉成形能力改善,所得木材陶瓷结构更均匀,但其对木材陶瓷的XRD衍射花样影响不大。 相似文献
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用木材制备生物结构陶瓷 总被引:14,自引:7,他引:7
木材经千百万年自然界的演化,形成了独特的生物学结构,多层次、纤维状胞管结构和各向异性是其主要特点。木材这种高气孔率材料有良好的刚性、强度和韧性,与其结构是密切相关的。以木材为模板,通过有机-无机转化,获得具有生物结构的陶瓷材料,为材料的结构设计提供了新思路。通过木材的陶瓷化可以制备出炭素材料、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷、无机/有机复合材料和薄膜等。木材是可再生性资源,这种技术对结构的可调控性很好,材料性能独特,发展前景广阔。评述了该领域近年来的研究进展。 相似文献
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陶瓷化木材的复合机理 总被引:59,自引:0,他引:59
将主要组份为正硅酸乙酯(TEOS)的陶瓷前驱体溶液注入木材,经水解、缩合反庆、在木材细胞壁内形成二氧化硅与纤维素等有机组份的分子或纳米级复合结构。 相似文献
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陶瓷复合木材的渗透过程研究 总被引:2,自引:0,他引:2
本文论述了可作为阻燃木材使用的陶瓷复合木材的各种渗透处理方法及不同处理过程对陶瓷复合木材内部处理药液浓度分布的影响。发现采用化学和物理相结合的渗透方法,可以使处理药液有效地渗入材料,并得到较理想的浓度分布。 相似文献
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木质陶瓷的X射线衍射和喇曼光谱研究 总被引:6,自引:0,他引:6
采用X射线衍射和激光喇曼光谱, 研究了以烟杆和酚醛树脂为原料制备木质陶瓷炭化过程中结构的变化特征. 研究结果表明, 炭化温度的升高可以使木质陶瓷XRD谱图中衍射峰增加, 强度增大, 同时木质陶瓷中石墨微晶的平均层间距d002减小, 堆积厚度L c增加, 微晶直径 L a在973K出现转折点; 木质陶瓷的喇曼光谱图为典型的类石墨炭材料的喇曼谱图, 只出现了表征无序结构的D线和表征石墨结构的G线, 且表征无序化度的二者积分强度比R值随炭化温度的升高先增后减, 而根据Tuinstra-Koenig 经验式计算得到的微晶直径L a值表现出与R值相反的规律; 两种分析方法的结果较为一致, 均表明木质陶瓷结构在973K发生根本改变, 说明喇曼光谱有望成为木质陶瓷结构的快速测试方法. 相似文献
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以壳粉为原料,在碱性条件下制备液化物树脂(LPF),经静电纺丝、固化、碳化得到多孔碳纳米纤维(PCNF)。探讨了聚乙烯醇(PVA)用量对纺丝液特性及纤维形貌的影响。同时,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)等方法对不同碳化温度下的样品进行表征。结果表明:少量PVA可以明显提高LPF的纺丝性,且随PVA用量的增加,纤维的形貌更规整、直径更小;随着碳化温度的升高,LPF/PVA纤维逐渐裂解,多数官能团消失,基体为多苯稠环结构;同时,层间距d_((002))逐渐减小,平面尺寸L_c和L_c/d_((002))增加,纤维内部的类石墨结构逐渐向更规整、有序的石墨微晶结构转变;当碳化温度为800℃时,LPF/PVA的含碳量达55%以上,随着PVA用量的增加,纤维的比表面积明显增大且多以微孔为主,当PVA用量为8%时,得到比表面积为590m~2/g的多孔碳纳米纤维。 相似文献
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以造纸黑液木质素和NiCl2·6H2O为原料、经1200℃高温烧结制备Ni掺杂木材陶瓷, 并用KOH进行活化处理, 得到呈泡沫状的三维网络结构的Ni掺杂活化石墨化木材陶瓷。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积测试仪及电化学工作站等对其性能进行分析与表征。结果表明: Ni既参与构筑木材陶瓷骨架, 又对无定形碳进行催化石墨化。所制备样品的石墨化倾向明显, 有石墨烯片层结构出现, 部分晶格间距接近理想石墨的点阵参数。同时, 活化处理可以有效地形成多层次孔隙结构, 增加微孔与超微孔数量。800℃活化3 h后, 样品中的孔径主要集中在3.60 nm左右, 比表面积从359 m2·g-1提高到856 m2·g-1。活化能够改善Ni掺杂木材陶瓷的电化学性能, 在20 mV·s-1扫描速率下, 其比电容为153.8 F·g-1, 是未活化样品的2.2倍。 相似文献
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为了研究纤维增强木材陶瓷复合材料的界面结构与受力情况, 利用液化木材、炭粉和碳纤维制备层状结构木材陶瓷。采用扫描电镜和高分辨率透射电镜对其基本结构与界面进行观测, 并通过显微拉曼光谱检测拉伸试件G’峰的位移来判断界面的结合情况。同时, 基于双线性软化本构模型, 采用Abaqus软件对界面层在应力传递中的作用与方式进行了数值分析。扫描电镜与透射电镜的观测表明: 碳纤维增强木材陶瓷具有清晰的层状结构, 且无定形碳与玻璃碳之间存在强界面结合。拉曼光谱的测试发现: 加压烧结试件拉伸后的G’峰向低波数的位移更大, 证明加压烧结能够改善玻璃碳与碳纤维之间界面的结合强度。数值分析显示: 在受力过程中, 界面层对碳纤维与基体材料之间的应力传递起着重要作用, 同时, 随着界面层强度与厚度的增加, 其所能承受的载荷增大, 传递给基体材料的等效应力也随之增加。 相似文献