炭/炭复合材料界面微观结构的研究

炭纤维增强炭基（炭／炭）复合材料中的界面结构直接影响着炭／炭材料的力学、热物理等各种性能。采用SEM、TIM等微观观察手段,就几种炭／炭复合材料界面的微观结构进行考察。对观察到的炭纤维与基体炭间的界面、同一纤维束中两根纤维间的界面,基体与其他外加物质间的界面、不同取向炭纤维间的界面、不同基体前驱体层间的界面等界面类型的细微结构进行了图示分析与讨论。     

炭/炭复合材料的热物理性能

综述了炭／炭复合材料的热物理性能及其影响因素。炭／炭复合材料热导率的大小由炭纤维的类型、取向、体积分数以及基体的结构类型决定，热处理工艺也对它有很大的影响。炭／炭复合材料的热导率随温度升高一般先升高后降低。炭／炭复合材料在低温时具有负热膨胀系数，影响其这一性能的因素除了坯体结构和基体     

热处理温度对炭/炭复合材料性能的影响

对同一种炭／炭复合材料，经过不同温度热处理后的微观结构、石墨化度、导热系数、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了对比研究。试验表明：随着最终热处理温度的提高，易石墨化的热解炭偏振光下光学活性增强，而难石墨化的热解炭微观结构几乎没有变化；炭／炭复合材料的晶粒逐渐长大，层面间距缩小，石墨化度有较大提高；平行炭布方向的导热系数和垂直炭布方向的导热系数均有上升。同时，由于基体炭与炭纤维两者热膨胀系数的差别，热处理温度的提高，降低了基体与增强纤维的的结合强度，使炭／炭复合材料的抗弯强度降低。试验还表明：随着热处理温度的提高，炭／炭复合材料的摩擦表面逐渐形成薄而致密的自润滑膜，摩擦系数在经过一个峰值后趋于平稳状态，磨损量下降明显。经l800℃热处理的质量损失主要是由氧化造成的。     

炭/炭复合材料高温抗氧化研究进展

综述了炭／炭复合材料的高温抗氧化研究现状；阐述了炭-石墨材料的氧化机理和炭／炭复合材料的氧化规律；分别对改性技术和外部涂覆技术的研究结果进行了总结，并提出了对于炭／炭复合材料高温抗氧化研究方向的一些看法。     

基于RPM的炭/炭复合材料人工骨预制体成型技术研究

炭／炭复合材料是一种新型的炭纤维增强的以炭为基体的高性能复合材料，其增强相和基体都由碳元素构成，不仅具有炭材料固有的生物相容性，而且还具有纤维增强复合材料的高强度与高韧性，对其应用于人体组织材料进行了广泛的研究。通过应用RPM技术及快速模具，解决了复杂形状炭／炭复合材料难成型的问题，并对其在生物领域的应用进行了展望。     

炭/炭复合材料制造硅晶体生长坩埚初探

多晶硅用直拉法(CZ)或磁场直拉法(MCZ)拉制成单晶硅棒。晶体生长炉热场零件中的石墨发热体、坩埚等在机械应力和热应力的综合作用下发生变形或损坏造成失效,更换频繁。选用纯度高的炭纤维制成待制件的多孔坯体,经过增密、纯化处理制成炭／炭复合材料坩埚。试制的两体12″炭／炭复合材料坩埚进行了工业性试验。炭／炭复合材料机械强度高、耐热冲击性能和化学稳定性好,其使用寿命大大高于高纯石墨坩埚。两体的连接止口的氧化侵蚀限制了坩埚的使用寿命。单晶硅设备的大型化、炭／炭复合材料势必成为晶体生长炉热场零件的必选材料。     

炭毡/炭复合材料的氧化防护

以磷酸和氢氧化铝为原料，配制了不同P／Al摩尔比的酸式磷酸盐溶液，通过浸溃法，对炭毡／炭复合材料的氧化防护进行了研究。结果表明，提高P／Al摩尔比可以增加材料抗氧化性。经P／A1摩尔比23：1的溶液浸溃，800□热处理后的炭毡／炭复合材料在600□下氧化几乎没有失重。     

结构炭/炭复合材料力学性能及微观结构研究

采用四向编织、快速化学气相渗透致密化新工艺制备了炭／炭复合材料,其弯曲强度达３２０ＭＰａ。分析研究了这种材料的力学性能特征。利用ＳＥＭ和高分辨ＴＥＭ分析了基体炭、炭纤维／基体灰界面的精细结构,发现炭纤维呈单根被基体炭包围,基体现灰呈层片状,为二维有序的乱层石墨结构;在炭纤维与基体炭之间存在着过渡相,这一过渡相厚度的约几十纳米,随着与炭纤维之间距离的增大,它们之间形成的夹角由小变大,这一过渡相即为炭     

炭／炭复合材料界面海微观结构的研究

炭纤维增强炭基（炭／炭）复合材料中的界面结构直接影响着炭／炭材料的力学、热物理等各种性能。采用ＳＥＭ、ＴＥＭ等微观观察手段,新几种炭／炭复合材料界面的微观结构进行考察。对观察到炭纤维与基体炭间的界面、同一纤维束中两根纤维间的界面,基体与其他外加物质间的界面、不同取向炭纤维间界面、不同基体前驱体层间的界面等界面类型的细微结构进行了图示分析与讨论。     

难熔金属炭化物改性基体对炭/炭复合材料抗氧化性能的影响

主要对难熔金属改性炭基体的炭／炭复合材料的抗氧化性能进行了较深入的研究。实验的结果表明，在以中间相沥青为基体先驱体、以PAN—CF为增强体的炭／炭复合材料中，采用Ti、W、Zr、Ta、等过渡区金属化合物为添加剂，以Co、Ni为助液相烧结剂，以TiCl4、ZrOCl2等为助炭化剂，通过在材料的内部生成多元金属炭化物，形成一种内部的多层次梯度防护体系，较大幅度地提高了炭／炭材料的抗氧化性能，实现了在改性剂添加量2％-3％的情况下，炭／炭材料氧化失重率下降超过80％，在1100℃小情况下，材料氧化失重小于5％的良好效果。     

炭材料的高温抗氧化性研究进展

介绍了炭材料的氧化过程,综述了国内外目前提高炭材料抗氧化性能的两个主要途径;基体改性技术和涂层技术。重点阐述了抗氧化涂层的基本要求,涂层的制备方法以及各涂层体系,提出了对于炭材料高温抗氧化性研究方面的一些认识,阐明了其发展前景。     

烧结温度对防氧化涂层性能影响研究

研制了一种以磷酸盐涂层和陶瓷涂层相结合的新型复合防氧化涂层,针对不同的烧结温度研究了这种复合涂层的防氧化性能。结果表明：在700℃静态氧化30h后,800℃烧结的复合涂层试样的氧化失重率最小,为0．99％,经过900℃、3min←→室温、2min30次和1100℃、3min←→室温、2min10次连续热震后,其氧化失重率仅为0．31％,氧化速率为1．34×10^-7g·cm^-2·s^-1。SEM观察结果显示不同烧结温度制备的涂层表面微观形貌明显不同,800℃烧结的涂层表面完整致密,氧化后涂层仍然保持完好,没有脱落,说明该涂层与炭基体的结合性能以及热稳定性能良好,适合作为飞机炭刹车副的防氧化涂料。     

铂催化剂上乙烯和一氧化碳同时氧化反应多定态特性的实验研究

对铂催化剂上乙烯和一氧化碳同时氧化反应多定态特性的实验研究结果表明：在实验条件下体系最多存在有两个稳定的定态,随乙烯和／或一氧化碳浓度的增加,系统的点火温度升高,熄火温度下降,存在多定态的操作参数区域增大;在较高的乙烯和／或一氧化碳浓度条件下,系统将出现自持,实验观测不到熄火现象。通过对体系多定态特性的分析可知,同时氧化反应体系的多定态特性并不等于两个单独氧化反应体系多定态特性的简单迭加,在两个反应之间,除了热量的相互作用外,还存在着动力学抑制作用。     

轴棒法C／C复合材料室温及高温拉伸性能研究

研究了轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的轴向拉伸性能,并用扫描电镜观察了高温拉伸试样的断口形貌。结果表明,轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的断裂模式不同,且高温下的拉伸强度高于室温下的拉伸强度;以常压炭化结束的C／C复合材料开孔率变大,室温及高温下的拉伸强度小于以高压炭化结束的C／C复合材料。     

C/C复合材料的高温抗氧化研究进展

以设计思路的发展演化为线索,结合国内外近年的研究报道,从选材的性能要求、组成、抗氧化机理、成功范例及制备工艺的角度出发,分别对抗氧化涂层技术以及抗氧化基体改性技术进行了介绍。特别选取了近年在碳／碳复合材料抗氧化研究中报道较少的制备技术进行详细介绍,其中包括涂层技术中的超临界态流体工艺、溶胶－凝胶法、熔浆法、PACVD法以及基体改性技术的快速致密化工艺。这一领域内的中外研究也进行了对比,并在文章最后提出了对于碳／碳复合材料高温氧化保护研究方向的一些看法。     

纺丝温度对中间相沥青炭纤维结构性能的影响

以萘催化合成中间相沥青(MP-1)和热缩聚法制备中间相沥青(MP-2)两种中间相沥青为原料,对其进行簇组成分析、偏光显微镜观察及红外光谱分析,研究其组成及结构.采用实验室气压式单孔纺丝装置在不同温度下对两种中间相沥青进行熔融纺丝,探讨纺丝温度对炭纤维结构及性能的影响.研究表明:MP-1低温获得无规结构,高温出现中心放射状边缘洋葱皮混合结构;MP-2随纺丝温度升高依次出现无规结构、准洋葱皮结构和洋葱皮结构.中间相沥青原料的性质影响着纤维截面结构随纺丝温度变化的规律.     

各向同性沥青的热性能

以不同软化点的乙烯裂解焦油调制的各向同性沥青为原料。通过热失重和差热分析，得到不同沥青的ＤＴＡ和ＴＧ曲线，并通过计算机拟合逼近处理，求出沥青样品的氧化活化能和反应级数等数据。不同软化点调制的沥青，其氧化级数均为一级反应，而软化点与氧化反应活化能间没有明显规律性关系，但升温速率对氧化反应的影响有明显规律。说明通过热分析可以预测不同沥青的预氧化碳化处理性能。     

氧化处理对碳纳米纤维及其负载钯催化剂性能的影响

采用混合的浓硝酸和浓硫酸处理石墨层排布为鱼骨类和平行类的碳纳米纤维,分别用X-射线衍射、电子显微镜和N2-物理吸附研究了氧化处理对碳纳米纤维石墨层结构和织构性质的影响;利用FT—IR、酸碱滴定和热重分析对碳纳米纤维表面引入的舍氧基团进行了研究。结果表明,经过氧化处理的碳纳米纤维仍然保持类石墨结构。但织构性质在激烈的氧化条件下发生显著的改变。氧化处理在碳纳米纤维表面引入了大量的羧基基团,并且随着氧化处理温度的升高表面引入的羧基基团密度增大。在相同的氧化条件下,鱼骨类碳纤维表面生成的羧基基团的量明显高于平行类碳纳米纤维。以氧气为氧化剂,在没有溶剂的情况下,碳纳米纤维负载的Pd催化剂在基甲醇氧化反应中具有很高的活性,并且碳纳米纤维表面的羧基基团对其负载的Pd催化剂活性有明显的促进作用。     

ADSORPTION EQUILIBRIUM OF CARBON TETRACHLORIDE ON DRY SOILS

Vapor phase adsorption equilibrium of carbon tetrachloride, a priority pollutant, on dry soils was studied at 288, 293, and 298 K. Using a gravimetric adsorption apparatus, adsorption /desorption isotherms of carbon tetrachloride were generated on two different soil samples. The effects of temperature and soil characteristics were examined. Isosteric heals of adsorption were calculated and heat curves were constructed.

Adsorption isotherms of carbon tetrachloride on dry soil samples were Type II, indicating formation of multilayers of adsorbate on the soil particle surface. Considerable hysteresis effects, associated with capillary condensation, were observed upon desorption. Thermal data confirmed that the adsorption of carbon tetrachloride vapor on soil was primarily physical adsorption. Heat curves showed that the soil samples had energetically heterogeneous surfaces. A positive correlation between The soil's specific surface area and its sorption capacity was observed. Clay content and pore size were also dominating factors.

The experimental data were correlated by the Polanyi Potential, the BET, and the GAB models in order to provide input lo fate and transport models predicting the degradation or movement of volatile organic pollutants in soil. The BET equation gave accurate data fit, within a deviation range of 2·63-5·40%, for up to 40% of the saturation pressure. The GAB equation provided superior fit of the data for the entire relative pressure range. Absolute error percentages from the GAB model ranged from 1·77 to 5·38%. Results followed the Potential Theory satisfactorily and led to a single temperature-independent characteristic curve.