插层PAN基碳纤维的结构表征与稳定性研究

采用混合熔融盐法成功地合成了以PAN基高模量碳纤维作宿主，FeCl3作插层剂的石墨层间化合物，采用XRD技术对其层间结构进行了表征，结果证明所得产物内部已经形成混阶的阶结构。通过扫描电镜（SEM）观察了其形貌的变化，同时利用X射线能谱仪（EDS）测定了各元素的相对含量。同时对插层碳纤维的稳定性进行了初步研究。     

分步插层法制备含磷化合物插层GIC的研究

本文采用化学氧化直接插层和分步插层法制备含磷化合物插层GIC,通过对GIC的受热失重变化及膨胀前后石墨层间结构变化的研究表明:直接插层体系的最佳工艺条件为石墨∶H2SO4∶K2Cr2O4(质量比)=1∶4.92∶0.1;分步插层法制备含磷化合物插层GIC的最佳工艺条件为:对直接插层产物水洗pH值为3后,用含磷化合物溶液在30℃下浸泡1h。分步插层法所制得含磷化合物插层GIC的抗氧化性能提高。X-射线衍射(XRD)对GIC的结构研究表明,插层后石墨层间距离发生了显著变化。     

石墨层间化合物成阶过程分析

主要从插层剂插入石墨、插层剂的扩散和阶结构的转变3个方面对石墨层间化合物成阶相关的过程进行讨论。从表面扩散、成核和电子转移3个方面介绍了插层剂进入石墨层间的过程;利用单相的方法分析了层内插层剂的扩散;从有无阶数变化两个方面讨论了阶结构的转化机制。     

石墨层间化合物成阶过程分析

主要从插层剂插入石墨、插层剂的扩散和阶结构的转变3个方面对石墨层间化合物成阶相关的过程进行讨论。从表面扩散、成核和电子转移3个方面介绍了插层剂进入石墨层间的过程;利用单相的方法分析了层内插层剂的扩散;从有无阶数变化两个方面讨论了阶结构的转化机制。     

第二十届国际炭会议扩展摘要题录(续3)

11 D 层间化合物采用电化法在液氨中制备金属—氨石墨层间化合物 E. Stumpp, H. Alheid, M. Schwarz 690 石墨及涡轮层炭在液相锂插层中的不同表现 H. P. Boehm, P. Schoderbock 692 石墨化度对炭纤维溴化的影响 D. D. L. Chung 694 新颖化学气相沉积石墨纤维及其溴层间化合物的性能 J. R. Gaier, M. L. Lake, A. Moinuddin, M. Marabito 696 碘作为主要层间插入物的石墨层间化合物 C-C. Hung, D. Kucera 69     

搅拌法制备C／AI复合材料的界面问题

在碳纤维表面镀上一层金属铜镀层,用硼酸对其进行防氧化处理,采用机械搅拌法制取C／Al复合材料。利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等手段对液态机械搅拌法制备的碳纤维增强铝基复合材料的界面微观结构进行了分析,结果表明,碳纤维表面镀铜,既可有效解决碳纤维与铝的润湿性问题,又可有效地阻挡碳纤维与铝的过度化学反应。硼酸作为保护剂,有效地解决了高温复合时镀铜层的氧化难题。Cu／Al界面生成大量的CuAl2金属间化合物,C-Cu／Al界面为混合界面：C／Cu界面和C／Al界面。     

PP/纳米有机高岭土复合材料的制备及性能

以二甲基亚砜(DMSO)改性的高岭土作前躯体,采用熔融插层法制备聚丙烯(PP)/纳米有机高岭土复合材料.采用FTIR、XRD、SEM等方法对其结构与形态进行表征,结果表明:聚丙烯已成功进入到高岭土片层间,层间距扩大到1.123 nm,插层率为73%;性能测试结果表明:改性高岭土的加入在不同程度上提高了PP的冲击性能和热性能.     

搅拌法制备C/Al复合材料的界面问题

在碳纤维表面镀上一层金属铜镀层,用硼酸对其进行防氧化处理,采用机械搅拌法制取C/Al复合材料。利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等手段对液态机械搅拌法制备的碳纤维增强铝基复合材料的界面微观结构进行了分析,结果表明,碳纤维表面镀铜,既可有效解决碳纤维与铝的润湿性问题,又可有效地阻挡碳纤维与铝的过度化学反应。硼酸作为保护剂,有效地解决了高温复合时镀铜层的氧化难题。Cu/Al界面生成大量的CuAl₂金属间化合物,C-Cu/Al界面为混合界面：C/Cu界面和C/Al界面。     

PAN基碳纤维阳极电解氧化表面处理的研究

借助XPS、力学分析、SEM扫描电镜、傅立叶红外光谱 ,较系统地考察了碳纤维表面组成与结构的变化及阳极氧化表面处理对碳纤维复合材料层间剪切强度的作用与影响。结果表明 :采用碳酸氢铵为电解质对碳纤维进行阳极电解氧化表面处理后 ,其复合材料的层间剪切断裂转变为以张力断裂形式为主 ;通过适当地增加碳纤维表面的羟基含量 ,提高活性碳原子数与非活性碳原子数比 ,可有效地改善碳纤维复合材料的使用性能 ,使碳纤维层间剪切强度提高 49% ,层间剪切强度达 85 .5MPa。     

FeCl3/石墨插层化合物的制备及储锂性能研究

以无水氯化铁和鳞片石墨为原料,采用熔盐法制备了FeCl3/石墨插层化合物(FeCl3-GIC),使用X-射线衍射仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等研究了材料的组成结构;以所得的插层化合物为电极材料组装成扣式锂离子半电池,测试了其电化学储锂性能.实验结果表明:FeCl3与石墨形成了二阶FeCl3-GIC插层化合物,部分Fe3+转变成了三氧化二铁.FeCl3-GIC化合物用作锂离子电池负极材料时,在50 mA/g电流密度下,首次放电容量达到1220 mAh/g,200 mA/g电流密度下循环100次后容量还能保持在355 mAh/g.FeCl3-GIC化合物表现出良好的储锂性能,可以作为锂离子电池负极材料来使用.     

碳纤维复合吸波涂层材料的性能影响研究

以水性聚氨酯为基,碳纤维为填料,制备了碳纤维复合吸波涂层材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和矢量网络分析仪对碳纤维复合吸波涂层材料的结构与性能进行了测试和表征。实验结果表明:碳纤维复合吸波涂层材料为碳纤维和水性聚氨酯的物理结合,随着碳纤维含量的增加和厚度的增大,碳纤维复合吸波涂层材料的反射率峰值均向低频移动,当碳纤维含量为0.8%,涂层厚度为1.2 mm时,碳纤维复合吸波涂层的反射率峰值达到-6.01 dB,小于-5 dB的带宽为4.2 GHz,涂层面密度为1.02kg/m~2。     

Synthesis of a silicon carbide coating on carbon fibers by deposition of a layer of pyrolytic carbon and reacting it with silicon monoxide

A method for preparing a SiC coating on carbon fibers is presented. The SiC coating was generated from the reaction of silicon monoxide (SiO) with a pyrolytic carbon (PyC) layer deposited on the fibers. The influence of holding time on the microstructure of the SiC layer was discussed. The oxidation behaviors of the uncoated and SiC coated carbon fibers were compared. The formation mechanism of the SiC coating was evaluated. With increased reaction time, the SiC coating becomes thicker and its surface becomes rough. The oxidation resistance of the carbon fiber was improved by the SiC coating. The initial oxidation temperature of the SiC coated carbon fiber is about 200 °C higher than that of the uncoated carbon fiber. The growth of the SiC coating is mainly attributed to the indirect reactions of SiO with PyC in the SiO/SiC/C system, in which silicon is considered a critical intermediate product.     

含LiF和KF的电解质熔体对铝电解阴极的渗透过程

研究了Na3AlF6-Al2O3-KF-LiF电解质体系中KF和LiF含量、电流密度和NaF/AlF3分子摩尔比对阴极石墨材料渗透过程的影响.结果表明,K和Na渗透到阴极碳块中形成石墨层间化合物,而Li在阴极表面生成Li2C2化合物;当钾盐含量为0～7％(ω)时,碱金属渗透深度可达28～40 mm:当锂盐含量为0～7％...     

风力叶片用HME玻璃纤维的研制

以E玻璃的SiO2-Al2O3-CaO三元体系中的低熔点配方为基础,加入MgO、TiO2、WO3、Li2O等网络改性剂,调整组成比例研制成功HME玻璃纤维。研究了体系中高模量的氧化物Li2O、WO3、CeO2以及Ti02的比例对玻璃纤维浸胶纱的拉伸强度和模量的影响。经过一系列优化设计制备的HME玻璃纤维浸胶纱的拉伸强度和拉伸弹性模量均高于E玻璃,达到并超过国外商用高模量无碱玻璃纤维的技术指标要求。     

Microstructures and Corrosion Resistance of Al2O3—C Based Refractories to the Melts Containing Titania

The corrosion resisance of the Al2O3-C based refrac-tories in melts containing titania has been studied by quasi-station immersion and rotary immersionThe corrosion rate is decreased with the addition of graphite carbon and ZrO2 in the refractories.The corrosion mehanism of Al2O3-C refractories is the oxidization of graphite carbon by the oxides of the melts and the formation of deteriorate layer,For the Al2O3-C-ZrO2 refractories,the corrosion behavior is due to the interaction between melts and refrac-tories,The new compounds of FeO.SiO2,SiZrO4,Feo.3CaO,2CaO.SiO2 and CaO.SiO2 are formed in the deteriorate layer.     

水性叔氟/碳纤维导电涂料的研究

以水性叔氟乳液为基料,碳纤维为填料,并加入其他填料和助剂,制备了一种环保型水性叔氟/碳纤维导电涂料。从碳纤维质量分数、分散剂、碳纤维粒径等方面对涂料导电性能的影响进行了考察,并给出了该导电涂料的综合性能指标。     

炭纤维增强中间相炭微球制备炭/炭复合材料

以中间相炭微球为炭源,沥青基磨切炭纤维为同质增强相,采用冷模压成型和气氛低温烧结制备出高性能炭/炭复合材料。研究了炭纤维表面处理对界面结合强度的作用机制和改善效果,分析了不同球磨时间下原始粉料的微观形貌。结果表明：炭纤维的添加有利于坯体各向均匀收缩,降低了总体积收缩率,使得复合材料密度下降;同时大幅度提升了复合材料的机械强度;添加10%（质量分数）炭纤维时弯曲强度最高,达到123.5MPa。     

Carbon nanoscrolls produced from acceptor-type graphite intercalation compounds

A low-temperature wet chemistry technique for producing carbon nanoscrolls is described. The technique is based on the use of readily available acceptor-type graphite intercalation compounds. The initial graphite intercalation compound is first exfoliated to produce a suspension of graphene monolayers in ethanol which is subsequently sonicated yielding a suspension of carbon nanoscrolls. The technique does not require heating and the use of inert atmosphere thus providing an improvement compared to the previously reported methods.     

混酸插层制备膨胀石墨研究

对采用H2SO4-HNO3-KMnO4-H2O2混酸氧化插层体系制备膨胀石墨进行了研究,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和热重一差热法（TG-DTA）分析产物,并提出了氧化插层过程和机理。分析表明：插入剂的插入破坏了原有鳞片石墨层的紧密结构,使碳层间距增大,高温膨胀后,膨胀石墨呈蠕虫状或手风琴状蓬松结构,一个石墨蠕虫由许多微胞连接在一起组成,微胞之间呈现较大的狭缝裂开。氧化插层破坏了鳞片石墨原有的晶体结构,但是未破坏石墨的C—C键,20=29．5。处的特征峰是由石墨插层物结晶区引起的。可膨胀石墨片层。间存在SO4^2-、NO2阴离子插层物。可膨胀石墨在500℃之前的热失重和267℃附近较小的放热峰,均是由石墨插层物的气化、分解所致。     

2mm短切碳纤维吸波涂层的制备与吸波性能

基于雷达吸波涂层薄、轻、宽、强的要求,以2 mm短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备了碳纤维吸波涂层,将芳纶纸蜂窝与碳纤维吸波涂层进行匹配,并采用矢量网络分析仪测试了涂层的吸波性能。结果表明,单层碳纤维吸波涂层在厚度较薄时吸波性能较差,添加匹配层后性能有所改善。将不同碳纤维含量的吸波涂层与芳纶纸蜂窝进行匹配,制备了多层匹配碳纤维吸波涂层,涂层的吸收强度和有效吸收带宽均得到明显提升,通过调整碳纤维涂层和芳纶纸蜂窝的匹配方式,复合涂层在4.1~13.6 GHz频率范围内均能实现有效吸收。