C/C-SiC复合材料的RMI法制备研究进展

作为性能十分优异的高温热结构材料和制动摩擦材料,C/C-SiC炭陶复合材料广泛应用于多个领域。从RMI法制备C/C-SiC复合材料的反应机理、工艺过程及对材料性能的影响等方面进行了综述。介绍了C/C-SiC复合材料基体改性研究的进展。对RMI工艺方法今后的发展方向及研究重点进行了展望。     

热熔胶膜法制备硅硼改性酚醛树脂预浸料及复合材料

纤维增强酚醛树脂基复合材料具有易成型、加工周期短和隔热性能好等优点,可用作烧蚀型热防护材料。本文对热熔胶膜法制备的高硅氧/硅硼改性酚醛预浸料及其复合材料进行了研究。硅硼改性酚醛树脂具有优异的热稳定性,氮气气氛下,800℃残碳率高达75.3%。高硅氧/硅硼改性酚醛预浸料的百分流动度、挥发份和树脂含量分别为21.3%、5.7%和40.2%。对比溶液法制备预浸料成型的层压板,采用热熔胶膜法制备的高硅氧/硅硼改性酚醛复合材料层压板的弯曲强度和层间剪切强度分别提高了56.2%和22.1%。氧乙炔线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.0498mm/s和0.0506g/s。高硅氧/硅硼改性酚醛复合材料优异的耐烧蚀性能有助于降低热防护材料的厚度,减轻火箭、导弹等的总体质量,对提高武器装备的性能具有重要的意义。     

空间望远镜用C/SiC镜面研制综述

综述了空间望远镜的主镜用高强度、高表面精度、低热膨胀系数的低温（约4K）用镜面的制备和检测过程.日本将Φ710mm的高强度反应烧结SiC材料已用于红外望远镜镜面.在短切炭纤维增强C/C复合材料毛坯的基础上进行液相硅渗透（LSI）而制备的C/SiC复合材料在光学镜面方面具有更大的优势.通过提高C/C复合材料毛坯中沥青基炭纤维体积分数及控制硅化速度,可有效地提高LSI-C/SiC复合材料的机械性能和表面光学精度;通过不同规格的炭纤维的混杂化,可使C/SiC复合材料热膨胀系数的各向异性降低至小于4％的差异.SiC、Si-SiC浆料涂层处理可有效地提高表面精度至2 nm rms的极高要求.     

ZrC改性C/C复合材料的抗氧化涂层研究

为了提高C/C复合材料的高温抗氧化性能，采用含锆有机溶剂实现了对C/C复合材料的ZrC改性，通过粉末包埋法在其表面制备了SiC过渡层，通过溶胶凝胶法制备了外部的复合陶瓷氧阻挡层。设计三因素三水平的正交试验，研究了ZrC改性增重、过渡层厚度和氧阻挡层厚度三个主要因素对C/C复合材料高温抗氧化性能的影响。9个样品在1600℃马弗炉中进行了30 min的静态氧化测试，结果表明，ZrC改性增重5%、过渡层厚度为60μm和氧阻挡层厚度为80μm的样品抗氧化性能最好，质量损失率仅约5.51%。     

化学气相沉积法制备Si/C复合负极材料的研究进展

采用化学气相沉积法制备得到的硅/碳复合材料碳层致密均匀,电化学性能好,成为目前制备该复合材料应用较多的方法。介绍了化学气相沉积法制备的硅碳复合材料的主要复合形式及电化学性能,制备过程中不同催化剂、制备条件的选择等,综述了化学气相沉积法制备硅/碳复合材料的研究进展。对化学气相沉积法在制备硅/碳复合材料的研究方向上进行了展望、提出建议。     

C/C多孔体对C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能的影响

以4种纤维含量相同(32%,体积分数,下同),用化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)法制备了4种密度的碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)多孔体,基体炭含量约20%～50%.利用液相渗硅法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了C/C-SiC复合材料,研究了C/C多孔体对所制备的C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能的影响.结果表明:不同密度的C/C多孔体反应渗硅后,复合材料的物相组成均为SiC,C及单质Si;随着C/C多孔体中基体炭含量的增加,C/C-SiC复合材料中SiC含量逐渐减少而热解炭含量逐渐增加.C/C-SiC复合材料弯曲强度随着材料中残留热解炭含量增加而逐渐增加,热解炭含量为约42%的C/C多孔体所制备的C/C-SiC复合材料的弯曲强度最大,达到320 MPa.     

水热法合成LiFePO4/C纳米复合材料

水热法是一种低成本、低能耗、低污染的绿色化学合成方法,在锂离子蓄电池正极粉体材料的制备方面拥有广阔的前景。LiFePO₄/C复合材料因为其高安全性,有着广泛的应用,但在水热条件下不容易获得分散性好的纳米级的LiFePO₄粉体材料。本文通过研究pH值、反应温度、反应时间等影响因素对水热产物性能的影响,使用水热法制备出分散性好、电化学性能优良的LiFePO₄/C纳米复合材料。     

纳米材料在土木工程中的应用与发展前景

纳米材料属于介观范畴,拥有不同于常规宏观或微观材料的特殊性能,在土木工程领域具备优异的改性能力。为进一步概况总结纳米材料在土木工程材料改性应用方面的研究情况,在阐述纳米材料学科概念与性能的基础上,介绍了纳米材料的主要改性途径。结合相关文献的研究,综述了纳米尺度的硅粉、二氧化硅以及碳酸钙等材料的改性研究现状,分析了基于水泥基材料、混凝土以及水泥土等传统材料制备获得纳米改性复合材料的性能特点,并指出了纳米材料目前存在的缺陷以及未来发展的主要方向。相关总结和分析可为新型纳米改性复合材料在土木工程领域的进一步发展与应用提供参考。     

C/C复合材料用浸渍剂沥青的改性进展

作为C/C复合材料浸渍剂之一的沥青，因具备价格便宜、流动性好、易石墨化等优点被广泛应用，但其低残炭率及炭化、卸压时的反渗问题严重阻碍了低成本C/C复合材料制备的进程。因此，通过改性浸渍剂沥青来制备低成本C/C复合材料是发展的必然方向。本文综述了浸渍剂沥青中喹啉不溶物和甲苯不溶物的含量对其浸渍效果的影响，并总结了物理调配、热处理、化学改性和沥青树脂共混等方法对C/C复合材料用浸渍剂沥青的改性。     

改性纳米氮化硅/ACM复合材料的制备与性能研究

采用自制的丙烯酸丁醑(BA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-甲基丙烯酸环氯丙醴(GMA)三元共聚物对纳米氯化硅进行表面改性,制备改性纳米氮化硅/ACM复合材料,并研究改性纳米氯化硅用量对改性纳米氯化硅/ACM复合材料性能的影响.结果表明,纳米氯化硅改性后分散稳定性显著提高;随着改性纳米氰化硅用量增大,复合材料的物理性能和耐油性能先上升后下降;当改性纳米氮化硅用量为1.5份时,复合材料的物理性能和耐油性能最佳.     

C/C坯体对C/SiC复合材料组织结构和导热性能的影响

以无涂层、C+SiC复合涂层处理的炭布/网胎预制体,分别经过化学气相渗透、树脂浸渍/炭化制备了3种C/C坯体,熔融渗硅后获得不同的C/SiC复合材料,对其组织结构和导热性能进行了研究。结果表明:热解炭坯体的C/SiC复合材料存在集中分布的Si,混合基体炭的C/SiC中可见较多微裂纹,C+SiC涂层的材料中残留Si含量少,基体组织均匀;热解炭坯体的C/SiC复合材料热扩散率和导热系数最大;混合基体炭的坯体,纤维经过C+SiC涂层,可明显提高材料的热扩散率和导热系数,且随温度的升高,导热系数的下降速率增大。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

硅灰石粉填充改性聚丙烯复合材料性能研究

采用熔融共混的方法制备了硅灰石粉填充改性聚丙烯(PP)复合材料。通过力学性能、溶体流动速率(MFR)及DSC等测定,考察了硅灰石粉对PP力学性能、热性能及加工性能的影响。结果表明:用硅灰石粉填充改性PP,大大提高了PP/硅灰石粉复合材料的模量,缺口冲击强度的敏感性得到明显改善;改性PP的耐热温度、硬度及加工性能得到一定提高,但其强度有所降低。     

聚合物/粘土纳米复合材料的热稳定性能和阻燃性能

综述了国内外近年来对蒙脱土的有机改性、聚合物/粘土纳米复合材料的制备以及材料的热性能和阻燃性能等方面应用研究的现状。     

镁热还原法制备多孔硅碳复合负极材料

分别以介孔二氧化硅(SBA-15和 MCM-48)和硅藻土为硅源,通过镁热还原制备多孔硅,然后向多孔硅中注入有机碳前躯体,经过高温碳化处理得到多孔Si/C复合负极材料。采用X射线衍射仪、Raman光谱仪、场发射扫描电子显微镜和N2吸附脱附测试仪对合成的材料分别进行了表征,研究了多孔 Si/C 复合材料的电化学性能。结果表明：镁热还原介孔二氧化硅可以得到多孔硅材料,碳加入到多孔硅材料中可以有效提高材料的电子电导率,可明显改善材料的循环稳定性。同时多孔结构可以有效缓解硅基材料充放电过程中的体积应力,提高材料的循环稳定性。以SBA-15、MCM-48和硅藻土为硅源制备得到的3种多孔Si/C复合材料在200 mA/g电流密度下循环30次之后的可逆容量分别为712、664、463 mA·h/g。     

低成本C/C复合材料研究进展

炭/炭(C/C)复合材料作为一种高温性能优异,抗烧蚀,耐高温的材料,被广泛应用在航空航天等高技术工程领域。然而高昂的原材料,复杂的生产工艺,较长的生产周期带来了相当昂贵的生产成本,并严重制约了碳/碳复合材料在更多领域的应用。本文从预制体的低成本制造、低成本致密化工艺两大方面对C/C复合材料的低成本制造进行了综述。     

摩擦参数、环境及表面状况对C/C复合材料摩擦学性能的影响分析

影响C/C复合材料摩擦性能的因素较多,本论文综述了国内外的研究现状,评价了摩擦参数、环境及表面状况对C/C复合材料摩擦摩损性能的影响。就能量、转速、压力、湿度、温度、气氛、表面粗糙度和润滑条件等因素展开阐述。C/C复合材料的摩擦摩损是多种因素综合作用的结果,在材料性质确定的情况下,合理的摩擦参数设计、环境条件和摩擦的表面状况能优异地发挥C/C复合材料的摩擦摩损物性。但对于各因素的影响程度,还有待进一步的研究。C/C复合材料在摩擦领域得到了广泛的应用,但有必要进一步扩大摩擦优势,提高摩擦稳定性,降低摩损,尤其是高温氧化摩损。     

聚氨酯/硅酸盐纳米复合材料的研究及应用进展

综述了近年来关于纳米硅酸盐材料改性聚氨酯的研究进展状况.介绍了纳米硅酸盐材料的结构及改性、聚氨酯/硅酸盐纳米复合材料的复合改性机理及性能表现,并对聚氨酯/硅酸盐纳米复台材料制备方法及其在涂料及灌浆材料方面的应用进行了阐述,展望了聚氨酯/硅酸盐纳米复合材料未来发展趋势.     

C/C-SiC复合材料的组合工艺制备及基体改性研究进展

C/C-SiC复合材料是一种耐磨性好、抗烧蚀的高温热结构材料,被广泛应用于航空航天、摩擦制动、热防护等领域,然而几种制备C/C-SiC复合材料的单一工艺方法均存在着局限性与不足之处.本文重点介绍了几种制备C/C-SiC复合材料的组合工艺,并分析了组合工艺各自的优缺点.综述了C/C-SiC陶瓷基复合材料基体改性的相关进展...