化学液气相渗透致密快速制备炭/炭复合材料

探索了一种的炭/炭制备方法-快速化学液气相渗透致密(CLVD),沉积时间3h内可获得密度达1.74g/cm3的炭/炭材料.预制体为环形炭毡制件(160mm×80mm×10mm),以液态低分子有机物(CYH和KEE)作炭源前躯体,将预制体浸泡在液体炭源前驱体中,利用辐射加热,在预制体范围内造成由内而外的温度梯度.研究表明,在900℃～1100℃沉积温度范围内,炭纤维表面最大沉积速率为64μm/h,比等温CVI的沉积速率 (0.1μm/h～0.25μm/h)快2个数量级以上.同时,分析并提出了该方法快速致密多孔预制体的机理.     

CLVI技术制备炭/炭复合材料

利用化学液气相沉积工艺以煤油为前驱体,采用密度为0.4g/cm3的针刺炭纤维毡为预制体,10h内制备了壁厚为40mm,密度沿径向均匀分布,密度达1.70g/cm3的炭/炭复合材料盘形件.同时还阐明了用于制备炭/炭复合材料的化学液气相沉积工艺原理及工艺过程,利用偏光显微镜观察所得材料的微观组织结构属光滑层结构的热解炭.     

n-C7H16/CCl4体系CVD-热解炭的形貌与形成机理

控制CVD工艺条件得到球状热解炭, 通过对沉积中间体的定性分析,证实了此过程中存在"缩聚机理". 运用热力学和晶体成核-长大理论,解释了温度对热解炭形貌和沉积过程的影响.     

化学气相沉积低温各向同性热解炭微观结构及沉积机制

为了研究低温各向同性热解炭（LTIC）的微观结构及沉积机制,采用不同体积分数的丙烷为碳源,在不同的沉积温度下进行稳态流化床化学气相沉积实验制备LTIC,借助SEM和TEM对不同沉积条件下制备的LTIC微观结构进行表征和分析。结果表明:不同沉积条件下制备的LTIC由类球形颗粒状和片层状炭结构组成,沉积温度升高,降低了热解炭在气相中的形核势垒,LTIC中类球形颗粒数量增多,尺寸变小,且类球形颗粒内包围炭黑颗粒的炭层织构逐渐降低;丙烷体积分数升高,热解炭沉积过程逐渐由以表面生长机制为主转变为以气相形核机制为主,所制备的LTIC中类球形颗粒形貌越来越明显,而片层状炭结构逐渐减少甚至完全消失。      

碳纳米管阵列/热解炭复合材料的制备和表征（英文）

以甲烷为碳源,通过化学气相沉积和化学蒸汽渗透两步法将热解炭填充至碳纳米管阵列间的空隙而制备出碳纳米管阵列/热解炭复合材料。采用扫描电镜和拉曼光谱仪对样品的结构进行表征。结果表明,碳纳米管被热解炭填充和覆盖形成均相的复合膜,其密度增加4倍,同时热解炭已石墨化。     

化学气相沉积低温热解炭的微观组织结构与沉积模型

利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)结合选取电子衍射(SAED)研究了化学气相沉积低温热解炭的微观组织结构。结果表明:低温热解炭是由直径小于2μm的球形颗粒状炭组成,该球形颗粒状炭的核心是炭黑颗粒,外层为中织构热解炭。其沉积过程主要经历了:微小炭黑颗粒的萌生,炭黑颗粒外层的生长,炭颗粒表面热解炭的沉积和炭颗粒的聚集长大四个过程。     

在氧化铁表面沉积热解炭及其气化与还原

采用流动反应器研究了丙烯热解和在铁黄颗粒表面生成热解炭的化学热力学以及化学气相沉积（CVD）过程。发现在600oC之前丙烯热解发生的化学气相沉积基本为表面反应过程；在热解炭沉积过程中铁黄颗粒的比表面积迅速减少，同时由于脱去水分而发生失重；随着温度的升高，Fe2O3逐渐被还原为Fe3O4和FeO，在800℃以上Fe2O3完全被还原为Fe3C。在化学气相沉积过程中，500℃以前铁黄可以保持大长径比形貌，在600℃～700℃之间则生成长径比较小的哑铃型颗粒。非球形氧化铁颗粒在氢气还原过程中能够保持原有形状，同时被还原成为单质铁。上述化学气相沉积和气化过程可以用于制备热解炭包覆的或者纯净的非球形铁颗粒材料。     

乙醇热解制备炭/炭复合材料工艺探索及组织特征

以密度0.47g/cm³的碳毡为预制体,乙醇为前驱体,氮气为载气,在1125℃,压力为20kPa的条件下,用等温压力梯度化学气相渗透法,经114h致密化,制备出密度为1.67g/cm³的炭/炭复合材料.经测试,材料的弯曲强度为137MPa.偏光显微分析显示：该材料各区域沉积的基体热解碳组织结构均为高织构,其消光角为19.5°～20.5°,石墨化处理后测得热解碳的d₀₀₂为0.3362nm.断口扫描电子显微分析结果也进一步证实获得的热解碳组织为高织构.表明乙醇是一种极具潜力的制备炭/炭复合材料的前驱体.     

医用炭/炭复合材料表面梯度CVD热解炭涂层的摩擦性能研究

采用医用炭/炭复合材料并通过梯度化学气相沉积法(CVD)在其表面制备热解炭涂层, 研究分析了涂层的显微结构、摩擦系数、磨损情况. 结果发现, 该热解炭涂层表面被直径约20 μm热解炭球致密覆盖, 在断口处呈现紧密、多层的热解炭. 与用沥青浸渍/炭化法制备的炭/炭复合材料相比, 在干摩擦时, 热解炭涂层样品的摩擦系数更大; 在模拟人体关节的湿摩擦时, 它的摩擦系数低; 在干摩擦和湿摩擦的情况下, 它的磨损要小很多. 这些结果表明利用梯度的化学气相沉积法(CVD)制备医用炭/炭复合材料的涂层可以提高其表面的耐磨性.     

致密SiC包覆层低温流化床化学气相沉积制备及形成机制

一般致密SiC材料的制备需要极高的温度,而降低制备温度一直是SiC制备领域的重要研究方向。采用流化床化学气相沉积法,在球形二氧化锆陶瓷颗粒上制备了厚度为几十微米的SiC包覆层。通过对不同温度SiC包覆层的显微形貌及微观结构变化规律研究,给出了沉积效率变化规律,发现低温产物富硅,而高温产物富碳。对不同氩气含量的实验研究发现,氩气的加入可以促进沉积反应向富碳方向移动,从而可以在显著降低温度的条件下制备出致密SiC包覆层。综合实验结果给出了流化床化学气相沉积方法在不同温度及氩气浓度条件下制备SiC的物相分布图。      

MPCVD法在碳纤维上制备碳纳米管

利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在碳纤维上制备了碳纳米管,并在此基础上系统地研究了微波功率、反应时间、催化剂前驱体的吸附时间以及吸附浓度对碳纳米管生长的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行表征.结果表明,微波功率、反应时间对碳纳米管的形貌有很大影响,此外,随着吸附时间的增加,碳纳米管的生长速度快且产量高;吸附浓度很大时,碳纤维表面上产生了大量的无定形碳和石墨,严重影响了碳纳米管的生长质量.     

采用钛-铝-钼过渡层在铜基底上沉积金刚石薄膜的研究

采用钛-铝-钼过渡层研究了铜基片上金刚石薄膜的化学气相沉积.用SEM和Raman谱研究了薄膜的形貌和质量.用XRD分析了膜基间形成的化合物的成分,并进一步分析了铝的存在对膜基结合力的影响.实验证明,钛-铝-钼过渡层的存在显著提高了金刚石薄膜与铜基底的结合力.     

碳纤维涂覆SiC新工艺及涂层纤维的力学特性

用气相SiO和CO反应形成SiC的方法成功地在碳纤维上涂覆SiC.SiC涂层是由β-SiC团粒从碳纤维表面向外生长形成,并具有玉米棒子状的表面形貌。SiC层厚度增加到≥0.2μm,涂层纤维的拉伸强度随SiC层厚度增加而下降,此结果与Ochiai的理论模型相吻合。SiC层厚度达到1μm的涂层纤维,其拉伸时的力学行为与具有弱界面结合的1维脆性纤维-脆性基质复合材料相似,并显示SiC层的多次断裂。对碳纤维芯因涂层处理而引起的性能退化进行了讨论。      

三峡工程建筑物保护层爆破技术研究

建筑物基础保护层开挖一直是困扰水利水电施工的难题之一。葛洲坝集团公司针对三峡工程基础开挖面广量大的特点,在取得成功试验的基础上,在三峡工程右岸纵向砼围堰永久建筑物部位进行了大规模保护层一次开挖,爆破基岩面积达１５万ｍ２以上,效果良好。     

污水处理用活性炭流化床再生影响因素研究

主要研究了以流化床再生法对污水处理用粉状活性炭进行再生的影响因素,系统研究了再生温度、再生活化气组分、水分含量、滞留时间、进料速率等对换活性炭的吸附能力及再生减量的影响。在本研究范围内,确定了污水处理用粉状活性炭流化床再生的具体工艺参数;燃烧室温度1207℃,流化床温度677℃,流化速率,0.256m/s,进料速率3.34kg/h,活化气中氧气含量0.69%。     

三峡工程建筑物保护层爆破技术研究

建筑物基础保护层开挖一直是困扰水利水电施工的难题之一。葛洲坝集团公司针对三峡工程基础开挖面广量大的特点，在取得成功试验的基础上，在三峡工程右岸纵向砼围堰永久建筑物部位进行了大规模保护层一次开挖，爆破基岩面积达１５万ｍ２以上，效果良好。     

基于VLS理论的准一维碳材料生长模型

气-液-固相理论(VLS)能有效地用于准一维碳材料生长的分析研究.以镍为催化剂,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了弹簧状碳纤维.根据准一维碳材料的生长特点,在VLS理论基础上,通过扩散模型的建立,分析了催化剂对一维碳材料形状的影响,指出了催化剂形状的不对称是造成一维碳材料弯曲的主要原因.     

在镍基板上低温生长纳米碳管膜

纳米碳管在储能材料和场发射材料等方面具有非常广阔的应用前景。在纳米碳管的许多潜在用途中要求纳米碳管直接低温生长在具有导电能力的基板材料上。以镍片为基板材料,利用微波等离子体化学气相沉积法在低温条件下合成了纳米碳管膜。研究表明,高纯度纳米碳管的低温合成取决于氢等离子体对碳源的有效裂解以及在纳米碳管形成初期对碳素物质的刻蚀。同时,随着微波功率的上升,纳米碳管的纯度上升、生长速率加快且形状变得较直。     

石油焦基活性炭电极电容特性研究

用石油焦作原料,KOH为活化剂,在不同活化条件下制备系列不同比表面积的活性炭。用直流恒流循环实验考察活性炭电极的电化学性能。实验发现,石油焦基活性炭随着活性炭比表面积的增加,活性炭比电容逐渐增大;活性炭孔结构分布相同,随比表面积的增加,比电容线性增加,比表面积利用率降低。活性炭孔结构对比电容有较大的影响,30％KOH电解液可以进入活性炭中大于0.6nm的微孔,孔径越大,其比表面积利用率越高。