炭化压力对沥青树脂炭结构影响

为了了解炭化压力对沥青树脂炭结构的影响程度,在不同的炭化压力下对沥青树脂炭进行了炭化处理,并采用XRD、SEM等方法对处理后的沥青树脂炭的结构进行了分析.试验结果显示,随着炭化压力的提高,沥青树脂炭开孔率降低,残炭率提高,微观结构取向性增强,在本次试验中,炭化压力的不同,对沥青树脂炭的石墨化性能影响较小.     

炭/炭复合材料浸渍-炭化工艺的研究

用高、中、低软化点沥青为浸渍剂,对不同孔率的炭 /炭复合材料编织体进行浸渍。考察了浸渍温度、浸渍压力、浸渍时间等因素对浸渍效果的影响 ;并且对用高产炭沥青浸渍炭 /炭复合材料的工艺进行了初步探索。结果表明,在合适的工艺条件下对不同的基体均可达到很好的浸渍效果。     

制备工艺对中间相沥青基泡沫炭结构的影响

以煤沥青基中间相沥青为前驱体制备泡沫炭生料,经850℃和2300℃热处理分别得到炭化和石墨化泡沫炭,研究了发泡工艺参数和热处理温度对泡沫炭微观结构的影响。结果表明,较快的升温速率使泡沫炭易形成开孔型结构;随着压力的增大,泡沫炭的孔径减小、密度增大、孔隙率降低;经炭化和石墨化后泡沫炭孔径有所收缩,孔间的连通性增强;泡沫炭石墨化后孔壁及其韧带大部分转化成为高取向度的石墨晶体结构,微晶层间距和石墨化度分别为0.3376nm和0.733。     

炭化压力对编织C/C复合材料致密过程及结构的影响

通过浸渍/高压炭化工艺在不同炭化压力下制备了高温煤沥青炭块及沥青基炭/炭（C/C）复合材料,并研究了不同炭化压力环境下对其密度和孔隙的影响.结果表明,随着炭化压力增大,沥青炭体积密度明显增加,孔隙填充效果明显改善;在编织C/C材料的致密过程中,压力越大其孔隙越小,分布越均匀,故产品致密效果越好.     

两种沥青炭微观结构和性能的对比研究

将高温煤沥青和浸溃荆沥青在92MPa下炭化，在2500℃下对所得沥青炭进行石墨化处理；测试了所得沥青炭的体积密度、开孔率、比表面积（SBET）；利用扫描电子显微镜（SEM）观察了所得沥青炭的显微结构；利用X射线衍射方法（XRD）检测了所得沥青炭石墨化处理后的石墨化度；测试了所得沥青炭的氧化性能；测试了沥青炭试样的比热容、导热系数、热扩散率和线膨胀系数。结果表明：在92MPa下，两种沥青炭有着相近的密度和开孔率；浸渍剂沥青炭的SBEt高于高温煤沥青炭；浸渍荆沥青炭为流线型结构，高温煤沥青炭为镶嵌型和域型并存的结构；流线型结构沥青炭石墨化度较高；高温煤沥青炭的抗氧化性能要好于浸溃荆沥青炭；随着沥青炭石墨化程度的增大，比热客、导热系数、热扩散率都增大，而线膨胀系数减小。     

短炭纤维 /沥青炭复合材料导热系数与石墨化度的关系

采用脉冲激光闪光法和XRD技术，分析了一种短炭纤维增强沥青炭复合材料的导热系数与石墨化度之间的关系，建立了两者之间的定量数学模型，并运用声子导热机制对其机理进行了分析。结果表明，随着石墨化度的升高，石墨微晶尺寸增大、结构渐趋完整，复合材料在平行于层面方向的室温导热系数逐渐升高，导热系数与石墨化度之间关系符合公式：λ=59.18 0．53exp(g／14.80)。     

不同炭基体对炭/炭复合材料力学性能的影响

结合化学气相沉积（CVD）和前驱体浸渍裂解工艺,分别以丙烯、糠酮树脂和煤沥青为前驱体制备了密度在1.85g/cm3以上的三维炭/炭（C/C）复合材料,对比研究了沥青炭、热解炭+沥青炭以及热解炭+树脂炭结构（分别为A、B、C组）的等三种不同炭基体C/C复合材料的增密效率与力学性能,采用排水法表征C/C复合材料的孔隙率及密度,利用扫描电镜进行炭基体的微观结构表征,采用万用电子力学试验机进行拉伸强度、压缩强度、剪切强度等力学性能表征。结果表明,在热解炭质量含量相同的前提下,树脂浸渍裂解增密速率低于沥青浸渍裂解工艺,树脂炭基体孔隙率低于沥青炭基体。不同炭基体结构的C/C复合材料力学性能次序为：热解炭+树脂炭双元炭基体最高,纯沥青炭基体次之,热解炭+沥青炭双元炭基体最低,分析原因为热解炭与树脂炭双元炭基体的界面结合强度高,而沥青炭为混乱无序碳结构,热解炭和沥青炭双元炭基体界面结合强度弱,因此力学强度最低。     

沥青基炭复合材料新型制备工艺的特征研究

高温模压工艺是由模压成型工艺演绎而来的一种快速成型技术,但在制备沥青基炭复合材料时,该工艺明显存在着装备投资大、模压压力低和工艺实用性差的不足.为此,提出了一种新型的沥青基炭复合材料的制备工艺,即模压半炭化成型工艺(简称MSCT工艺) .为了验证MSCT工艺的突出优点,分别利用MSCT工艺和模压工艺制备了沥青基炭复合材料,并就其组织结构、体积密度和力学性能进行了研究.结果表明:MSCT工艺制备的沥青基炭复合材料的微观组织比模压工艺制备的要致密的多,从而使前者的体积密度( 1 .77g/cm3 )和抗压强度( 32 .5 MPa)分别比后者提高了2 8.3%和1 44 .4% .     

炭化条件对多孔炭膜性能的影响

以石油沥青为原料,采用无粘结剂成型制备多孔炭膜,考察了炭化条件对炭膜的Ｈ２和Ｎ２气体渗透率和理想分离系数的影响,并用压汞法表征了炭膜的孔径分布,结果表明：炭化温度是影响炭膜性能的关键因素,制备的炭膜具有均匀性孔径分布,平均孔径为１５３ｎｍ。     

沥青炭石墨化度的间接表征方法研究

将高温煤沥青和浸渍剂沥青在不同压力下炭化，在2500℃下对所得沥青炭进行石墨化处理。利用X射线衍射方法（XRD）检测了所得沥青炭试样的石墨化度；对比分析了几种试样的真密度、电阻率和磁阻。结果表明：沥青炭的石墨化度越高，其真密度越大；沥青炭的室温电阻率随石墨化度的增加而下降，随体积密度的增大而下降；在不同磁场强度下，随石墨化度的提高，磁阻增大。     

石墨化处理对高压浸渍碳化碳/碳复合材料抗氧化性能的影响

用超高压液相浸渍和碳化,经石墨化处理制备了毡基碳／碳复合材料。采用等温氧化实验,系统研究了所得试样在不同温度(773～1 173 K)条件下的氧化动力学行为;用X射线衍射和扫描电子显微镜检验观察了石墨化处理前后毡基碳／碳复合材料的氧化形貌和微观结构。结果表明：石墨化处理可明显的提高毡基碳／碳复合材料的抗氧化性能;毡基碳／碳复合材料的基体在氧化反应中优先氧化,氧化反应速率随温度的升高而增大;在高于或低于临界温度973 K时,毡基碳／碳复合材料的氧化反应分别受2种不同的机制控制,其反应活化能E,在石墨化前分别为7.91×10~4 J／mol和2.80×10~4J／mol,石墨化后分别为1.08×10~5J／mol和4.42×10~4J／mol。     

沥青炭化后显微结构的研究

采用中温沥青、改质沥青、浸渍沥青3种沥青试样,经过两种不同温度曲线炭化后,利用偏光显微镜、扫描电镜分析煤沥青炭化后的显微结构特征。结果表明,3种沥青炭化后的显微结构有所区别,不同的温度曲线对沥青炭化后的显微结构有一定影响。     

沥青预氧化丝在碳化过程中的红外分析

根据不同碳化条件下得到碳纤维的红外谱图，分析了沥青基预氧化丝在碳化过程中各基团的变化情况，从而了解碳化过程发生的化学反应及反应所发生的温度范围，为更好地碳化提供依据。     

中间相沥青纤维氧化及炭化的研究

以石油系催化裂化渣油为原料，调制出可纺性的中间相沥青，并纺出均匀的中间相沥青纤维。用热分析法和元素分析法，确定了最佳氧化条件。利用X-射线衍射技术（XRD）及透射电镜（TEM）对中间相沥青炭纤维进行了表征，求得了结构参数、并研究了炭化过程中，结构、性能与温度的依存关系。     

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。     

炭化升温速率对炭气凝胶孔结构和电容特性的影响

以间苯二酚和甲醛为原料,六次甲基四胺为催化交联剂,通过溶胶-凝胶、常压干燥和炭化处理制备炭气凝胶,考察了炭化升温速率对炭气凝胶孔结构和电容特性的影响。采用BET法分析不同升温速率下制得的炭气凝胶的孔结构,并利用直流充放电、交流阻抗技术和循环伏安法测定由炭气凝胶电极与KOH电解质构成的双电层电容器的性能。结果表明：在升温速率为2℃／min时制备的炭气凝胶电极具有良好的电化学性能。在30％的KOH电解质溶液中低电流密度（1mA／cm^2）充放电时的比电容为176F／g,电流密度增大20倍,容量保持率为84．3％,经过1000次循环,容量保持率达93％以上,具有良好的大电流充放电性能和循环性能。     

CVD沉积密度对2-D炭/炭复合材料力学性能的影响

将CVD法增密至1.34g/cm^3和1.61g/cm^3的两组试样热处理后进行力学性能测试，作为对比，将另外两组起始密度相近的样品经过树脂补充增密至1.80g/cm^3以上，经热处理后也作了力学性能检测。检测结果发现，对纯CVD法增密的试样来说，密度高的样品的力学性能值也较高；树脂浸渍补充增密后，样品的和力学性能明显优于纯CVD的低密度试样，浸前CVD起始密度高的样品的力学性能值也相对较高。对材料的力学性能初步分析认为，C／C复合材料的力学性能和失效方式不仅受材料密度的影响，而且也受基体炭种类，性质，如可石墨化，热处理温度等因素影响。相同条件下，石墨化度高的样品力学性能值偏低。