不同石墨材料力学性能与孔隙率的相关性研究

本文报道了对不同的石墨材料力学性能与孔隙率之间的相关性研究。采用经验的线性及指数关系对实验数据的拟合结果表明,虽然这些石墨的原材料,制造工艺都可以不同,但它们的力学性能与孔隙率之间存在显苦的相关性,说明孔隙率仍是决定它们性能的重要参量之一。同时,本文还报道了对这样一些石墨,它们的断裂行为也随孔隙率的增加而更加偏离理想的线性行为。     

聚乙二醇/膨胀石墨相变储能复合材料

利用膨胀石墨孔隙结构的吸附性能,制备了聚乙二醇/膨胀石墨相变储能复合材料,用差示扫描热量法研究了材料的热性能.结果表明复合材料的相变温度不随聚乙二醇含量的改变而变化,材料的相变潜热随着聚乙二醇含量的增加而增加.复合材料的导热性能随着聚乙二醇含量的增加而减小.膨胀石墨的多孔结构对聚乙二醇有很好的吸附性能,聚乙二醇在固-液相变时,未见有液态聚乙二醇的渗出.     

纤维素助滤剂的预敷过滤性能

对高黏度物料加入纤维素助滤剂的预敷过滤性能进行了研究,说明不同的预敷条件对预敷层的过滤性能会有很大影响。通过改变预敷压力和浓度,对纤维素滤饼层的过滤比阻、可压缩性系数和孔隙率进行了研究。实验表明,纤维素预敷层的比阻随压力增加而增加,随浓度增加而减小;孔隙率随压力增加而减小,随浓度增加而增加;可压缩性系数随浓度增加而增加。纤维素助滤剂为中等可压缩性物料,孔隙率大。研究结果可为高黏度物料用纤维素预敷过滤的工程应用提供参考。     

填料对吸声涂层材料性能的影响

用自制改性的硅橡胶材料作吸声涂料基料,研究了不同填料对硅橡胶材料吸声性能的影响。结果表明：石墨、空心微粉能够改善硅橡胶吸声性能;其中。石墨能明显提高硅橡胶材料平均吸声系数,且平均吸声系数随石墨用量的增大而增大;石墨用量以20份为宜。     

石墨-水泥基复合材料的制备与性能

为提高水泥基材料的抗电磁干扰性能,制备了石墨-水泥基复合材料,测试了材料的电阻率、电磁屏蔽效能和力学性能.结果表明:对石墨-水泥基复合材料,在一定范围内,随掺入的石墨质量分数(下同)的增加,材料电阻率呈下降趋势.石墨掺入量为5%～10%时复合材料电阻率下降非常明显,超过15%以后,电阻率变化已不太明显;随着石墨掺量的增加,复合材料的电磁屏蔽效能也逐渐增大,石墨掺入量为15%时达到最大值,而抗折强度及抗压强度则随着石墨掺入量的增加有所下降.     

膨胀石墨的表观密度,孔隙率和吸附吸收特性

以煤油为介质测量膨胀石墨的表观密度，由所测密度值与浸泡时间的关系得出膨胀石墨对煤油的吸附吸收量随时间的变化曲线，并导出膨胀石墨最终表观密度、开放孔孔隙率和封闭孔孔隙率。     

石墨材料的声发射行为研究

通过对多种石墨材料声发射行为的实验研究,探讨石墨材料声发射行为所服从的规律。结果表明,对各种石墨材料而言,它们的声发射累计数随载荷的变化关系可以很好地用一个指数规律来描述,无论是声发射振幅分布,还是累计声发射振幅分布都服从一个经验的指数规律。同时,定量分析结果还表明,振幅分布的参数及声发射累计数与载荷关系中的参数都随石墨材料的不同而不同,振幅分布参数与载荷的关系也有所区别。因此,可望通过建立声发射行为与石墨材料结构性能的关系,为在石墨材料检测中应用声发射技术提供理论依据。     

超高温下石墨弹性极限的拐点及其孔隙率影响（英文）EI北大核心CSCD

石墨的杨氏模量随温度升高而增大并在超高温下出现拐点,该推测至今未得到有效验证,特别是石墨的弹性极限峰值及其影响因素都是未知的。尽管三点弯曲法能够简便快捷地评价陶瓷的杨氏模量,但该方法在超高温下由于无法精确测量挠度而不再适用。本研究旨在改进三点弯曲法的基础上来测量石墨直至2000℃的杨氏模量,并探讨孔隙率对石墨超高温弹性极限的影响。结果表明：石墨随温度上升的模量的拐点温度在1700～1800℃范围内;孔隙率为16．5％的石墨,在1500℃以上具有最佳的杨氏模量,该值也反映了石墨在超高温下所具有的弹性极限。     

炭材料热物理性能研究

炭材料宏观性能受微观组织多样性的影响表现出极强的多样性。实验制备几种模压炭材料，并对其热物理性能进行表征。结果表明，随着原材料中胶体石墨含量的增加，材料的电阻率下降，热导系数、热扩散率提高；材料的比热容、热导系数、线膨胀系数随温度升高而增大，热扩散率随温度升高而降低。研究结果还表明，用传统的石墨化度G参数表征多相炭材料石墨化度具有一定的局限性，而用G参数与衍射峰高相结合表征更能准确反映多相炭材料的石墨化特性。     

PP/石墨/CaCO3导热复合材料制备及性能

采用熔融共混法制备聚丙烯(PP)/石墨/CaCO3导热复合材料,分别研究了CaCO3增韧母料、石墨的添加量对复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明:500A的CaCO3增韧母料对改善复合材料的综合性能最为有效;将石墨和500A共混复合时,可以同时提高复合材料的刚性和韧性;随着500A及石墨用量的增加,复合材料的热导率及热稳定性相应提高,熔融温度略微下降;复合材料中PP的结晶度随500A用量的增加而下降,随石墨用量的增加而增加;PP/石墨/500A(质量比45/30/25)复合材料的热导率为纯PP的3倍,缺口冲击强度与纯PP相近,拉伸强度有所下降,弯曲强度和弯曲模量增加了28%。     

高性能酚醛树脂/石墨双极板导电复合材料的制备

以酚醛树脂与石墨粉料为原料,通过热模压成形得到一种质子交换膜燃料电池双极板材料.研究了酚醛树脂含量、石墨粒径和固化温度对复合材料导电性能与弯曲强度的影响.结果表明随酚醛树脂含量的增加,导电性能降低,强度升高;随石墨粒径的增大,复合材料的导电性能和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势;随固化温度的增加,导电性能出现明显波动,而弯曲强度呈先增大后减小的趋势;酚醛树脂质量分数为15%,石墨颗粒粒径为105 μm,固化温度为240℃时,导电复合材料的电导率和弯曲强度可达142 S/cm,61.6 MPa.     

超高温下石墨弹性极限的拐点及其孔隙率影响（英文）

石墨的杨氏模量随温度升高而增大并在超高温下出现拐点,该推测至今未得到有效验证,特别是石墨的弹性极限峰值及其影响因素都是未知的。尽管三点弯曲法能够简便快捷地评价陶瓷的杨氏模量,但该方法在超高温下由于无法精确测量挠度而不再适用。本研究旨在改进三点弯曲法的基础上来测量石墨直至2000℃的杨氏模量,并探讨孔隙率对石墨超高温弹性极限的影响。结果表明:石墨随温度上升的模量的拐点温度在1700～1800℃范围内;孔隙率为16.5%的石墨,在1500℃以上具有最佳的杨氏模量,该值也反映了石墨在超高温下所具有的弹性极限。     

新型导电复合材料性能的研究

以石墨与环氧树脂为原料通过模压成型得到一种新型导电复合材料,考察了石墨粒径、环氧树脂含量及固化时间对导电复合材料性能的影响。试验结果表明,石墨粒径的减小有利于复合材料强度的提高;环氧树脂含量的增加使复合材料的强度明显提高,而导电性能却下降;并且探讨了复合材料性能随不同固化时间而变化的情况．得到了最佳固化时间。     

定型相变材料对磷酸钾镁水泥性能的影响

利用实验室制备的癸酸/膨胀石墨定型相变材料、月桂酸/膨胀石墨定型相变材料和石蜡/膨胀石墨定型相变材料对磷酸钾镁水泥(MKPC)水化温升进行调控,同时研究了定型相变材料对MKPC水泥工作性能、水化热和强度的影响。结果表明:掺入癸酸/膨胀石墨定型相变材料、月桂酸/膨胀石墨定型相变材料后,MKPC的水化过程发生变化,磷酸钾镁水泥的性能改变:凝结时间缩短,流动度减小,水化温峰T_(max)和水化热降低,但强度有较大幅度减小。掺入石蜡/膨胀石墨定型相变材料后,MKPC水化温峰T_(max)随其掺量增加呈规律性降低。较癸酸和月桂酸,石蜡对MKPC水化过程影响较小,石蜡/膨胀石墨定型相变材料的MKPC工作性能更优。     

蜜胺基吸音绵吸声性能研究

以蜜胺基吸音绵为研究主体,采用驻波管法对比四种吸音材料吸音性能,进一步分析了孔隙率及厚度对吸音材料性能的影响;得出厚度增加对吸声影响变化不大,孔隙率对吸声性能影响很大,孔隙率高的吸音绵吸声性能明显好于孔隙率低的蜜胺基吸音绵的吸声性能。     

石墨/剑麻/聚丙烯电磁屏蔽材料加工性能的研究

采用密炼方式制备石墨包覆爆破剑麻填充聚丙烯(PP)电磁屏蔽材料,研究了该材料的加工性能,具体探讨了不同含量的石墨/剑麻的PP电磁屏蔽材料的力学性能、结晶性能以及毛细管流变性能的变化。结果表明,复合材料的拉伸强度随着填充物含量的增加而降低至23 MPa后基本保持不变;质量分数30%的石墨/剑麻填充物的弯曲性能最好,弯曲模量随着填充物含量的增大而增大;复合材料的结晶和熔融温度随着填充物含量的增大而升高;复合材料的流动性随着填充物含量的增加而变差。     

熔融渗硅对石墨氧化行为的影响

分别在500 ℃、700 ℃、900 ℃及1 100 ℃空气条件下,对石墨及渗硅石墨进行氧化实验,以分析熔融渗硅对等静压石墨氧化行为的影响。采用扫描电镜(SEM)分析了样品表面及内部形貌,通过压汞法表征了样品的孔隙结构,并对材料的力学性能进行了测试分析。结果表明:500 ℃条件下,石墨和渗硅石墨均未发生明显的氧化失重现象;温度为700 ℃时,石墨的氧化失重率随时间延长明显增加,而该温度下渗硅石墨的氧化失重率变化较小。而且,渗硅石墨在700 ℃时仍能保持较好的强度,而此温度下,石墨随氧化时间的延长,强度明显降低,甚至被氧化成粉末状。因此,熔融渗硅在提高材料抗氧化性能的同时能够显著提升材料的强度。     

源于核桃壳的生物形态多孔炭的制备及其性能研究

以核桃壳作原料,利用控温炭化得到了保留材料生物学特征结构的多孔炭（WSC）,采用TGA、XRD、SEM、BET等测试手段对所得材料的炭化过程、微观结构、组成以及氧化机理进行了系统研究。结果表明：材料中存在丰富的相互连通的孔及孔隙,断口孔隙率为31.46%,孔隙直径约为0.5-1 m,比表面积为380m^2/g左右;碳主要以非晶形式存在,随炭化温度升高,非晶碳中类石墨的002峰增强,晶面间距减少,结构逐渐向理想石墨转变,同时密度增加,气孔率和比表面积下降;材料的非等温氧化速率先升高后降低,这是由于组成炭材料的烯片层结构中活性碳原子数量随氧化反应的进行发生变化所致。     

泡沫金属复合PCM微结构传热储热过程模拟

以石蜡作为相变材料（PCM）,采用六面通圆孔三维结构模型,对泡沫金属复合PCM内相变熔化过程进行了数值模拟。研究了不同材料（Cu、Al、Ni、Fe）泡沫金属孔密度和孔隙率对复合PCM传热和储热性能的影响。结果表明,泡沫金属复合PCM传热过程受热传导和自然对流作用综合影响;随孔密度增加,复合PCM完全熔化时间缩短幅度逐渐减小,且泡沫金属热导率越高,孔密度对传热速率影响越大;泡沫金属复合PCM内存在非热平衡现象,孔密度和孔隙率增加均可减小最大平均温差,但对最终平衡时间的影响却截然不同;此外,泡沫金属复合PCM单位质量储热密度随孔隙率增大而增大,相比泡沫Cu、Ni、Fe复合PCM,泡沫Al复合PCM的单位质量储热密度较大,增加速率也较大。     

铸膜条件对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜过程中挥发时间、凝胶浴温度、铸膜厚度和铸膜速度对成膜的形态结构、孔隙率、过滤性能以及污染性能的影响。结果表明,随挥发时间延长,成膜孔隙率变小,纯水通量先增加后减小,以10 s为挥发时间制得的膜抗污染性能最强;随凝胶浴温度的升高,孔隙率、纯水通量及抗污染性能先增大后减小,在45℃成膜污染速率最低;随铸膜厚度的增加,纯水通量逐渐减小,孔隙率呈现先增加后减小的规律,且铸膜厚度为0.25 mm时成膜抗污染性能最好。