高导热中间相沥青基炭纤维的微观结构分析

中间相沥青基炭纤维具有低电阻、高导热特性,是目前最具发展前景的功能型导热、散热材料,但是国内对其微观结构和性能的研究报道较少。对国外高导热中间相沥青基炭纤维的微观结构和形貌进行了分析,同时将实验室研发的不同截面形状中间相沥青基炭纤维进行比较。研究结果表明中间相沥青基炭纤维具有的高导热特性源于其内部三维有序堆积的类石墨层状结构和较为完整生长的石墨晶体。热处理温度越高,其类石墨晶体生长越完善,层片取向程度越高。与圆形截面辐射状结构中间相沥青炭纤维相比,带状截面炭纤维有效解决了劈裂问题,其石墨片层间距为0.337nm,层片堆积高度达到26.77nm,轴向热导率高于800W/（m.K）。     

透明纳米级苯乙烯-丙烯酸酯微乳液的制备

采用自制的属于Gemini型的特殊乳化剂KD-1用于苯乙烯丙烯酸酯微乳液的聚合。研究了反应温度、乳化剂用量和单体含量对微乳液聚合的影响。结果表明,只使用质量分数为0 95%～1 60%的单一阴离子型乳化剂KD-1就可得到较高固含量(质量分数为30%～50%)的透明纳米级苯乙烯丙烯酸酯微乳液,并保持微胶乳平均粒径为40～60nm。与常规苯乙烯丙烯酸酯乳液相比,其粒径小,最低成膜温度有所降低,而玻璃化转变温度有所提高。     

催化剂结构与形态对碳纳米管生长的影响

采用溶胶-凝胶超临界流体干燥技术制备了含铁、钴的纳米SiO2复合气凝胶催化剂,用于碳纳米管和纳米碳包覆磁性纳米粒子的合成。利用N2物理吸附、XRD、TEM、HRTEM、EDS、SAED等手段对催化剂在不同温度下处理后晶型的转变、形态的变化进行了分析,并考察了催化剂对碳纳米管形貌、结构和碳增重率的变化。结果表明:随着处理温度从600℃升高到1000℃,催化剂比表面积从312.4m2 g降低到79.6m2 g,催化剂粒子从非晶态向晶态转变,粒径从5nm增大至60nm左右,碳的增重率从254.8%下降41.5%。采用低温处理的催化剂,碳产物中以碳纳米管为主,而采用较高温度处理后的催化剂,碳产物中则以碳包覆粒子为主,且随处理温度的升高碳包覆粒子的含量逐渐增加。     

包覆纳米镍粒子的碳纳米管磁性研究(英文)

通过溶胶 -凝胶超临界干燥技术制备出NiO SiO2 比为 1.2的二元气凝胶纳米催化剂 ,并以气凝胶为催化剂通过化学气相热解法合成了碳纳米管 ;碳纳米管的合成是在石英管式炉中完成。将催化剂置于石英舟中 ,在流动氮气中将管式炉加热至所需的温度 ,然后通入甲烷、氢气混合气体 ,热解反应 30min～ 6 0min后形成碳纳米管。反应结束后 ,生成的碳纳米管在氮气氛中冷却至室温。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM、Raman分析手段对制得的碳纳米管进行了表征 ,并测定其磁化系数。结果表明 :裂解产物主要由碳纳米管和纳米镍粒子组成 ,且纳米镍粒子包覆于碳纳米管的顶端。这种包覆纳米镍粒子的碳纳米管的比饱和磁化强度和矫顽力分别为 0 .6 6A·m2 ·kg- 1 和2 0 15 7A·m- 1 。     

Si/Zr质量比对SiC/ZrC涂层微观结构及其抗氧化性能的影响

采用反应熔体浸渗工艺在C/C复合材料表面制备了SiC和SiC/ZrC抗氧化涂层,并利用XRD、SEM和EDS等分析手段研究了浸渗粉料中Si/Zr质量比对抗氧化涂层的相组成和微观结构的影响,考察了SiC和SiC/ZrC涂层在1 400℃静态空气气氛中的抗氧化性能,初步探讨了SiC/ZrC涂层的抗氧化机制。研究结果表明,随着浸渗粉料中Si/Zr质量比由4.5∶1.5降至2∶4,制得的SiC/ZrC涂层表面涂层致密性呈现先增后降的趋势,而涂层厚度则逐渐减小。当Si/Zr质量比为3∶3时,制得SiC/ZrC涂层C/C复合材料表现出优良的抗氧化性能,在空气气氛中1 400℃氧化6h后增重0.5%左右,而SiC涂层C/C复合材料在相同条件下氧化5h后失重率达到26.71%。SiC/ZrC涂层优异的抗氧化性能与其表面形成的一层致密、连续的ZrSiO4-SiO2-ZrO2玻璃膜有关。     

Si掺杂煤沥青制备及其炭化产物抗氧化性能的表征

通过煤沥青甲苯可溶性组分与聚碳硅烷共混合低温裂解引入具有抗氧化性的Si杂原子,制备Si掺杂煤沥青在氩气氛中经过900℃处理得到炭化产物。采用FT-IR、XRD、SEM和TG-DSC手段对Si掺杂沥青炭化产物氧化前后抗氧化性能进行表征。研究表明:经过900℃处理得到的炭化产物β-SiC以微晶形式存在,其在900℃氧化后生成的SiO2不能有效地愈合氧化后产物表面的裂纹。该炭化产物在低于950℃氧化时,该炭化产物抗氧化性相对较弱,在950-1500℃温度范围氧化时,其抗氧化性相对较强。     

纳米颗粒改性酚醛树脂用于镁碳砖结合剂的研究

利用纳米粒子对镁碳砖生产用酚醛树脂粘合剂进行了改性。改性树脂常规指标符合镁碳砖结合剂的要求。FE-SEM照片可以看到球形和近球形的纳米颗粒,分散均匀且基本无团聚。制砖实验结果表明,以改性树脂为结合剂能有效地减小显气孔率,增大体积密度且明显提高砖的压缩强度。特别是以TEOS(正硅酸乙酯)和纳米炭黑改性酚醛树脂为结合剂的镁碳砖,经200℃/12h热处理后的常温压缩强度分别提高了38.5%和30.4%,达到了43.94MPa和41.35MPa。砖坯的理化性能检测表明,随处理温度的升高,压缩强度和体积密度越来越小,显气孔率越来越大,200~1100℃各指标变化显著,1100~1550℃各指标没有显著变化,但呈变差趋势。     

纳米级高固含量聚合物微胶乳的制备与应用

以过硫酸铵(APS)、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发剂,对功能性单体丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)进行改进的微乳液聚合方法的共聚,获得了固含量高达44．0％、总乳化剂质量分数小于2．0％的平均粒径小于50nm的微胶乳。该微乳液较之常规乳液有粒径小且分布均匀及更优的应用性能。     

HfC前驱体的合成及其裂解行为研究

以HfCl₄、乙酰丙酮、无水甲醇、对苯二酚为原料, 采用一锅法合成了HfC陶瓷前驱体, 通过前驱体裂解制备得到了HfC陶瓷粉体。采用XRD、FTIR、SEM/EDS、TEM、SAED等分析手段对裂解产物的组成、形貌和微观结构进行了分析和表征, 利用TG-DSC和TG-MS对前驱体的裂解行为进行了研究。结果表明: HfC前驱体在600℃左右开始陶瓷化, 在1300℃左右开始形成HfC陶瓷相, 在1500℃及以上完全转化为HfC陶瓷及自由碳。HfC陶瓷相具有单晶结构, 颗粒粒径在50~100 nm之间。HfC陶瓷相的形成基于前驱体在低温段裂解形成的HfO₂的碳热还原反应, 裂解过程中形成的自由碳抑制了HfC晶体的生长。     

熔盐反应法在碳纤维表面制备TaC涂层

在由NaCl、KCl和KF组成的混合盐体系中,利用熔盐反应法在碳纤维表面成功地制备了TaC涂层.研究了反应温度对TaC涂层相组成、表面形貌以及涂层厚度的影响.结果表明,在950~1200℃范围内能在碳纤维表面制备TaC涂层,并且随着反应温度的升高,TaC涂层的厚度增加,涂层的颗粒尺寸增大,均匀程度下降.TaC涂层对碳纤维抗氧化能力的改善在很大程度上取决于涂层质量以及涂层与碳纤维基体的结合状态.在1000℃保温5h制备的TaC涂层连续、均匀而致密,且与基体的结合较好,涂层后碳纤维的起始氧化失重温度从原来的450℃升高到650℃左右.