PAN-CF的组织结构及力学性能

张力炭化可大大提高炭纤维的性能,在不同的温度下对聚丙烯腈基炭纤维进行张力炭化处理并进行高温石墨化,结果表明:PAN-CF(聚丙烯晴基炭纤维)的拉伸强度和拉伸模量随张力炭化温度的升高而增大,石墨化后,拉伸强度减小而拉伸模量增大。提高CF的张力炭化温度,可大大改善CF石墨化后的性能。CF的微晶尺寸(L_c)随张力炭化温度的升高而增大。石墨化后,L_c增加,层面间距(d_(002))大大减小;对于CF,张力炭化温度越高,L_c越大,d_(002)越小,并且CF内部的炭颗粒排列得越紧密,孔洞、皮芯结构等缺陷较少,CF性能较好。     

自烧结C、TiC／C和SiC－B_4C／C材料的热处理行为

本文研究了自烧结Ｃ、ＴｉＣ／Ｃ和ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ／Ｃ材料高温处理后的行为变化。实验发现随着处理温度的升高，各类材料的收缩率和重量损失随之增加，自烧结Ｃ和ＴｉＣ／Ｃ材料的弯曲强度逐渐下降，而ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ／Ｃ复合材料的弯曲强度在２２７３Ｋ时达到一个最高值。     

箱式电炉产生还原气氛的方法

通过调节空气流量和碳源数量、细度及模拟抽屈窑气氛制度的方式探讨了在箱式电炉中产生还原气氛的方法。从热力学、动力学角度分析了碳源种类、细度对气氛的影响。     

纤维体积含量对炭／炭复合材料性能的影响

通过对不同纤维体积含量的炭／炭复合材料进行力学性能、导热、导电性能试验,分析了纤维体积含量对炭／炭复合材料性能的影响。初始坯体的纤维体积含量对炭／炭复合材料力学性能影响较大,导热、导电性能则与材料内部结构关联较大而与纤维体积含量的关系不大。预制坯体的纤维体积含量选为25％至30％为最好。     

定向碳纳米管/炭纳米复合材料形貌和显微结构

以CVD法定向碳纳米管(ACNTs)阵列为骨架,利用化学气相渗透(CVI)工艺制备了新型定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料。通过偏光金相显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等分析方法对其显微结构和热解炭沉积机理进行了研究。结果表明:所制ACNT/C纳米复合材料的热解炭结构主要为类粗糙层结构,围绕碳纳米管生长的热解炭石墨层片结构清晰,并且碳纳米管和热解炭之间具有良好的界面结合;而在相同工艺条件下围绕炭纤维生长的热解炭为典型的光滑层结构。这可能是由于在热解炭沉积过程中存在碳纳米管"诱导"沉积过程,即沿着碳纳米管径向的离域化共轭π键和具有类似结构的芳香族大分子通过π-π非共价键作用相结合,并在CNTs纳米尺寸的影响下,芳香族大分子按照"软取向"(Softepitaxy)围绕碳纳米管生成环形层片状类石墨结构的热解炭。该研究结果有望为热解炭的可控沉积起到一定的借鉴作用。     

高定向热解石墨中的两相石墨化对其性能的影响

HOPG中存在两相,测量时应选择适当的测试条件,由于两相的存在,X射线衍射时,对石墨(002)峰K_α分辨率有一定的影响,并且显著地降低其衍射强度。     

A1对热压烧结C—B4C—SiC复合材料性能的影响

本文对在２５ＭＰａ压力下，２０００℃处理０．５小时的热压Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料添加和不添加Ａｌ粉进行了研究，发现添加Ａｌ能使复合材料的密度、强度提高，电阻率下降，材料的各项性能优于石墨。     

二维C/C复合材料层叠板制备工艺及其性能的研究

研究通过浸渍—炭化法制备二维C／C复合材料层叠板的工艺参数，分析了不同基体前驱体和增密次数对材料的密度、厚度和收缩率、体积电阻率和层间剪切强度的影响，并用扫描电子显微镜进行断口分析。结果表明：选用残炭率较高的基体前驱体和适当的增密次数是制备低成本二维C／C复合材料层叠板的关键；相同纤维体积的层叠板基体炭含量越高，电阻率越小，导电性能越好；单位体积含有炭纤维越多，纤维受损几率就越大，产生结构缺陷几率越高，导致电阻率增加，导电性能下降；本实验中二维C／C复合材料层叠板制备工艺简单可行，层叠板的密度达到1．40g／cm^3以上，剪切强度为1．5MPa，断口呈脆性断裂特征。     

膨胀石墨/酚醛树脂-聚乙烯醇缩丁醛复合双极板的制备与性能

采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）对酚醛树脂（PF）进行改性,并以膨胀石墨为第一导电填料,用模压成型法制备了新型质子交换膜燃料电池用膨胀石墨/PF-PVB复合材料双极板。研究了PVB与PF质量比、改性树脂含量及炭黑的添加对膨胀石墨/PF-PVB复合材料双极板电导率、抗弯强度等性能的影响。结果表明,当改性树脂质量分数固定为30wt%时,膨胀石墨/PF-PVB复合材料双极板在PVB：PF=0.5时表现出最佳的电导率及抗弯强度,分别为192.3 S/cm、47.25 MPa,与不添加PVB的膨胀石墨/PF复合材料双极板相比,平面内电导率和抗弯强度分别提高了12.3%、14.2%。在PVB含量固定的条件下（PVB：PF=0.5）,当改性树脂的质量分数由25wt%增加至45wt%时,膨胀石墨/PF-PVB复合材料双极板的电导率下降,而抗弯强度增加。进一步添加炭黑提高膨胀石墨/PF-PVB复合材料双极板的导电性能,当改性树脂质量分数固定为45wt%时,炭黑添加量为4wt%的试样表现出最佳的平面电导率和面比电阻,分别为137 S/cm、14.4 mΩ·cm²。     

一种中温炭/炭复合材料抗氧化涂层的制备及其性能

制备了一种使用温度约1173K的炭/炭复合材料抗氧化复合涂层,它由磷酸盐过渡层和陶瓷相阻挡层构成。通过与单一陶瓷相涂层的对比试验研究了它的抗氧化机理。涂覆有该复合涂层的炭/炭复合材料试样在空气中1173K下氧化10h的失重为11.25wt%,氧化失重率为9.84×10-5g/cm2·min),而且其氧化失重率随氧化时间延长而降低;4小时内经过30次从1173K至室温急冷急热循环后失重为6.38wt%,涂层基本完好,说明涂层在不超过1173K温度时具有良好的抗氧化性和抗热震性能。该种涂层适合于中温下炭/炭复合材料的抗氧化保护。