Structures, physicochemical properties and oxygen reduction activities of carbons derived from ferrocene-poly(furfuryl alcohol) mixtures

The structure, physicochemical properties and oxygen reduction abilities of carbons prepared by the carbonization of mixtures of ferrocene and poly(furfuryl alcohol) were studied. X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) studies revealed that the carbons thus prepared consisted of two components; amorphous and turbostratic shell-like components. The fraction, f _sharp, obtained by the analysis of the (002) peak in XRD was found to be a parameter that represented the degree of formation of the shell-like components. The formation of the shell-like components induced an increase in the mesopore volumes. Electrical conductivity increased exponentially with f _sharp, which indicated that the conduction process was governed by a percolation process of the conductive shell-like components. The amount of CO-desorption by O₂-TPD technique showed a maximum desorption at f _sharp=0.3, and the further development in the sharp component led to a decrease in the CO-desorption. Mössbauer spectroscopy technique revealed the presence of α-Fe, γ-Fe, Fe_1-x O and Fe₃C in the prepared carbons, which were soluble species to acids. The oxygen reduction activity was studied in a oxygen saturated sulfuric acid solution by rotating disk electrode voltammetry. The oxygen reduction potential varied with f _sharp; initially it increased by f _sharp=0.3 and then it decreased at higher f _sharp values. This behavior was similar to that of CO-desorption, which meant the presence of an adequate degree of the development of the shell-like structure for maximizing oxygen adsorption. Removal of the surface metal component from the carbons by acid-washing resulted in no decrease in the oxygen reduction activities of the carbons. The nature of the active sites on the carbon materials is discussed.     

热处理不当导致风机主轴扭断

风机主轴在使用过程中，突然扭断造成停车。该轴断口齐平，具有明显的扭断特征。应用光学和电子显微镜，从断口的宏观和微观特征、金相组织及力学性能等方面，对风机主轴失效原因进行了分析。结果表明，热处理不当引起表层脱碳和组织粗大，是导致主轴扭断的内在原因；同时轴颈部位应力集中加速了断裂过程。     

钛合金表面强化新进展

介绍了为改善钛合金表面耐磨性将激光表面熔敷、高能微弧火花渗碳和表面渗氧技术应用于钛合金表面强化所取得的进展。讨论了每种工艺方法所获表面改性层的结构和性能特征及其应用范围。     

混凝土结构碳化寿命的概率模型研究

从CO2的扩散及钢筋锈蚀机机理出发，把碳化至钢筋表面的时间作为混凝土结构的耐久极限，通过计算其分布特性，分析了混凝土结构在不同服役期的碳化可靠指标，以及影响混凝土结构碳化可靠性的因素。     

碳化工艺对木陶瓷性能影响的研究

利用冷杉砂光木粉浸渍酚醛树脂制造木陶瓷预制件,在真空条件下碳化处理制备了多孔木陶瓷.采用差示扫描量热法(DSC)研究了木粉和酚醛树脂的热解特性,根据原料的热解特性制定了木陶瓷的碳化工艺,并讨论了碳化过程中升温速率和最高碳化温度对木陶瓷尺寸收缩、碳得率、尺寸稳定性、力学性能、耐磨性、电磁屏蔽性能和微观结构的影响.结果表明,木陶瓷碳化初始阶段(室温～120℃)快速升温至120℃,120℃以上升温速率为2～5 ℃/min时,木陶瓷的碳得率较高,尺寸稳定性较好;碳化温度在800℃时可以制得尺寸稳定的木陶瓷,但随着碳化温度的升高,木陶瓷的尺寸收缩增加不大,碳得率降低,抗压和抗弯强度增大,耐磨性和电磁屏蔽效能增大;烧结温度达到1400℃时,木陶瓷出现了石墨化倾向.     

X射线衍射法研究石油焦碳化过程的微晶变化

采用X射线衍射技术考察了石油焦碳化过程中的微晶结构变化。结果表明。当碳化温度低于600℃时．石油焦的结构以无定形炭结构为主，呈现一种层状的石墨态。当温度处于600～800℃范围时，其层状结构发生变化，层间距加大，新的乱层结构开始形成，如在此阶段采用改性添加剂对其结构进行凋变，可以最大程度地获得具有乱层结构的“炭素前驱体”。当碳化温度高于800℃以后，又形成了类石墨的微晶层状结构。建议采用改性的乱层结构石油焦作为原料以制备具有空气分离特性的炭分子筛。     

定位氧化淀粉的制备及对环氧树脂膨胀阻燃体系的影响

以过氧化氢制备羧基淀粉,考察产物的结构与性能,研究其作为成炭剂对环氧树脂的阻燃性能的影响。傅里叶变换红外光谱和核磁共振碳谱的测试结果表明位于葡萄糖基环上的C6伯羟基能被选择性氧化成羧基。随着氧化度的增加,羧基淀粉的粘均相对分子质量、初始分解温度下降,结晶度则呈现先上升后下降的趋势,说明氧化反应由无定形区域向结晶区域扩展。同步热分析-红外光谱连用仪分析表明,随着羧基含量的增加,甲醇的释放量下降,成炭量上升。考察了6.25%的季戊四醇、纯淀粉、羧基淀粉作为炭源,6.25%三聚氰胺甲醛树脂包覆聚磷酸铵的环氧树脂的阻燃性能,结果发现以羧基含量47.6%的羧基淀粉为炭源,其极限氧指数为29.5%,阻燃等级达到V-0,其阻燃效果优于纯淀粉。所制备的羧基淀粉用于环氧树脂成炭剂,具有良好的阻燃效果。     

激光标记PBT/Sb_2O_3复合材料的制备及其机理研究

为了研究聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/三氧化二锑(Sb_2O_3)复合材料的激光标记效果和机理,以PBT为基体树脂,Sb_2O_3为激光标记添加剂,通过熔融共混法制备了PBT/Sb_2O_3复合材料。使用掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器对PBT/Sb_2O_3复合材料进行激光标记。通过肉眼观察和标记处与空白处的明暗度变化值来综合评价PBT/Sb_2O_3复合材料的标记效果,使用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对标记表面进行了表征分析。结果显示,Sb_2O_3的加入改善了PBT的激光可标记性,当Sb2O3质量分数为3.0%时,PBT/Sb_2O_3复合材料的标记效果最佳;激光标记后复合材料的Raman谱图出现无定形碳的特征峰,而XRD谱图没有出现新的特征峰,表明PBT/Sb2O3复合材料的激光标记变色现象是由于Sb_2O_3吸收激光产生局部高温,使PBT发生炭化热解生成无定形碳类物质,在这一过程中Sb_2O_3的晶型结构没有发生变化。     

FU105大功率广播发射管用碳化镧钼阴极研究

研究了FU105大功率广播发射管用碳化镧钼阴极，参照碳化钍钨阴极FU105管的制备工艺，实现了镧钼阴极的碳化以及镧钼阴极FU105管的排气和老炼。通过镧铝阴极FU105管的性能测试，对碳化镧钼阴极的发射能力和稳定性进行了分析。结果认为：FU105管碳化镧钼阴极的发射能力可以达到碳化钍钨阴极的水平，但其稳定性还有待改进。     

稀土镧钼热阴极材料稳定发射机理--碳化及发射寿命

探讨了碳化Mo-La2O3热阴极的寿命机理,分析了阴极工作温度和碳化度(碳化层厚度)对碳化Mo-La2O3阴极电子管寿命的影响.研究结果表明:碳化Mo-La2O3热阴极的发射寿命是由碳化层中Mo2C的损耗决定的,阴极表面Mo2C消耗殆尽,阴极发射寿命即终结.阴极表面Mo2C一方面作为还原剂与La2o3作用被消耗,另一方面它在高温下会发生分解,阴极中Mo2C的损耗包括上述两个方面.在相同温度时,碳化Mo-La2O3阴极中与La2O3还原反应损耗的Mo2C和Mo2C在高温下分解损耗的相当.通过理论分析与计算建立了各因素影响寿命的数学模型,并通过高温分解实验得到了Mo2C在不同温度下的分解速率.在1 673 K,Mo2C的分解速率为1.21×107-7/(cm2·s),碳化度δ≥15%,Mo-La2O3热阴极可稳定发射1 000 h以上.