Surface modification of a natural graphite/phenol formaldehyde composite plate with expanded graphite

Natural graphite/phenol formaldehyde (NG/PF) resin composite plates modified with thin layers of expanded graphite (EG) are fabricated by mold compression to lower the contact resistance between the plates and gas diffusion layers (GDLs). The modification considerably reduces contact resistance versus bare NG/PF plates. The extent of the decrease in contact resistance is influenced by the expanded volume of EG used. A low contact resistance of 1.42 mΩ cm² persists for the EG (150 ml g⁻¹)-modified NG/PF plates despite the PF content, whereas that of bare plates increases from 3.62 to 17.01 mΩ cm² as PF content changes from 5 wt% to 30 wt%. With increasing EG thickness on the surface of NG/PF plates, contact resistance at first decreases and then approaches a constant value when the NG layer exceeds 40 μm. More importantly, the total electrical resistance, as expressed by volume resistance, can be reduced by applying EG layers to NG/PF composite plates. The reduction of total resistance is more remarkable for the composite plates with high PF content because the bulk resistance of the EG layer can be well compensated by the decrease of contact resistance at a proper range of EG layer thickness.     

膨胀石墨烟幕发生装置烟流颗粒运动规律与试验研究

针对膨胀石墨设计了一种简易烟幕发生装置,该装置利用烟火药燃烧时释放出的热量使可膨胀石墨膨化并分散于空中,形成膨胀石墨干扰烟幕。基于该装置建立了烟流颗粒(膨胀石墨颗粒)扩散规律的理论计算模型,对烟幕发生剂反应参数与烟流颗粒运动规律进行计算,得到烟流颗粒的运动方程。同时,对该装置进行了试验研究,并通过高速摄影记录烟流颗粒运动规律,试验结果表明烟流颗粒理论运动规律与试验结果相符,能够描述烟流颗粒的运动规律。     

珠光体灰口铸铁激光硬化层中石墨相行为研究

利用光学显微镜、电子探针等微观分析手段对灰口铸铁激光硬化层中石墨相行为进行了较为深入的分析。结果表明,石墨在熔化层中完全溶解,且扩散较均匀;相变硬化层中石墨部分溶解,而扩散不均匀;在过渡层中石墨则基本不溶解。由分析可知,石墨的这些行为与硬化层的组织及硬化效果有极其密切的关系。     

低功率密度激光合成金刚石的相变机制

为了延长激光法合成纳米金刚石的有效作用时间从而提高合成效率,提出采用功率密度低、脉宽长的毫秒脉冲激光照射循环水介质中石墨颗粒合成纳米金刚石的新工艺。高分辨透射电镜(HRTEM)及X射线衍射(XRD)分析结果表明,产物中含大量具有球形单晶体结构或五重孪晶结构的金刚石颗粒(平均颗粒尺寸约为5 nm)。通过对纳米金刚石微观组织结构的分析以及理论计算测算出低功率密度(106W.cm-2)毫秒脉冲激光照射时石墨颗粒表面可达到最高温度5300 K,认为该功率密度毫秒脉冲激光照射石墨颗粒时,不能产生碳等离子体,只能使石墨颗粒熔融,得到液态碳。因此生成纳米金刚石的相变机制为:激光脉冲开始时,石墨颗粒吸收激光能量快速升温并达到熔融状态,激光脉冲过后,碳液滴迅速冷却,金刚石形核并长大得到纳米晶。     

氮化硅/石墨激光合金化涂层的组织结构与性能研究

为获得金属表面特别是高副接触金属表面含自润滑特性且具有高硬度耐磨特性的功能材料 ,研究了 45 # 钢表面激光合金化氮化硅 /石墨复合涂层的工艺方法、组织特征、界面形态及其形成机制 ,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱对所形成合金化层的元素分布和含量进行了分析 ,并对试样硬度进行了测定。结果表明 ,合金化层中元素Fe ,Co ,Si,C分布均匀 ;C含量达到了 15 6 9%,大部分以石墨的形式存在 ,具有一定的自润滑性能 ;但在形成合金化层的温度条件下 ,氮化硅分解严重 ;合金化层硬度提高的主要原因是Si Fe ,Co Fe固溶体的强化作用及高碳马氏体的生成和高硬度碳化物的存在。     

基于集成黑体法的1 000~1 500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响。基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置。基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证。讨论了辐射源尺寸效应、光谱响应度线性度等非理想因素对集成黑体法高温光谱发射率测量的影响。开展了石墨材料在1 000℃、1 300℃、1 500℃的红外光谱发射率实验研究,并与已公开发表的测量结果进行了比对。本文结果与文献数据优于5%的良好一致性,验证了集成黑体方法在高温发射率测量中的可行性。     

一种钻井液用高效抗磨润滑剂

长水平井段高摩阻扭矩及深井高温高压环境,对钻井液润滑剂的润滑抗磨能力提出了更高的要求。传统钻井液用润滑剂难以满足上述技术要求。基于“固-液”协同高效润滑技术思路,优选改性植物油MVO-3、改性可膨胀石墨GIC,结合分散剂、乳化剂的优选及制备条件的优化,研制出了一种高效抗磨润滑剂SDL-1。评价结果表明,5%淡水基浆、4%盐水浆中加入0.5% SDL-1时,其润滑系数降低率分别为不小于85%、大于70%。SDL-1与现场钻井液的配伍性良好,抗温达150℃,起泡率低,且荧光级别小于5级。销-盘式摩擦磨损实验结果表明,SDL-1的抗磨耐磨效果优良,润滑持效性较好,可有效缓解或解决复杂井高摩阻扭矩技术难题,具有良好的推广应用价值。      

光控石墨炉原子吸收光谱法测定钛的研究

研究了钛原子吸收光谱的两个基本问题：钛吸收线的特征和钛原子的生成和消失．考察了石墨管的基质材料、灰化温度、原子化温度、升温技术和基体效应的影响．建立了全热解石墨管、Ca（NO3）2－NH4F混合基体改进剂,光控快速升温石墨炉原子吸收光谱测定钛的方法,特征质量为39pg/0.0044A。     

应用解析法讨论石墨电极的冷却问题

石墨电极的冷却是一个化工问题，本通过应用解析方法来讨论它，其结果具有一定的理论和应用价值。