基于成炭剂复配技术的膨胀型钢结构防火涂料的性能研究

研究了成炭剂种类及其复配技术对超薄膨胀型钢结构防火涂料性能的影响。通过对炭层密度和显微结构的分析，认为多官能团(-OH)成炭剂的加入，可有效提高炭层的致密度和强度，增强综合防火性能；高温燃烧实验结果显示，成炭刺1／成炭剂2=6．0～7．4为比较合适的复合成炭剂配比；DMTA研究了高温状态下两种成炭剂对涂膜粘弹性和强度的不同贡献，从动态力学的角度对两种成炭剂成炭机理进行了分析；中试实验结果表明，双组分成炭剂的协同作用，较大幅度提高了膨胀型防火涂料的阻燃隔热性能。     

沸石矿为模板制备多孔炭的研究

以几种沸石矿为模板、蔗糖为碳源，通过模板法制备了多孔炭，并用77K氮气吸附和X射线衍射仪(XRD)进行了表征。结果表明：此方法可以制备出具有一定比表面积和较大中孔容积的多孔炭．其中孔率随着模板中孔容积的增大而增加，但在所制多孔炭中存有少量的杂质。     

掺杂难熔金属碳化物对炭/炭复合材料烧蚀微观结构的影响

详细分析和比较了3D炭／炭复合材料及其添加难熔金属碳化物的试样在三种烧蚀条件下的烧蚀结果、微观结构及形貌。SEM观察结果显示，纤维与基体间的界面优先烧蚀现象对纯炭／炭试样是普遍存在的，相反，对难熔金属碳化物掺杂的炭／炭试样而言，纤维却总是优先被烧蚀；纤维单丝相对基体优先烧蚀越明显，材料宏观烧蚀率越大。对纯炭／炭试样烧蚀表层区的TEM观察结果表明，在烧蚀过程中炭纤维和基体炭均发生明显的微观结构变化，具体表现为炭纤维的微晶尺寸显著长大，而基体炭原有层片区则出现柱状炭。烧蚀测试条件对材料宏观和微观形貌及烧蚀机理都有影响：     

由中间相沥青制备泡沫炭:Fe(NO3)3的影响

以中间相沥青为前驱体制备高性能泡沫炭，在考察中间相沥青、Fe（NO3）3及其混合物热分解行为的基础上，着重研究了Fe（NO3）3对制备中间相沥青基泡沫炭的影响，揭示了Fe（NO3）3对泡沫炭孔泡结构的影响规律及其作用机制，初步研究了在泡沫炭炭化过程中形成的Fe／C之物相结构及其石墨化行为。结果表明，在不同的炭化温度下，Fe在泡沫炭中的存在形态各异；Fe物种的存在有利于提高泡沫炭的石墨化程度。     

2004年度国家科技奖励揭晓材料领域捷报频传

3月28日,人民大会堂内群星荟萃,一大批平时默默无闻埋头钻研的科学家,在鲜花、掌声和等灯光中,走向台前,成为国人关注的焦点-2004年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重召开。由西北工业大学张立同院士等主持完成的"耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术"、由中南大学黄伯云院士等完成的"高性能炭/炭航空制动材料的制备技术"双双获得国家技术发明一等奖,结束了该项目连续6年空缺的历史,成为本届奖励大会最大的亮点。     

炭/炭复合材料MoSi2/SiC抗氧化涂层的研究

采用包埋法制备C／C复合材料抗氧化MoSi2／SiC梯度涂层，同时对抗氧化涂层的形成、组织结构以及抗氧化性能与渗料的关系和抗氧化机理进行了研究。结果表明：采用包埋法制备的C／C复合材料抗氧化MoSi2／SiC梯度涂层致密，但有少量裂纹，涂层有良好的抗氧化效果。当硅与SiC保持一定的比例，渗料中MoSi2的含量为50％时，涂层具有最好的抗氧化效果；当MoSi2与SiC保持一定的比例，渗料中硅的含量为20％时，涂层具有最好的抗氧化效果。     

制罐废水处理工艺研究

在实验研究的基础上,提出了用于制罐废水混凝处理的石灰乳、氯化钙和硫酸铝这一药剂组合;并就ＣＯＤ的后续处理问题,提出了生物炭滤处理方法。     

强化甲醇制氢反应的酚醛树脂基炭膜制备

为了强化甲醇制氢反应,分别以酚醛树脂和间苯二酚-甲醛为前驱体,制备了炭膜及复合炭膜.采用扫描电镜和氮气物理吸附等手段对炭膜及复合炭膜的微观形貌与孔径分布进行了分析.考察了原料粒度及固化剂用量对炭膜孔结构以及涂膜次数对复合膜分离性能的影响,并将所制备的炭膜与复合炭膜耦合在反应器内用于强化甲醇水蒸汽重整制氢反应.结果表明,当固化剂质量分数为6%时,炭膜孔径分布最窄,且平均孔径为0.16μm.随涂膜次数从1次增至3次,复合炭膜的透气性先降低后增大.对于甲醇水蒸汽重整制氢反应的转化率而言,炭膜与复合炭膜反应器分别比传统固定床提高了1.6倍和1.9倍.     

高炉炭砖侵蚀机理分析

首钢迁钢2号高炉开炉2年后炉缸便发生水温差异常升高现象,长期被迫加钛护炉,控制冶炼强度。研究炭砖的侵蚀是探索炉缸侵蚀的关键。通过化学成分分析、SEM和EDS等手段,研究2号高炉炉缸炭砖异常侵蚀状态和机理。结果表明,13号风口下方象脚区炭砖主要受铁、钾、硫等侵蚀,其中铁的侵蚀深度最深;20号风口下方象脚区炭砖除受铁、钾和硫侵蚀外,受锌侵蚀也较为严重,但锌的侵蚀深度小于铁、钾和硫的侵蚀深度;出铁口区炭砖主要受锌和硫侵蚀,该区炭砖附近存在串气现象,炭砖表层有裂纹,裂纹处主要为锌和硫。炭砖芯部存在混料不均现象,其将导致碳砖随着炉缸温度和压力的变化而产生裂纹。     

新型隔热炭/炭复合材料的制备工艺

针对国内对高性能隔热材料的广泛需求,以炭纤维毡为预制体、热固性树脂为先驱体,采用浸渍-固化-炭化的方法制备新型低密度隔热炭/炭复合材料.研究浸渍液的浓度、树脂和毡体的类型、层间粘接剂的浓度和类型、固化时所加的外部压力等因素对材料密度的影响,并借助扫锚电镜观察、分析样品的微观结构.实验结果表明,采用长纤维毡作预制体、呋喃树脂作先驱体,浸渍液浓度为8%,层间粘接剂选用环氧树脂,固化压力为1 200 MPa时,炭/炭复合材料的密度为0.17 g/cm3,热导率为0.19 W/(m·K).