Influence of microstructure on thermal expansion and graphitization of oil cokes

The influence of the feedstock coke properties on graphite behaviour is of significant importance in the production of graphite. The feedstock coke properties depend mainly on the coke microstructure. The objective of this preliminary work has been to study the relation between the microstructure and the coke properties. The results showed that there were close and definite relations between microstructure, spacing of extinction contours observed by polarized light microscopy and coke properties, such as coefficient of thermal expansion and graphitization.     

石墨化介孔碳包裹WC纳米粒子的构建及其氧还原性能研究

采用模板复型辅助的化学气相沉积法(CVD)成功制备出一种非贵金属的氧还原反应(ORR)催化剂材料—包裹碳化钨纳米粒子的石墨化介孔碳(WC/MG)复合物。制备的介孔结构WC/MG复合材料不仅具有高氧还原反应电化学催化活性, 还表现出良好的电化学稳定性。在O₂饱和的0.1 mol/L KOH电解质溶液中, 900℃制备的样品WC/ MG-900其半波电势(E_1/2)和极限电流密度仅比商用贵金属催化剂Pt/C分别低50 mV 和 0.2 mA/cm²。Koutecky- Levich曲线和旋转环盘电极实验均表明, 该介孔结构的WC/MG复合材料表现出近似4电子的ORR反应途径, 具有可与Pt/C催化剂相比拟的ORR催化活性, 以及比Pt/C更优越的电化学稳定性和耐甲醇性能, 使得该介孔结构WC/MG复合物在氧还原电极材料中表现出良好的应用前景。     

短纤维增强C/C-SiC复合材料的制备工艺

为缩短制备周期和降低成本, 采用水悬浮法制得含硅短炭纤维料饼, 经树脂模压成形和炭化后成为预制体, 再经浸渍/炭化增密和高温反应生成SiC, 制备了C/C SiC复合材料, 并对材料的显微组织、物相组成、石墨化度、力学性能和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明制备的预制体密度为1.1 g·cm-3左右, 短炭纤维优先在摩擦面上交错排布, 部分在厚度方向上排布, 预制体中硅颗粒分布均匀; 最终石墨化处理后, 复合材料密度为1.75 g·cm-3左右, 组成相为炭和βSiC, 其中炭的石墨化度为54%左右; 复合材料的破坏形式为脆性断裂, 材料基本具有功能材料应具备的结构力学性能; 随炭纤维体积含量的增加, 材料的摩擦因素和磨损率均呈下降趋势,纤维体积含量为25%时具有适中的摩擦磨损性能, 摩擦因素为0.28, 磨损率为2.75 mm3·kJ-1。     

脉冲电场处理对铁液凝固过程石墨化的影响

在未加任何孕育剂的情况下，铸铁铁液经过脉冲电场处理后，在凝固过程中发生了石墨化转变；在相同参数脉冲电场的作用下，处理时间长有利于石墨化转变的进行；原铁液中的硅有利于缩短处理时间，分析认为，脉冲电场的施加，引起了铁液中不同原子及原子团的电子施主/受主特性的改变，改变了铁液中碳的活度及原子团的尺度，从而引起铸铁铁液凝固过程中的石墨化转变。     

四川盆地川中古隆起及周缘下寒武统筇竹寺组页岩有机质石墨化区预测

有机质石墨化是造成我国部分地区页岩气勘探效果不佳的主要原因之一,目前关于有机质石墨化的程度、深度下限及导致有机质发生石墨化的主要地质原因尚不清楚。为此,以四川盆地川中古隆起及周缘下寒武统筇竹寺组为主要研究对象,利用电阻率测井响应和激光拉曼光谱分析法,对筇竹寺组页岩开展了有机质石墨化表征的电性特征研究;在此基础上,预测了页岩有机质石墨化的深度下限和分布范围,以期为页岩气勘探选区提供依据。研究结果表明:(1)川中古隆起高部位页岩电阻率测井曲线为正常扁平状特征,有机质拉曼光谱未出现G'峰,未发生有机质石墨化作用;(2)早寒武世内裂陷区5 200 m以深页岩电阻率测井曲线为低阻特征,拉曼光谱出现G'峰,Ro 3.5%,表明5 200 m以深的有机质已石墨化,但石墨化程度较长宁地区弱;(3)威远—资阳地区有机质石墨化深度下限值变化大(介于4 000～4 600 m),磨溪—高石梯地区有机质石墨化深度下限值较稳定(5 200 m左右)。结论认为:(1)四川盆地川中古隆起大部分地区筇竹寺组页岩的有机质已石墨化,不利于页岩气勘探;(2)威远—资阳、磨溪—高石梯等构造主体部位为非石墨化区,具有较好的页岩气勘探远景。     

Carbon structural transitions and ohmic contacts on 4H-SiC

The structural properties of sputtered carbon films on SiC are investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman scattering. The as-deposited films are amorphous with an sp²/sp³ ratio of 1. The sp² carbon structures gradually increase with increasing temperatures and consist of amorphous aromatic-like carbon, polyene-like carbon, and nano-size graphite flakes. Schottky contacts on carbon/SiC are converted to ohmic contacts after annealing. The concentration of nano-graphitic flakes relative to the aromatic-like and polyene-like carbon increases nearly linearly with annealing temperature. Stacked graphitic structures are not observed. The specific contact resistivities are at 10⁻³–10⁻⁴Ωcm² on the carbon/SiC after annealing from 1050°C to 1350°C.     

In-plane orientation and graphitizability of polyimide films: II. Film thickness dependence

The relation between the in-plane orientation of polyimide film and graphitizability was investigated. The degree of in-plane orientation was estimated by means of optical birefringence and ESR technique. The polyimide film was found to have non-uniform orientation in the thickness direction because the thinner the film was, the greater the orientation. The inhomogeneity of orientation caused multiphase graphitization in a film with a composite profile of the X-ray diffraction peak.     

碳纤维原丝材料——PBO纤维

预计2010年碳纤维的市场约为20亿美元,产量约为3.63万t。碳纤维制造工业的主要挑战是成本效率生产。随着成本的降低,其用途将急剧增加。能够直接从PBO纤维制备碳纤维,无需非常费钱耗时的纤维稳定步骤,意味着能够降低成本。PBO纤维的炭化和石墨化产生优质碳纤维,兼有非常好的热和力学性能。与其他原丝生产碳纤维相比,有非常令人感兴趣的远程有序形成。这导致极好的晶格基性能和较低的电阻率。     

艾维尔沟煤中镜质组配煤在成焦过程中的结构演化

为了深入了解煤中活惰组分的相互作用机理以及完善配煤炼焦理论,富集艾维尔沟煤中镜质组(活性组分)等比例配入标准无烟煤(惰性组分)并热解至不同温度(600℃~1000℃)后骤冷(液氮)制成焦样,利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱表征以研究焦样的结构演化规律。结果表明:艾维尔沟煤镜质组与标准无烟煤等比例混配形成的焦样随着成焦温度的升高,焦的微晶尺寸和芳香度逐渐增大,堆垛高度先降低后升高,芳香片层堆积个数先降低又升高,焦的结构无序先增加后减小,石墨化程度则先下降后增加,碳微晶结构参数均在900℃发生转折,说明艾维尔沟肥煤热解固化成焦时继续缩聚反应至900℃后才开始石墨化进程并由焦转变为焦炭。