氮化硼包覆碳化硅纤维表面CVD法生长碳纳米管研究

目的 通过调节化学气相沉积（CVD）的工艺参数,实现碳纳米管（CNTs）在氮化硼（BN）包覆的碳化硅纤维（SiCf）表面的可控生长。方法 通过控制单一变量,采用扫描电子显微镜、热重分析、X射线光电子能谱等表征手段,系统地研究了CVD工艺参数和BN表面改性对CNTs形貌、长度、含量的影响。结果 通过改变CVD工艺参数,实现了对CNTs形貌、长度、含量的调节与控制,获得了CNTs和BN协同改性的SiC纤维（SiC@BN-CNTs）。其中,SiC@BN-OH在反应温度为700 ℃、反应时间为20 min等参数下具有最大的CNTs产率（质量分数为10.6%）,且形貌良好、含量较高。结论 浸渍催化剂和缩短碳源与载体的距离对生长CNTs有积极影响,增加了CNTs的长度和生长密度;通过调节反应温度和时间能够实现对CNTs长度、含量的精确控制,从而获得高质量、高结晶度的CNTs;在反应器中,气体和催化剂的含量相互影响,在制备过程中需要考虑气体和催化剂的比例,按比例同时增加气体和催化剂的流入速率能够获得更好的结果。BN表面羟基化改性处理增强了BN对催化剂的吸附,促进了催化剂颗粒的分散,提高了CNTs的产率。     

含铍聚碳硅烷合成工艺的研究

利用PCS和Be(acac)2合成了一系列含铍聚碳硅烷(PBe CS),通过FT-IR、NMR、GPC、XPS等检测方法考察了Be含量、反应温度、反应时间对PBe CS的影响。结果显示,PCS和Be(acac)2的反应主要通过消耗PCS的Si—H键来完成;PBe CS从Be(acac)2中引入了烯醇式结构:CH3-CO-CH=C-O;在270℃左右,Be含量小于0.8%(质量分数)时,PBe CS的分子量随着Be含量的增加而增大,分布变宽,但Be含量在0.8%~1.0%(质量分数)之间时,PBe CS的分子量随着Be含量的增加而迅速减少,分布变窄;提高反应温度、延长反应时间可以使PBe CS的分子量增大,分布变宽;PBe CS的C元素和O元素的含量的增加来自Be(acac)2。     

20 L球形罐中镁铝混合粉末爆炸特性研究

利用20 L球形爆炸装置对镁铝粉末进行了一系列的实验测试,分别研究了粉尘浓度、点火延迟、点火能量以及组分比例对镁铝混合粉末爆炸特性影响.结果表明:约为7 μm的1∶1镁铝混合粉在不同浓度时的最大爆炸压力和爆炸指数呈先增加后减小的变化规律,相较于铝粉,镁铝混合粉爆炸参数和爆炸危险等级更高,爆炸参数的极大值对应的粉尘浓度低...     

含铍碳化硅纤维的力学性能及其表面形貌研究

目的提高碳化硅纤维的高温力学性能。方法以含铍聚碳硅烷为原料,采用先驱体转化法制备含铍碳化硅纤维,对含铍碳化硅纤维进行SEM和XRD分析,并对其常温和高温力学性能进行测试。结果制得的纤维直径在20~30μm,表面光滑,无明显缺陷。纤维常温拉伸强度为600~700 MPa,与商品级碳化硅纤维有较大差距,但在空气中800℃加热2 h后,拉伸强度提升30%以上。在空气中1100℃加热2 h后,纤维表面形貌无明显改变,拉伸强度仍能保持90%以上。在空气中1200℃加热2 h后,纤维表面出现裂纹,导致其拉伸强度明显下降。普通Si C纤维的拉伸强度随着空气热处理温度的升高而不断下降,并且在相同的空气热处理温度下,其强度保留率明显低于含铍碳化硅纤维。在空气热处理过程中,含铍碳化硅纤维表面生成了Si O2层,而普通碳化硅纤维却没有生成Si O2。结论含铍碳化硅纤维在空气中具有优异的耐高温性能,原因是Be元素促使纤维表面的Si C氧化生成了Si O2保护层,一方面阻止了纤维内部材料被进一步氧化,另一方面对纤维表面起到了加强作用。     

二氧化硅层对氧化石墨烯表面生长碳纳米管的影响

目的 通过在氧化石墨烯表面沉积二氧化硅过渡层，实现碳纳米管在其表面的可控生长。方法 在氧化石墨烯(GO)的分散液中，滴入四乙氧基硅烷(TEOS)，通过调节分散液的pH，使得TEOS水解，并在氧化石墨烯表面沉积二氧化硅层(SiO2)，获得二氧化硅包覆的氧化石墨烯(GO@SiO2);然后，采用浮动催化剂化学气相沉积(CVD)方法，在GO@SiO2表面生长碳纳米管，通过调节沉积时间，获得二氧化硅包覆的氧化石墨烯–碳纳米管杂化材料(GO@SiO2-CNTs);将未沉积二氧化硅层的氧化石墨烯在同样条件下通过CVD得到氧化石墨烯–碳纳米管杂化材料(GO-CNTs);结合SEM、STEM、EDS分析，对比有无二氧化硅层的氧化石墨烯基底对生长碳纳米管的影响。结果 在GO表面直接生长的CNTs不能实现全面均匀的包覆，相比之下，在SiO2包覆的GO表面生长的碳纳米管阵列均匀且致密，呈现典型的“刷”状结构，通过调节反应时间，可以控制碳纳米管的生长密度和长度。结论 二氧化硅层可以有效地促进碳纳米管在氧化石墨烯基底的生长，实现碳纳米管形貌的可控调节。