【摘 要】
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以铝粉、石墨粉和有机物聚碳硅烷(PCS)为原材料,采用预裂解及原位反应热压烧结的方法制备了Al4SiC4/C复合材料。通过XRD、SEM及力学分析等测试手段对材料的结构及性能进行了分析研究。对烧结材料的XRD分析结果表明所加入原材料按设计转化为新相。Al4SiC4/C复合材料的抗弯强度随着Al4SiC4含量的增加其值逐渐升高,其值从45.4MPa递增到164.3MPa;而Al4SiC4/C复合材料
【机 构】
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哈尔滨工程大学 材料与化学工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001 哈尔滨工业大学 材料科学与工程系,黑龙江 哈尔滨 150001
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以铝粉、石墨粉和有机物聚碳硅烷(PCS)为原材料,采用预裂解及原位反应热压烧结的方法制备了Al4SiC4/C复合材料。通过XRD、SEM及力学分析等测试手段对材料的结构及性能进行了分析研究。对烧结材料的XRD分析结果表明所加入原材料按设计转化为新相。Al4SiC4/C复合材料的抗弯强度随着Al4SiC4含量的增加其值逐渐升高,其值从45.4MPa递增到164.3MPa;而Al4SiC4/C复合材料的断裂韧性先随Al4SiC4含量的增加而增加,其值由1.17MPa·ml/2增加到2.68MPa·ml/2,然后略有降低。复合材料的增韧机制归结为弥散增韧、板片状Al4SiC4的影响和热膨胀失配增韧。复合材料的硬度随着Al4SiC4含量的增加而升高。其值由10AC的0.7GPa增加到50AC的8.90GPa。
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炭分子筛膜是近年来发展起来的新型无机分离膜,与传统的有机膜相比其具有耐高温、耐酸碱、高气体选择性的特点。如何进一步提高炭膜的气体通量,实现炭膜对气体的针对性分离已经成为当前研究的热点。本文综述了近年来功能炭分子筛膜的研究进展,提出了炭分子筛膜功能化目主要存在的问题,着重讨论了采用化学功能化和物理填充无机粒子等方法对炭分子筛膜进行功能化的研究状况。展望了今后炭分子筛膜功能化技术的发展方向。
采用大功率高重复频率准分子激光在氢气氛中溅射热解石墨靶制备了含氢类金刚石膜,研究了含氢类金刚石膜的结构及场发射性能。发现在氢气中沉积的类金刚石膜中的sp3键碳的含量随着氢气压强的提高而增多,氢原子进入膜中使膜的微结构发生变化,光学性能得到提高。场发射测试结果表明,含氢类金刚石膜的电子发射属于场致发射过程,在1010W/cm2功率密度下沉积膜的发射阈值电场由无氢时24V/μm分别下降到19V/μm(
采用大功率高重复频率准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了直流辉光氢等离子体处理对膜的场发射性能的影响,发现氢等离子体处理后膜的场发射性能有明显提高。300Hz重复频率下沉积的类金刚石膜的发射阈值电场由26V/μm下降到19V/μm,同时发射电流密度明显提高,未处理时测得最大电流密度为14μA/cm2(34V/μm电场下),处理后测得最高电流密度提高到22μA/cm2(25V/μm电场下
本文对单壁碳纳米管-DNA复合物(SWCNT-DNA)的微观结构和电化学性质进行了研究。透射电镜观测结果表明,通过DNA辅助超声,绝大多数的单壁管离散为单根的碳管,形成比较稳定的SWCNT-DNA复合物。这一过程同时是碳管的纯化过程,催化剂颗粒在超声的过程中被除去。通过与单链DNA的杂化作用,SWCNT的电化学性质得到改善。SWCNT-DNA复合物基于碳管的比电容可以达到218.3F/g。
在He,C2H2和CO2气氛中,不同压力下首次采用电弧法合成了碳纳米管(CNTs)。以CNTs或活性炭/碳纳米管(AC/CNTs)复合物为电极材料制备了超级电容器。场发射扫描电镜观察结果表明,常压下(0.100MPa)合成的CNTs的直径比负压下(0.065MPa)合成的CNTs的大,而前者的长度比后者短。随着放电电流的增加,AC/CNTs复合物的比容经过一个最大值,而其平均内阻降低。常压下合成的
以煤为碳源、二茂铁为催化剂前驱体,采用化学气相沉积法成功地制备出铁和碳化铁填充的多壁碳纳米管。采用两步法对合成的多壁碳纳米管提纯。采用透射电镜和XRD光谱技术对这两种产物进行表征。结果表明:纳米级的铁和碳化铁颗粒被成功包覆在碳层中;提纯后,碳管形成过程中产生的大部分杂质和包覆颗粒被除掉。室温下的磁性测试结果表明:铁和碳化铁填充的碳纳米管具有比提纯后的碳纳米管高的饱和磁化强度,但是矫顽力却比后者低。
研制了一种以磷酸、磷酸盐、硼化物等为原料的磷酸盐涂料,并对这种涂料的抗氧化性能进行了研究。结果表明:在700℃氧化30h后,涂覆有磷酸盐涂料的涂层试样其氧化失重率仅为1.76％;经过900℃、3min 室温、2min 30次和1100℃、3min室温、2min 10次连续热震后,涂层试样的氧化失重率为1.97％,氧化速率为1.08×10-6g·cm-2·s-1。SEM观察结果显示氧化后涂层仍然保持
通过对炭/炭复合材料(C/C)和添加难熔金属化合物形成的低烧蚀炭/炭复合材料(C/C+MC)的力学性能对比分析,微观形貌的观察。结果表明:在高于1500℃的热处理过程中,难熔金属氧化物与炭纤维存在还原反应,生成碳化物,并造成炭纤维微观结构组织的改变,以及难熔金属化合物与炭纤维的线膨胀系数不匹配,这些因素均导致低烧蚀C/C材料力学性能的下降。
采用针刺无纬布预制体,化学气相沉积(CVI)和树脂浸渍一炭化相结合的致密工艺,制得炭/炭复合材料受电弓滑板。进行了力学、电阻率、冲击韧性、肖氏硬度和热学性能的测试。研究表明:炭/炭复合材料受电弓滑板与传统的粉末冶金滑板以及炭素滑板相比用炭/炭复合材料制成的滑板具有优良机械性能和导电性能,在电力机车上可以保护接触导线,并且具有良好的的电阻率,延长了受电弓滑板的使用寿命,减少受电弓滑板的更换率。同时利
本文采用高频等离子体风洞对低烧蚀C/C-MC复合材料进行了2200℃以上超高温不同时间的氧化烧蚀试验。结果表明,MC含量对低烧蚀炭/炭材料的氧化烧蚀控制机制影响不明显;随着时间的延长,平均线烧蚀后退率Vl不断降低。通过SEM/EDS、XRD等手段对烧蚀后模型表面形貌及其成分进行了分析,证明烧蚀后的白色物质为难熔金属氧化物,主要以颗粒堆积的形式存在。从热力学角度解释了抗烧蚀机制,难熔金属氧化物除了减