碳含量对纳米结构白口铸铁组织与力学性能的影响

以铝热反应法制备无昂贵合金元素添加的纳米结构白口铸铁,采用XRD、OM、SEM和拉伸及压缩等分析、测试手段研究碳含量对纳米结构白口铸铁组织和力学性能的影响。结果表明:随碳含量增加,白口铸铁由不同形态的珠光体和渗碳体组成,其中层片状珠光体含量减少,粒状珠光体含量增加;层片状珠光体的片间距分别为165、231和250 nm。碳含量为3.5%,3.7%和4.3%的纳米结构白口铸铁的维氏硬度分别为552、577和575 HV,抗压强度为2 224、2 460和2 220 MPa,抗拉强度为383、416和245 MP,均呈现先增大后减小的趋势;伸长率为3%、2.5%和1%,呈现逐渐下降的趋势。无昂贵合金元素添加的纳米结构白口铸铁的力学性能与Ni-Hard 2铸铁相当。

碳纳米材料辐射效应研究现状

碳纳米管(CNTs)和石墨烯是碳纳米材料中新兴的两种类型,因其优异的电学、热学、机械等性能,是目前航天工程中具有很大应用前景的材料.在复杂的空间环境中,辐射效应对材料的结构和性能具有重要影响,是决定其稳定性和适应性的关键因素之一.本文对碳纳米管和石墨烯材料的电子、离子等辐射效应研究现状进行了讨论分析,对辐射过程中缺陷的产生和类型、辐射在材料制备以及功能化改性修饰方面的应用、辐射对器件性能的影响以及空间适应性进行了分析,简述了以碳纳米材料为基础的复合材料的辐射效应以及辐射缺陷对材料性能影响的作用机制,提出了目前碳纳米管和石墨烯辐射效应研究中仍需要开展的工作,并对其在空间科学中的应用进行了展望.

500keV质子辐照对氧化石墨烯薄膜材料的影响研究

新兴的二维石墨烯材料因其优异的导电、导热性、力学性能等,是目前各领域研究的热点。本工作利用地面模拟设备研究了PET基底上氧化石墨烯薄膜材料的质子辐射效应。分别对500 keV质子辐照前后的氧化石墨烯薄膜材料进行了XPS、Raman以及XRD分析,得到了质子辐照对材料表面化学组成、结构以及辐射缺陷的影响。结果表明,在质子辐照注量达到2×10^15/cm 2时,材料表面发生了明显变化,薄膜颜色由棕黄色变为了黑色,主要是因为材料在质子辐照作用下发生了脱氧行为,使得材料中的含氧基团减少。XPS测试结果表明,随着辐照注量的增加,材料中的碳氧原子比不断增大。Raman测试结果表明,辐照后不仅使得材料中的缺陷增多,而且材料结构也发生了严重的无序化转变。

碳纳米管薄膜材料的空间原子氧损伤效应

面向空间工程应用,利用地面原子氧模拟试验装置开展多壁碳纳米管薄膜材料的原子氧损伤效应研究,对原子氧在不同累积通量(最大累积通量7.92×10^(20) atoms/cm^(2))下的质损率(3.605×10^(-4)g/cm^(2))、剥蚀率(1.421×10^(-24)cm^(3)/atom)以及电阻率宏观变化过程进行描述,通过拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)对材料的微观性能进行表征,获得了该材料的原子氧剥蚀机理,对于该材料的空间工程应用具有一定的借鉴意义.