Isobaric Vapor–Liquid Equilibrium for tert-Butyl Alcohol + Water + Propane-1,3-Diol + 1-Ethyl-3-Methylimidazolium Chloride at 101.3 kPa

In this study, we used a mixture of organic liquid propane-1,3-diol and ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride([emim]Cl) as the entrainer to separate tert-butyl alcohol(TBA) + water. We measured the isobaric vapor–liquid equilibrium(VLE) for the quaternary system TBA + water + propane-1,3-diol + [emim]Cl at 101.3 kPa, and found the VLE data to be well correlated with the nonrandom two-liquid model. These results show that the mixed solvent of propane-1,3-diol + [emim]Cl can increase the relative volatility of TBA to water and break the azeotropic point. We found no notable synergetic effect between them, and observed that the liquid mixed solvent of propane-1,3-diol and [emim]Cl had lower viscosity than [emim]Cl, which makes it a promising entrainer for separating the TBA + water azeotrope in industrial applications.

C/C多孔体对C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能的影响

以4种纤维含量相同(32%,体积分数,下同),用化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)法制备了4种密度的碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)多孔体,基体炭含量约20%～50%。利用液相渗硅法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了C/C–SiC复合材料,研究了C/C多孔体对所制备的C/C–SiC复合材料微观结构和弯曲性能的影响。结果表明:不同密度的C/C多孔体反应渗硅后,复合材料的物相组成均为SiC,C及单质Si;随着C/C多孔体中基体炭含量的增加,C/C–SiC复合材料中SiC含量逐渐减少而热解炭含量逐渐增加。C/C–SiC复合材料弯曲强度随着材料中残留热解炭含量增加而逐渐增加,热解炭含量为约42%的C/C多孔体所制备的C/C–SiC复合材料的弯曲强度最大,达到320MPa。

熔融渗硅法制备C/C-SiC复合材料的干态摩擦磨损行为及机制

本文以针刺炭纤维整体毡为预制体,采用化学气相渗透法和熔融渗硅法制得炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-SiC)摩擦材料;研究了C/C-SiC的干态摩擦磨损行为及机理.研究结果表明:C/C-SiC摩擦材料和30CrMoSiVA合金钢配对摩擦副制动性能稳定,当制动速度从5 000 r/min升至7 500 r/min,摩擦系数由0.33降至0.29,C/C-SiC线磨损率相应由2.01μm/次升至3.40μm/次;C/C-SiC与对偶件的摩擦是犁沟效应和黏着效应共同作用的结果,磨损是磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损相互作用的结果.

高性能制动系统用炭纤维增强炭和SiC双基体(C/C-SiC)复合材料

C/C-SiC制动材料具有密度低、耐高温、制动平稳、摩擦因数高、磨损少和环境适应性强等优点,是一种能满足高速高能载制动的高性能轻质材料。本文以针刺炭纤维整体毡为预制体,采用化学气相渗透法制备C/C多孔体,然后熔融渗硅制得C/C-SiC材料;研究了C/C-SiC材料的组织结构、力学性能及其失效模式、摩擦磨损性能及机理,同时介绍了中南大学研制的C/C-SiC制动材料的应用现状。

碳/碳复合材料的致密化工艺综述

碳/碳(C/C)复合材料是新材料领域重点研究和开发的一类战略性高技术材料。随着C/C复合材料在多个应用领域的不断发展,与之相关的致密化工艺也在发展中逐步深化,多种致密化工艺的混合发展和应用也成为材料领域的研究热点。本文综述了C/C复合材料制备过程中所采用的致密化工艺,详细分析了液相浸渍法和化学气相渗透的工艺原理,并对各种致密化工艺的优缺点进行了对比,最后分析了现有致密化工艺存在的不足,并对C/C复合材料今后的发展做了展望。

C/C复合材料致密化工艺的研究进展

详细叙述了C/C复合材料致密化制备技术及其在国内外的研究进展,分析评价了液相浸渍、传统化学气相渗透、改进传统化学气相渗透以及其它快速致密化技术的优缺点。液相浸渍工艺繁杂,需要多次反复浸渍。传统化学气相渗透工艺简单、易于操作,但周期过长,效率低。近年来出现的新型致密化工艺虽然大大缩短了制备周期,但大多只局限于实验室规模,存在着实用化和适应性问题。

炭纤维增强C/SiC双基体复合材料的制备及性能(英文)

以针刺炭纤维整体毡为预制体,联用化学气相沉积法与熔融渗硅法制得炭纤维增强C/SiC双基体(C/C-SiC)复合材料;研究了C/C-Si材料的显微结构、力学性能和不同制动速度下的摩擦磨损性能及机理。结果表明:C/C-SiC材料具有适中的纤维/基体界面结合强度,弯曲强度和压缩强度分别达240MPa和210MPa,具有摩擦系数高(0.41～0.54),磨损小(0.02cm3/MJ),摩擦性能稳定等特点.随着制动速度提高,C/C-Si材料的摩擦磨损机制也随之变化:在低速制动条件下主要表现为磨粒磨损;中速时以黏着磨损为主;高速时以疲劳磨损和氧化磨损为主。

化学液气相渗透致密快速制备炭/炭复合材料(英)

探索了一种的炭／炭制备方法快速化学液气相渗透致密（ Ｃ Ｌ Ｖ Ｄ），沉积时间３ ｈ 内可获得密度达１．７４ ｇ／ｃｍ ３ 的炭／炭材料。预制体为环形炭毡制件（１６０ ｍ ｍ ×８０ ｍ ｍ ×１０ ｍ ｍ ），以液态低分子有机物（ Ｃ Ｙ Ｈ 和 Ｋ Ｅ Ｅ）作炭源前躯体，将预制体浸泡在液体炭源前驱体中，利用辐射加热，在预制体范围内造成由内而外的温度梯度。研究表明，在９００℃～１ １００℃沉积温度范围内，炭纤维表面最大沉积速率为 ６４ μｍ ／ｈ ，比等温 Ｃ Ｖ Ｉ的沉积速率 （０．１ μｍ ／ｈ～０．２５ μｍ ／ｈ）快２ 个数量级以上。同时，分析并提出了该方法快速致密多孔预制体的机理。

电热解法快速致密C/C复合材料研究

该工艺以液烃为前驱体 ,多孔碳坯体浸在液烃中一次完成致密化。沉积温度为 80 0℃～ 950℃时 ,坯体经 2h～ 3h致密 ,其密度达 1.62g/cm3～ 1.74g/cm3。以环己烷为前驱体制备的C/C试样具有良好的耐摩擦性能 ,动摩擦系数为 0 .2～ 0 .4 ,静摩擦系数为 0 .2 5,每次刹车磨耗为 0 .89μm ,满足高性能刹车材料的要求。此外 ,该工艺所需设备结构简单 ,工件尺寸放大不受技术性限制 ,是一种很有开发价值的低成本、快速致密C/C材料的方法。

化学液相气化渗透法制备炭/炭复合材料研究的进展

综合评述了化学液相气化渗透(chemical liquid vapor infiltration,CLVI)法制备炭/炭(C/C)复合材料的研究。概述了CLVI法的工艺特点及其快速致密的原理,并分别从预制体形状、发热体加热方式、前驱体种类等方面介绍了近年来各种改进的CLVI工艺。分析了制备方式、温度以及前驱体种类等对热解炭微观结构的影响。展望了CLVI法制备C/C复合材料的发展趋势。综合分析表明:目前,CLVI法尚不能满足应用于工业化生产的要求,今后将向多试样沉积、低能量消耗、前驱体高利用率等方向发展。

C/C复合材料致密化制备技术发展现状与前景

综述了C/C复合材料致密化制备技术,分析比较了化学气相渗透工艺、液相浸渍工艺及化学液 气相沉积工艺的优缺点。认为化学气相沉积工艺在过去一些年中发展很快,但它的工艺周期长;液相浸渍工艺繁杂,其浸渍炭化和石墨化工序需反复多次(通常4～6次),因此其效率也比较低;而液 气相沉积工艺周期短、效率高,很有发展潜力,当前急需开展该沉积技术原理的研究及改进其实验设施。

化学液相汽化沉积法制备炭/炭复合材料的湿态摩擦磨损性能研究

采用化学液相汽化沉积工艺制备炭/炭(C/C)复合材料,通过惯量试验机对其湿态摩擦磨损性能进行研究.结果表明:C/C复合材料的组织主要以粗糙层为主;随着热处理温度升高,复合材料的石墨化度增加,制动过程平稳,动、静摩擦系数升高,摩擦稳定性增加,在较高转速和制动压力下力矩曲线尾翘现象明显减弱;石墨化度较高试样的表面能够形成一层光滑、致密的润滑膜,从而降低其磨损率;所制备的C/C复合材料能够满足湿式摩擦材料的性能要求,并大幅度降低成本.

化学液相气化沉积制备的炭/炭复合材料组织均匀性研究

采用化学液相气化沉积快速致密化工艺制备了C/C复合材料,分析了发热体尺寸和放置方式对材料组织均匀性的影响。通过排水法测量了材料轴向密度和孔隙率分布,采用偏光显微镜观察了材料的组织均匀性。结果表明,发热体尺寸越大,材料的组织均匀性增加,孔隙率降低,并能够缩短沉积时间;沉积过程中预制体内的温度分布是决定材料组织均匀性的主要因素。

化学液相气化沉积C/C复合材料的性能研究

在不加和加入催化剂的条件下,采用化学液相气化沉积工艺分别在1000℃-10 h及900℃- 8 h内制备出密度为1.67 g/cm^3的大尺寸(φ110 mm×25 mm)C/C复合材料．不加催化剂制备的C/C复合材料主要以粗糙层为主,锥状结构明显,呈脆性断裂模式;在加入催化剂的条件下,由于催化荆的存在能够增加C沉积时的形核点,降低C沉积温度,缩短沉积时间,所以制备的C/C复合材料均匀性增加,组织结构主要为光滑层和各向同性组织,断裂方式为台阶式假塑性断裂．热处理后两种材料的弯曲强度和模量都降低,石墨化度增加,而不加催化剂制备的复合材料的力学性能和石墨化度都高于加入催化剂条件下制备的复合材料．

一种新型炭/炭复合材料的快速致密化工艺初探

通过对化学液气相快速致密化这种新型炭／炭复合材料快速制备工艺的初步研究，以ＰＡＮ基炭毡为预制体，低分子液态烃为碳源前驱体，采用电磁感应加热，在９００℃－１１００℃温度内，３小时制备了密度为１．７８ｇ／ｃｍ３的炭／炭复合材料。研究结果表明此工艺较传统工艺的致密化周期缩短了１００倍以上。同时指出这种工艺快速致密化预制体的机制是由于预制体内存在较高温度梯度和碳源扩散过程受控于化学反应动力学。

煤油蒸气为前驱体热梯度CVI法制备C/C复合材料

以炭毡为预制体,煤油蒸气为前驱体,利用两个热源分别加热预制体的上下表面,形成两个热梯度和双沉积面,第三个热源加热前驱体保证反应气体的供给,采用这种改进的化学液相气化渗入法快速制备了炭/炭(C/C)复合材料。对C/C复合材料的密度和气孔率进行了表征,并通过XRD,SEM等方法对其石墨化程度、显微结构进行了研究。结果表明:C/C复合材料的密度随沉积温度的升高呈线性增加,而气孔率逐渐减小,体积密度为0.2g/cm3的预制体在1100℃沉积3h后密度达到1.72g/cm3。2200℃热处理后,C/C复合材料的d002显著降低,具有较高的石墨化程度。C/C复合材料中的炭纤维被环状的热解炭所包围。沉积过程中前驱体较短的对流和扩散路径以及预制体中存在的上下热梯度和相应的双沉积面是材料快速制备的主要因素。

催化剂对化学液相气化沉积制备炭/炭复合材料基体织构的影响

以二茂铁为催化剂、有机小分子碳氢化合物为液态碳源,采用化学液相气化沉积工艺制备出密度为1.67 g/cm^3的大尺寸C/C复合材料。分析了不同催化剂含量对C/C复合材料基体织构的影响。加入催化剂后材料的组织结构趋向于生成光滑层和各向同性热解碳,并在碳基体中伴生有碳纳米线和多壁碳纳米管的生成。当催化剂含量(<1%)较低、沉积温度较高时有碳纳米线出现,且随着催化剂含量增加,碳纳米线直径由50～100 nm减小到20 nm,长度逐渐增加;当催化剂含量大于1%时,此时出现多壁碳纳米管,直径在30～100 nm之间,顶部并有碳包覆金属颗粒的生成。

界面涂层对液相硅浸渗制备C/SiC复合材料力学性能的影响

采用化学气相沉积工艺对短切碳纤维毡体进行界面涂层改性处理后树脂浸渍裂解得到了多孔C/C预制体,再将预制体液相硅浸渗制备了C/SiC复合材料。对比了纤维有无界面涂层对C/SiC复合材料力学性能的影响,并分析了其断裂机制。结果表明,与无界面涂层改性相比,碳毡经化学气相沉积SiC涂层改性处理后制备的C/SiC复合材料的力学性能更好,强度和模量分别提高了192%和36%。界面涂层增强了纤维的抗硅化效果是C/SiC复合材料力学性能提高的主要原因,但同时复合材料也呈现出脆性断裂模式。

化学液气相沉积C/C复合材料研究进展

化学液气相沉积技术是目前最快的C/C复合材料的制备工艺,它的致密化速度是传统等温化学气相沉积工艺的100倍。本文阐述化学液气相沉积工艺的优越性和用于制备C/C复合材料的工艺原理;讨论化学液气相沉积热解炭的微观组织结构和工艺的计算机数值模拟的研究进展,最后展望化学液气相致密化技术的发展和应用前景。

CLVI技术制备炭/炭复合材料

利用化学液气相沉积工艺以煤油为前驱体,采用密度为0.4g/cm3的针刺炭纤维毡为预制体,10h内制备了壁厚为40mm,密度沿径向均匀分布,密度达1.70g/cm3的炭/炭复合材料盘形件。同时还阐明了用于制备炭/炭复合材料的化学液气相沉积工艺原理及工艺过程,利用偏光显微镜观察所得材料的微观组织结构属光滑层结构的热解炭。