添加气相生长碳纤维对改善碳纸性能的研究

本研究创新性地提出将气相生长碳纤维(VGCF)添加到燃料电池用碳纸中,探究了不同分散方法对VGCF在碳纸原纸中分散效果的影响,以及添加VGCF对碳纸强度、透气性、导电性能、石墨化度的影响。结果表明,使用无水乙醇和分散剂有效分散的VGCF添加到碳纸中,可以一定程度地提高碳纸的强度和有效提高碳纸的导电性能,但会降低碳纸的透气性。当VGCF的添加量为4%时,与未添加VGCF碳纸的物理性能相比,其抗张强度增加了11.58%,水平向电阻率和透气量分别降低了30.31%和11.27%,石墨化度提高了20.39%。

气相生长纳米炭纤维的研究进展

综述了当前气相生长纳米炭纤维的研究现状，对纳米炭纤维的制备方法、结构特征、性能和应用前景进行了概述，并简述了本研究小组采用改进流动催化剂法制备的纳米炭纤维。

气相生长纳米碳纤维表面化学镀镍

气相生长纳米碳纤维 (VGCNF)经活化、敏化和催化预处理后 ,用化学镀 (自催化沉积 )的方法 ,在碱性镀液中实施化学镀镍。利用 SEM观察了镀层的形貌 ,并利用能谱分析测试了镀层的组成。在气相生长纳米碳纤维聚集体的内层纤维表面沉积了许多细小 Ni颗粒 ,而外层纤维表面上沉积的是连续、均匀的镍镀层 ,它们是由许多 Ni颗粒相互堆积连结而形成 ,除含磷外几乎不含其它杂质。同时 ,还初步探讨了镍在气相生长纳米碳纤维表面自催化沉积过程。

气相生长碳纤维对环氧树脂固化反应的影响及其复合物固化动力学研究

用示差扫描量热方法研究了气相生长碳纤维作为填料对4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)等温固化反应的影响.与纯环氧树脂一样,气相生长碳纤维复合物的固化反应也属于自催化反应类型.气相生长碳纤维对环氧树脂的固化反应动力学影响很小.固化反应的过程可以用一种修正过的自催化动力学模型来描述,在整个固化反应过程中纯TGDDM/DDS环氧树脂及其气相生长碳纤维复合物模型拟合得到的结果和实验数据相当一致.

气相生长碳纤维的表面改性及表征

用浓硝酸(65%￣68%)对气相生长碳纤维(VGCF)进行了不同时间的表面化学改性。X射线衍射(XRD)分析表明:改性使得VGCF的石墨晶型结构改变,其改变的程度随改性时间的延长而加深;BET比表面积(SBET)测试表明:改性后的VGCF的SBET有一定的变化,经120min长时间的改性处理后,SBET明显降低;傅立叶变换红外光谱(FTIR)测定得出:改性后VGCF表面上生长了不同类型的含氧基团,其总含量随改性时间的增大而增加;程序升温还原(TPR)得出:改性后VGCF表面上生成有2类以上的热稳定性不同的含氧基团,计算求得含氧基团的氧总含量为2mmol·g-1以上;NH3吸附微量量热测定得出:表面酸性基团的强度和含量随改性时间增加而增大;透射电子显微镜(TEM)结果表明:改性没有明显破坏VGCF的外观结构;吸油值(AOV)实验给出:改性后VGCF的AOV显著降低而亲水性增强;双液法接触角测试给出:改性后VGCF的表面能(SE)明显增大;偶联剂与VGCF作用的FTIR研究表明:改性后VGCF表面含氧基团和偶联剂发生反应,增强了偶联剂在VGCF表面上的结合强度。

FeCl_3催化生长脱油沥青基气相生长炭纤维(英文)

以脱油沥青(DOA)为碳源,氯化铁为催化剂,在氩气和氢气的混合气氛下利用化学气相沉积法(CVD)制备了不同形貌的气相生长炭纤维(VGCFs)。讨论了在温度为1100℃时,不同的反应时间(分别为10min,20min,25min,30min和40min)对产物形貌和结构的影响。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X-射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱,对不同工艺参数下合成的产物进行了结构表征。结果表明:随着反应时间的增加,气相生长炭纤维的形貌由弯曲变得相对平直,进而相互贯穿;当反应时间为10min和20min时,气相生长炭纤维的直径分布在1.0μm～1.2μm之间;当反应时间为25min,30min和40min时,气相生长炭纤维的直径分布范围分别为250nm～300nm,350nm～400nm,700nm～800nm。另外,还观察到了V型的气相生长炭纤维。

气相生长纳米碳纤维的形态控制

报道了在浮动催化系统中,催化剂、促进剂以及苯/氢气比例等因素对气相生长纳米碳纤维形态的决定性作用和不同结构形态纳米碳纤维的选择生长.利用控制催化剂前体和促进剂的含量以及苯与氢气的比例等因素,制备了平直碳纳米管、弯曲碳纳米管、碳珠/纳米碳纤维、纳米碳纤维等不同结构的气相生长纳米碳纤维.实验结果表明,在浮动催化系统中,调节催化剂和促进剂的含量以及苯与氢气的摩尔比等关键性因素可以实现对气相生长纳米碳纤维形态结构的控制.

富镉CdSe单晶的气相生长及其电学特性

用改进的垂直气相法生长的富镉 Cd Se单晶 ,其电阻率为 10 7Ω· cm量级 ,电子陷阱浓度为 10 8cm- 3量级 ,且能将注入其中的部分电荷储存起来。分析认为 ,晶体的高电阻率及储存电荷的能力都是由 Se空位引起的 .

SiC纤维的化学气相生长与表征

以一甲基三氯硅烷为气源化合物,二茂铁为催化剂,噻吩为催化助剂,用化学气相生长法直接制备SiC纤维.研究了裂解温度、催化剂及助剂浓度及H2与MTS的配比等因素对裂解产物形态的影响.分别采用SEM,EDX和XRD对产物的组成和形貌进行了表征.结果表明,产物由单一的β-SiC组成.通过改变反应条件,无需高、低压气氛及激光辅助,即可以获得直径为20nm^1.5μm、长度从10μm至数毫米的高长径比SiC纤维.

热丝化学气相生长金刚石温度场流场模拟计算和反应器设计原理研究

在对于现有金刚石气相生长工艺特点综合分析的基础上，通过对于热丝化学气相生长金刚石工艺过程状态参数的空间场模拟及相应的实验研究，揭示了热阻塞、热绕流等背离反应基本条件的现象，以及状态参数高度不均匀性的场分布，导致偏离金刚石生长所需合理条件。这些正是当前热丝化学气相生长金刚石速率低、成本高、质量不稳定的重要原因。空间模拟及生长实验结果证明，通过选择合理的反应器结构和反应条件，可以控制反应状态参数空间场，使其符合气相生长金刚石要求，达到在保证质量稳定南时，实现大面积高速生长。这些结果为大面积高速度高质量气相生长金刚石明确了新的发展前景和具体实现途径。

石墨烯掺杂气相生长碳纤维中间相沥青基复合材料的性能研究

以鳞片石墨为原料采用Hummers法制备氧化石墨烯。以石墨烯掺杂的气相生长碳纤维(VGCF)、中间相沥青(MP)为原料,经低温热模压、炭化、石墨化处理制备高强度、高密度的石墨烯掺杂气相生长碳纤维中间相沥青基复合材料。采用扫描电子显微镜来观察样品的微观形貌;通过强力机、四探针测试仪等表征复合材料的性能。结果表明,随着石墨烯掺杂量的增加,复合材料的抗弯强度及导电性能先增大后减小。当石墨烯掺杂比例为9.09%时,炭化后复合材料的密度为1.646g/cm^3,抗弯强度为85.7MPa,电阻率为1.27×10^(-5)Ω·m。

负压下反应温度和催化剂的种类对于气相生长炭纤维生长形态的影响

讨论了在负压沉积条件下基体法制备气相炭纤维时 ,催化剂种类和反应温度的变化对气相生长炭纤维形态的影响。通过实验发现温度和催化剂的种类对气相生长炭纤维的形态有较大的影响。在同一温度下 ,分别采用铁基催化剂和镍基催化剂生长出的炭纤维具有相当大的差异 ,这种差异与溶解在金属催化剂液相中的碳原子从金属液界面的析出模式直接相关 ,当整个胞晶界面都均匀地析出碳原子时为实心炭纤维 ,而主要沿胞晶界面的外环析出时为中空炭纤维 ;在实验条件下铁基催化剂生成的是实心纤维而镍基催化剂生成的是中空纤维。即使采用同一种镍基催化剂 ,在不同的反应温度下 ,也将生成不同形状的纤维。在低温下生成的是中空纤维 ,而在高温下生成的是树枝状的二次分叉纳米纤维。同样 ,铁基催化剂在低温下生成均匀光滑的连续纤维 ,而高温下生成的是较细且具有分叉结构的纤维。更进一步的机理分析表明气相生长炭纤维的这种分叉形态与头部的金属催化剂液相的稳定形态相关。铁基与镍基催化剂的金属形态在低温下是相对稳定的 ,但温度升高后 ,催化剂液相界面形态变得不稳定 ,进而导致产生分岐结构 。

气相生长金刚石膜对衬底金刚石性能的影响

本文以高压合成金刚石为衬底材料,用热解CVD法在衬底金刚石表面生长了金刚石晶体。结果表明,生长金刚石后的衬底金刚石热性能有明显改善。

气相生长碳纤维的制备

以苯和氢气为原料在石墨、陶瓷等基板表面催化热解制取低成本、高性能的气相生长碳纤维（ＶＧＣＦ）．实验考察了催化剂类型、热解温度、热解时间、苯带入量、载气、基板材料等参数对ＶＧＣＦ生长情况及性能的影响，并提出了碳纤维的生长机理．结果表明，在合适条件下，用直接播种法制得的ＶＧＣＦ直径为０．７～１０μｍ，长度为１～５μｍ；采用金属原子溅射沉积的基板可得到均匀稠密的ＶＧＣＦ，直径为３～８０μｍ；碳纤维的生长过程包括催化剂小液滴形成、碳纤维增长及碳纤维增粗三个阶段．

气相生长碳纤维

评述了近年来气相生长碳纤维的主要研究结果，介绍了气相生长碳纤维产品的性质、生产过程、生长机理、微观形态等。讨论了此种碳纤维高度石墨化的原因，并介绍了基体法与流动法气相生成碳纤维工艺。

气相生长炭纤维的物理性能及其作为复合材料增强体的研究

采用不同的测试方法，测定了气相生长炭纤维（ＶＧＣＦ） 石墨化前后的密度、元素组成、拉伸强度和模量等基本物理性能及以它们增强的环氧树脂基复合材料的力学性能。结果表明， 石墨化后ＶＧＣＦ 的综合物理性能比未石墨化的ＶＧＣＦ 有明显的提高。

气相生长炭纤维增强酚醛树脂制炭炭复合材料及其物性之研究

以气相生长炭纤维含浸酚醛树脂后经炭化及石墨化处理 ,制成炭 炭复合材料。观察了不同纤维百分含量的复合材料在升温过程的微细结构及物性之变化 ,探讨了其强度及电性的变化 ,并以扫瞄式电子显微镜 (SEM )观察破断表面 ,观察各种复合材料经不同温度处理后之破坏行为。研究结果显示 ,以气相生长炭纤维所制复材经温度处理后 ,可以改善其抗弯强度及导电性 ,最佳纤维含量质量分数为 0 .5 %。超过此比率后 。

气相生长炭纤维

本文在参阅大量文献资料的基础上，系统地阐述了气相生长炭纤维的发展方向、制备方法（基极播种法、气相流动法）、生长机理（扩散控制机理、两步生长机理、碳化物机理、三步生长机理）、特性及用途。

ZnSe晶体气相生长输运剂Zn(NH_4)_3Cl_5的热分解行为及动力学

发展了一种新的ZnSe晶体气相生长输运剂Zn(NH4 ) 3Cl5;用非等温TG DTG技术 ,在 5 0、10 0、15 0和 2 0 0℃ /min 4个不同线性升温条件下 ,研究了其热行为和热分解过程的非等温动力学。结果表明 ,分解过程分 2步完成 ,讨论了与ZnSe晶体生长实验有关的第 1步分解过程。第 1步分解机理为随机成核与生长 ,机理函数为Avrami Erofeev方程 ,f(α) ={ 12 ( 1-α) [-ln ( 1-α) ]-1} ,G(α) =[-ln ( 1-α) ]2 。表观活化能E =16 2 94kJ/mol,指前因子A =10 11 75s-1,动力学方程为 dαdt =10 11.75{ 12 ( 1-α) [-ln ( 1-α) ]-1}exp( - 195 98.3T )。研究表明 ,Zn(NH4 ) 3Cl5具有良好的热稳定性 ,是一种适合气相生长ZnSe晶体的输运剂 ;报道了应用此输运剂生长出ZnSe体单晶的最新结果。

微重力条件下材料气相生长研究进展

本文概述了近二十多年来国外空间气相生长晶体材料及薄膜材料研究工作的进展状况．着重介绍了国外空间气相生长研究的历史过程、研究的主要内容及所采取的研究手段，详细地总结了关于空间气相生长的主要飞行结果，并对国外如何进行数值模拟和实验室模拟等地面准备工作做了较充分的描述．