炭/炭复合材料粉尘特性与除尘方案分析

以飞机机轮炭/炭复合材料刹车盘磨削加工为例,分析了炭/炭粉尘的产生和粉尘特性。针对炭/炭粉尘的特性,除尘设备采用了LGZ联合除尘机组,过滤材料采用覆膜涤纶常温滤料,对除尘机组和过滤材料性能作了介绍和分析,几年来,通过对除尘效果的观察、分析,结果表明,该方案基本上能够满足生产要求,通过除尘机组排出的净化空气,符合国家环保标准。

滤筒式除尘机组净化炭/炭复合材料粉尘分析

炭/炭复合材料机加工粉尘有其独特的特性,粉尘量大、收集难度大。据此,针对该材料粉尘的产生和粉尘特性进行了详细分析,并对粉尘的收集方法进行了比较。选用旋风惯性除尘和滤筒式除尘串联的除尘机组,同时对滤筒除尘工作原理及滤筒材料的过滤性能作了介绍和分析。采用该除尘机组除尘,通过对排出到室外空气和车间内空气的检测,除尘效果比较理想,各项指标完全符合国家环保标准。

不同热解炭结构的炭/炭复合材料的摩擦特性

在MM-1000型摩擦磨损试验机上,对具有光滑层和粗糙层热解炭结构的2种炭/炭复合材料进行了模拟飞机正常着陆和中止起飞条件下的摩擦磨损性能试验,用扫描电子显微镜对其磨损表面形貌进行了观察分析.结果表明:具有粗糙层热解炭结构的炭/炭复合材料在不同能载条件下具有较高的摩擦系数,刹车力矩曲线较为平稳,磨损表面形成较为连续、致密的磨屑层;具有光滑层热解炭结构的炭/炭复合材料在正常着陆条件下刹车力矩曲线波动很大,磨损较小,摩损表面形成较为粗糙的磨屑层;随着能载水平的增加(中止起飞条件),摩擦系数显著下降,氧化磨损质量损失明显增大,温升较高,磨损表面氧化严重.具有粗糙层热解炭结构的炭/炭复合材料的摩擦性能较优,尤其是其高能摩擦特性更优,适宜用作飞机刹车材料.

聚乙烯/炭黑/碳纤维复合材料阻温特性

研究了碳纤维对聚乙烯 /炭黑复合材料阻温特性的影响 ,并对导电机理做初步的探讨。由于碳纤维远程导电效应的存在 ,随着碳纤维含量的增加 ,复合材料 PTC强度增加 ,PTC转变区域变窄 ,PTC转变温度移向高温 。

浸银炭石墨复合材料的密封摩擦特性

采用超细石油焦粉为主要成分 ,添加复合氧化物陶瓷粉末 ,制备一种高强、耐磨的炭石墨基体 ;选择适当的热处理工艺控制石墨化程度 ;采用热等静压浸银新方法达到密实增补强度。M2 0 9G浸银炭石墨复合材料具有碳的高硬度 ,石墨的自润滑 ,陶瓷相的耐磨 ,银的导热与塑性等综合优点 ,体现了刚度和塑性的完美结合。利用X 衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等分析了材料的显微组织结构和磨损表面形貌 ,并探讨了其磨损机理与密封摩擦特性。结果表明 :M2 0 9G浸银炭石墨配气阀座在密封摩擦表面上形成了一层具有抗磨性质的润滑膜 ,使摩擦处于边界润滑状态 ,金属银在高温、高压、高速下产生熔化析出和塑性流动形成了大面积连接 ,不仅降低了摩擦 ,而且有利于密封。

炭黑/橡胶力敏复合材料压阻特性的研究

采用机械共混法制备炭黑/BR、炭黑/BR/NR和炭黑/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)力敏复合材料,并对其压阻特性进行研究。结果表明,炭黑/MVQ复合材料导电炭黑的逾渗阈值最小,压力敏感特性最强;随着压应力的增大,炭黑/BR、炭黑/BR/NR和炭黑/MVQ复合材料的压阻重复性依次下降。采用多乙烯基硅油和全硫化粉末BR,可改善炭黑/MVQ复合材料的压阻重复性。

短切纤维炭炭复合材料磁电阻特性研究

研究了经不同温度下热处理后短切纤维模压预制体炭 炭复合材料样品的磁电阻特性。研究结果表明C C复合材料的磁电阻-位向关系曲线的形状与C C预制体结构有关,不同预制体结构的材料,磁电阻-位向关系曲线形状不同。C C复合材料出现磁电阻恒为0的起始温度与材料的石墨化特性有很大关系。石墨化程度越高,材料的磁电阻越大,磁电阻达到0时的测量温度越高。研究发现,磁电阻-测量温度曲线回归方程的斜率随热处理温度的增加而降低,且斜率-热处理温度的变化曲线与材料d002随热处理温度的变化曲线形状类似。

熔融渗硅对二维编制炭/炭复合材料摩擦特性的影响

为了改善航空刹车副用炭 /炭复合材料的摩擦磨损性能 ,对二维编制C/C复合材料的摩擦机理进行了深入的研究 ;对比了试样渗Si后及渗Si前的实验结果 ,着重研究了试样不同的渗Si量对摩擦磨损行为及特性的影响。结果发现渗Si的试样比没有渗Si试样摩擦曲线线型好 ,并且摩擦试验过程中的振动现象也得到了解决。但摩擦因数随着所生成SiC含量的增加 ,由 0 .35→ 0 .32→ 0 .2 8呈下降趋势 ;磨损量随着所生成SiC含量的增加而增大 ;当有大量的不均匀的SiC颗粒生成时 ,C/C复合材料的摩擦表面将会被剥落 。

炭黑/硅橡胶纳米复合材料的结构和压阻特性研究

炭黑/硅橡胶复合材料,具有良好的导电性和柔韧性,可用于机器人传感器领域。在炭黑/硅橡胶复合材料中分别添加纳米二氧化硅和纳米三氧化二铝,用扫描电镜考察纳米粒子对导电炭黑在橡胶基体中的分散作用。测量其导电特性、压阻特性,考察了纳米粒子对该复合材料导电特性和压阻特性的影响。结果显示,适量添加纳米粒子,对炭黑具有分散作用和解离作用,可以得到具有导电性好、压阻特性线性好的导电橡胶复合材料,且添加二氧化硅效果优于三氧化二铝。

炭黑/硅橡胶导电复合材料微观结构及其导电特性

对炭黑/硅橡胶导电复合材料的微观结构及导电特性进行了研究。以液体硅橡胶为绝缘基体、纳米导电炭黑颗粒为填充材料制作的复合材料具有优良的导电特性,通过实验测试获得了不同炭黑含量下复合材料的电阻率,当炭黑质量分数>4%时,可获得较好的导电性。利用电子扫描系统对炭黑颗粒在硅橡胶基体中的微观结构分布进行了观察,观察发现纳米炭黑颗粒主要以"团聚体"及与之相连的"链条"结构两种形式存在,并不是均匀规则的。将"团聚体"与"链条"结构简化为可变形的"大颗粒",在此基础上建立了相应的导电模型。

石墨化处理对炭炭复合材料磁电阻特性的影响研究

对不同温度石墨化处理得到的炭 炭复合材料的磁电阻特性进行了研究。结果表明:1)实验材料出现最大磁电阻的位向均为45° 135°,炭 炭复合材料磁电阻—位向关系不受石墨化处理温度、外磁场强度、测量温度等因素的影响。2)在同一磁场强度情况下,样品磁电阻与测量温度(5K～300K)呈线性关系变化,温度越高磁电阻越低。并且较低石墨化温度处理的样品在一定温度以上磁电阻降低为0,不再变化;2880℃石墨化处理的样品在一定温度以下出现"磁阻饱和值"。3)磁电阻—测量温度曲线回归方程的斜率项随热处理温度的增加而降低,而截距项随热处理温度的增加而增加。4)测量温度相同时,磁电阻随外加磁场强度的增大而增大,在低场(小于1.2T)下,呈现二次函数关系,场强高于1.2T后,磁电阻—磁场强度关系为线性。不同磁场强度下,随石墨化处理温度的提高,磁电阻也增大。

聚乙烯-炭黑复合材料 PTC 特性的研究

主要研究了两种炭黑和不同聚乙烯对聚乙烯炭黑复合材料的电导及ＰＴＣ特性的影响，测量了复合体系的伏安特性．试验结果表明，使用炭黑Ｂ时复合材料的ＰＴＣ特性不明显，复合体系的电导机理主要为隧道效应．用相变模型可以较好地解释ＰＴＣ和ＮＴＣ现象．

炭黑/环氧树脂复合材料阻温特性研究

分别以低结构炭黑(F101)和高结构导电炭黑(XE2)作为导电填料,不同牌号(E-54,E-51和E-44)的环氧树脂(EP)作为基体树脂,采用超声分散溶液混合法制备了炭黑/环氧树脂(CB/EP)复合材料。研究了CB结构、CB含量和EP基体等对复合材料正温度因数(PTC)效应的影响。结果表明:F101/EP复合材料具有明显的PTC效应,而XE2/EP复合材料的PTC效应较弱;F101/EP复合材料的PTC强度随F101含量增加而增大,这与传统热塑性基复合导电高分子材料相反;以E-54为基体的复合材料具有较高的PTC强度,而以E-44为基体的复合材料具有相对较低的PTC强度。

聚乙烯/炭黑导电复合材料的功率特性

研究了用聚乙烯／炭黑复合材料制备的自控温加热带在不同环境下的功率特性。结果表明：该加热带随环境温度自动调节输出功率的能力由传热情况决定，加热带的工作温度由外加电压决定而与传热情况无关；加热带的功率－电压特性由传热情况（δ）和加热带本身的性质（Ｒ０，αＴ）决定，热处理能显著改善功率－电压特性，加热带的安装不影响功率－电压特性而只改变功率大小。

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性

研究了炭黑(CB)结构和橡胶基体极性对复合材料在高频区介电特性的调控作用.结果表明,与极性较强的丙烯酸酯橡胶体系相比,非(弱)极性硅橡胶体系与CB相互作用较弱,渗流阈值较低,界面极化弱,高频区介电常数随频率增大衰减较小. CB粒径大且比表面积小,虽不利于渗流网络的形成,但高频介电特性随频率衰减较小.比表面积小且结构度低的CB填充弱极性的硅橡胶体系在高频区具有较大介电常数,有望实现人体肌肉和脂肪的宽频化介电特性仿真.

炭黑填充PE-HD/EVA/PE-LD导电发泡复合材料的阻温特性

以高密度聚乙烯(PE-HD)为聚合物基体材料、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)为增韧剂、低密度聚乙烯(PE-LD)为增塑剂、乙炔炭黑(ACET)为导电填料、偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂、过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂制备了PE-HD/EVA/PE-LD/ACET导电发泡复合材料。结果表明,PE-HD/EVA/PE-LD=50/30/20(质量比,下同)、ACET填加量为35%(质量分数,下同)、发泡剂AC的添加量为4%、交联剂DCP填加量为0.5%时,制备的导电发泡复合材料具有比较理想的闭孔泡孔结构。经过升温电阻测试,发现PE-HD/EVA/PE-LD/ACET导电发泡复合材料具有良好的开关特性,呈现明显的正温度系数(PTC)特性;AC发泡剂用量为4%时,PTC效应最强。

固化剂对炭黑/环氧树脂导电复合材料阻温特性的影响

分别以2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI)和甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)为固化剂,低结构炭黑(F101CB)为导电填料,环氧树脂(E-54)为基体,采用超声分散溶液混合法制备了F101/E-54/2,4-EMI和F101/E-54/MeTHPA复合材料。通过电阻-温度特性测试和差示扫描量热(DSC)法分别对其电性能和玻璃化温度进行了表征与分析。结果表明,以2,4-EMI和MeTHPA为固化剂的F101/E-54复合材料都具有PTC效应,F101/E-54/2,4-EMI复合材料具有较大的室温电阻率和PTC转变温度,较小的PTC强度;101/E-54/2,4-EMI复合材料的玻璃化温度Tg为161.7℃,与其PTC转变温度160.4℃接近,F101/E-54/MeTHPA复合材料的玻璃化温度Tg为133.5℃,与其PTC转变温度134.1℃接近;多次热循环使F101/E-54复合材料的PTC稳定性得到改善,以2,4-EMI为固化剂的复合材料体系表现得尤为明显。

聚乙烯/炭黑导电复合材料PTC特性的研究(Ⅱ)——辐射交联对导电复合材料PTC性能的影响

采用60 Coγ -射线对HDPE/CB导电复合材料进行辐射处理 ,研究了辐射剂量对于该复合材料室温电导率、PTC性能及稳定性的影响。结果发现 ,在 5 0～ 3 0 0kGy范围内 ,随着辐射剂量的增加 ,复合材料的PTC强度增大 ,且复合材料的稳定性有所提高 ,NTC效应有所降低 ;同时 ,辐射交联对体系的室温电阻率影响不大。DSC测试表明 ,当辐射剂量为 15 0kGy时 ,辐射处理对于HDPE的熔点。

高密度聚乙烯/多壁碳纳米管和高密度聚乙烯/炭黑导电复合材料阻温特性的研究

采用溶液法制备了高密度聚乙烯/多壁碳纳米管(PE-HD/MWCNTs)和PE-HD/炭黑(CB)导电复合材料,并研究了该复合材料的阻温特性。结果表明,与PE-HD/CB复合材料相比,PE-HD/MWCNTs复合材料的室温电阻率更低,并且可以具有较高的正温度系数(PTC)强度和较小的负温度系数(NTC)效应,因而具有更加广泛的应用前景。同时通过对PE-HD/MWCNTs复合材料阻温全过程进行分析,发现PTC效应由碳纳米管向晶区扩散及基体体积膨胀效应共同作用所致,而NTC效应则是碳纳米管的热运动形成的相互接触所致,而并非粒子附聚。

聚丙烯/炭黑导电复合材料的发热特性及非欧姆性质研究

探索了聚丙烯/炭黑导电复合材料在不同的通电状态及不同的工艺条件下的电压—电流特性、正温度系数效应及起动态性能。结果表明,炭黑的种类、添充量及添加剂将改变复合材料的发热特性。并且聚丙烯/炭黑导电复合材料的非欧姆性质明显。