物理法制备炭陶复合吸附材料及其表征

以木炭和黏土为原料,采用物理法制备炭陶复合吸附材料,讨论温度和保温时间对其吸附性能的影响,采用扫描电镜(SEM)和全自动比表面积及孔径分析仪对其微观结构和孔径分布进行表征,提出原位活化的思路。结果表明:热处理过程中,木炭的收缩在木炭和陶土之间形成发达的孔隙;黏土在烧结之后并没堵塞活性炭的孔隙结构;块状炭陶的吸附性能比粉状的高;炭陶在制备过程中受原位活化作用。在较优的工艺条件下,炭陶复合吸附材料的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值分别为127.5和543.6 mg·g-1。

炭／陶复合材料电热性能的研究

通过在陶瓷基体原料(高岭土)中添加炭系导电原料(石墨、炭黑),经球磨混合、模压成形和烧结工艺制得炭／陶复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEN)、数字测温仪等分析和测试了所研制试样的相组成、显微结构以及电热性能。结果表明,本实验的烧结条件下,炭系导电原料不会和陶瓷基体发生反应,其导电性不会受到影响。单一石墨和炭黑含量超过30和25wt％或石墨加炭黑混合(m石墨:m炭黑=1:1)导电原料含量超过30wt％时, 可在炭／陶复合材料内部形成良好的连续导电通道,且该材料具有优良的电发热性能。

酚醛树脂浸渍炭/陶复合材料的研究

研究了用热固性酚醛树脂对不同密度的炭 /陶复合材料的浸渍—固化—炭化增密过程的增重效果 ,证实了经过增密循环使炭 /陶复合材料的强度有了很大的提高 。

高导热炭/陶复合材料的制备及其性能研究

以天然鳞片石墨粉为骨料炭、中间相沥青作粘结剂、以及Si,Ti为添加剂,利用热压工艺制备了系列炭/陶复合材料。考察了热压温度对材料物理性能和微观结构的影响。研究表明:随着热压温度的升高,最终材料的导热率和热扩散系数都单调增大;而抗弯和抗压强度则有所下降。当热压温度为2700℃时,在平行于石墨层方向材料的温热导热率、热扩散系数、抗弯和抗压强度分别为654W/m.K,413mm2/s,34.5,31.5MPa。当热压温度为2300℃时,材料微晶的定向排列程度就较高,晶格排列也较为规则。利用XRD,SEM,TEM等考察了材料的微观结构,探讨了材料导热性能与微观结构之间的相互关系。

氯化锌活化法制备多孔炭陶复合吸附材料

以氯化锌浸渍的木屑为原料,黏土为粘结剂,制备炭陶复合吸附材料。讨论了炭化温度和保温时间对其吸附性能的影响,并对其孔隙结构进行了表征。结果表明,随温度和保温时间的增加,炭陶复合吸附材料的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值呈先上升后下降的趋势;木屑受到活化作用形成活性炭而发生收缩,在活性炭和陶土之间形成空隙,有利于形成孔隙结构发达的炭陶复合吸附材料。在温度500℃、保温时间1 h的较佳工艺条件下,制得炭陶复合吸附材料的比表面积为809.5 m^2/g,总孔容积为0.298 cm^3/g,中孔容积为0.185 cm^3/g,微孔容积为0.113 cm^3/g,炭陶的含炭量为60.7%,碘吸附值为680.5 mg/g,亚甲基蓝吸附值为165.0 mg/g。

陶/炭复合导电耐火材料

介绍了一种新型功能材料──陶／炭复合导电耐火材料。结合实验，探讨了此类材料的制作工艺及导电机理；分析了影响制品导电率的相关因素以及提高制品性能的方法。对氧化镁／石墨导电耐火材料在炼钢电弧炉炉底作阳极等应用情况作了介。

新型炭/陶复合电热材料的研制

选取膨润土作为陶瓷基体,以鳞片石墨、预处理石墨及炭黑作为导电原料,碳化硅作为增强原料,经球磨混合、50MPa模压成型和1000℃热处理3h后制备出炭/陶复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行表征,并对其通电发热性能、力学性能和抗氧化性能进行了测试和分析。所制备的炭/陶复合材料具有优异的电热性能,在交流低电压(10V)下即可迅速升温,并在较高温度下保持相对稳定,研制的样品中最高发热温度可达643℃。通过调整碳化硅含量,复合材料抗弯强度可达14.3MPa。通过将炭材料和陶瓷材料复合,可有效改善炭材料的抗氧化性,使其明显氧化失重温度升高200℃左右。

炭陶除氟吸附材料的研制

采用竹屑、骨粉及膨润土三者混合,经炭化活化制得炭陶除氟吸附材料。研究原料配比、升温速率、活化温度和保温时间等对除氟吸附材料平衡吸附容量及除氟率的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)对炭陶样品进行表征。结果表明:随着升温速率、活化温度及保温时间的增加,炭陶除氟吸附材料的平衡吸附容量及除氟率均呈现先增加后降低的趋势;同时,炭陶除氟吸附材料在除氟过程中,既有物理吸附又有化学吸附,这种协同效应大大提高了其除氟性能。在相对较优的试验条件下,炭陶除氟吸附材料的平衡吸附容量为2.214 mg.g-1,除氟率为88.56%。

炭陶梯度单一材料喷管设想

现今固体火箭发动机喷管是一种多种材料、多种结构的积木式热结构组件。提出了一种新型的单一材料固化结构的炭陶梯度材料的喷管设想。它可简化装配，降低成本、大幅度提高喷管的可靠性的冲质比。

炭/陶复合材料的抗热震性能研究

对含石墨的炭／陶复合材料优良的抗热震性能进行了讨论。这种性质与石墨的导热系数大、断裂功高、热膨胀和弹性模量小密切相关。

炭/炭-碳化硅汽车制动材料的研究

将自主研发的炭/炭-碳化硅制动盘配对不同材质的制动副进行了汽车台架试验,对比分析了不同制动副的制动性能。结果显示,炭/陶制动盘摩擦系数稳定、无制动衰减、磨损量小且无噪声,表明炭/陶制动材料的应用能够提高汽车安全性、操控性和驾驶舒适性,并降低油耗,因此具有广阔的应用前景。

核壳结构炭/陶复合材料的制备及其性能研究

以煤沥青为碳源,h-BN、Si_(3)N_(4)和h-BN/Si_(3)N_(4)陶瓷颗粒分别为掺杂中心,经机械搅拌混合后进行半焦化处理,获得具有炭包覆陶瓷颗粒的复合压粉。复合压粉经等静压成型和高温热处理后最终制备出具有核壳结构的炭基陶瓷复合材料(CCM)。研究了陶瓷颗粒类型对CCM性能和微观组织的影响。结果表明,与传统方法制备的CCM相比,炭包覆陶瓷颗粒有利于CCM结构致密均匀,抗弯强度达到72.31 MPa、抗压强度达到168.77 MPa,并且抗氧化性能显著提升。此外,该结构还提高了h-BN/Si_(3)N_(4)在协同作用下形成的陶瓷层的高温抗氧化性,更好地抑制CCM在1400℃下的氧化。

新型炭／陶复合材料电热性能研究

实验选取高岭土作为陶瓷基体，以不同含量的鳞片石墨和碳化硅作为导电原料，充分利用炭材料优异的导电、导热性及耐高温性能和陶瓷材料优异的抗氧化性及机械强度，经混合、模压成型和烧结工艺制备出炭／陶复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行分析表征，并对其通电发热性能以及抗氧化性能等进行了测试。研究了石墨以及碳化硅的含量对复合材料电热性能的影响，并对电热机理进行了初步的分析研究。本研究所制备的炭／陶复合材料具有优异的电热性能，在低电压下（10V）即可迅速升温，并在较高温度下保持相对稳定。研制的样品中最高发热温度可达631℃。通过将炭材料和陶瓷材料复合，可有效改善炭材料的抗氧化性，使其氧化失重温度升高200℃左右。

C/C-SiC炭陶复合材料的制备及应用进展

介绍了C/C-SiC炭陶复合材料的几种制备方法及其优缺点,重点介绍了反应溶体浸渗法(RMI)的反应机理及研究进展。综述了C/C-SiC炭陶复合材料在航空航天领域、制动系统中的重要应用。

炭/陶复合刹车材料研究进展

炭/陶复合刹车材料因其密度低、耐高温、摩擦性能稳定等一系列优点在汽车、动车、航空航天等刹车材料领域具有广阔的应用前景。本文阐述了炭/陶复合刹车材料制备工艺及组分与结构设计、残余Si含量控制、抗氧化技术3项关键技术研究现状,并对炭/陶复合刹车材料未来研究方向进行了展望。

炭/陶喷管延伸段长时间抗氧化能力研究

基于炭/陶复合材料喷管在高温下易与水蒸气发生氧化而引起烧蚀失效的现象,通过研究预制体的制备工艺以及致密化等技术途径,突破炭/陶复合材料在富水蒸气环境下长时间抗氧化技术,使面积比为7～20的工艺喷管能够经受住室压4.1MPa,混合比5.7,燃气温度2 300 K(静温)长达780 s的地面热试车考核,测得的最高外壁温度约1 800 K,试后结构基本完好,炭/陶喷管质量流失率为2.28%,为炭/陶复合材料喷管在液体火箭发动机上的工程应用奠定了基础。

C-B_4C-SiC与Ti组分的原位反应及热压烧结

以炭黑、炭纤维、Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＴｉＯ２和ＴｉＣ为原料制备了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量的炭／陶复合材料，采用原位合成及热压技术研究了不同ＴｉＯ２和ＴｉＣ含量对多组分炭／陶复合材料的组成、结构和性能的影响。在烧结过程中ＴｉＯ２和ＴｉＣ与Ｂ４Ｃ反应原位生成ＴｉＢ２，Ｓｉ和ＴｉＯ２分别与Ｃ反应生成ＳｉＣ和ＴｉＣ，这些陶瓷相的生成对提高炭／陶复合材料的力学性能有显著作用。加入ＴｉＯ２能使炭／陶复合材料在较低的温度下实现致密化烧结。