新型M357碳-石墨抗磨材料的性能及应用

介绍了M357碳-石墨抗磨材料的主要性能,分析了其在印染工业和轻纺设备方面的应用,实践证明,M357碳-石墨抗磨材料具有机械强度高、自润滑性好,摩擦系数低,热膨胀系数小,耐蚀抗磨等特点,是目前使用于轻纺机械中较理想的轴承和密封材料。

在不同石墨化程度的碳-石墨材料中插入IBr

具有不同热处理温度(HTT)的天然石墨(gRAFOIL)和碳材料(由石油焦制成的人造石墨材料)的平面试样，在20℃温度下，同IBr蒸汽反应。同IBr蒸汽反应后碳材料的电阻率下降。相对电阻率R/Ro，即IBr材料的电阻率与插入IBr前碳材料的电阻率比值(下同)。电阻率最小值如下：Grafoil为0．095，2800℃热处理人造碳-石墨材料为0．116、0．117(HTT-2400)、0.167(HTT-2200)、0．269(HTT-2000)、0．862(HTT-1750)和0．838(HTT-1000)。准确测出复合材料中这种饱和化合物C16IBr。由于IBr被试样完全吸收，获得了稳定的残余化合物，由基体材料从重量变化测出石墨复合材料中这种残余化合物分子配位在C120IBr到C280IBr范围内。残余化合物的电阻率值约是基体材料的一半。

抗氧化碳-石墨密封材料的研制

为了提高航空发动机的碳 石墨密封材料的综合性能,将原加工工艺进行了改善。介绍了抗氧化碳 石墨基体材料的选用和加工工艺,并通过浸渍的方法提高了碳 石墨基体材料的抗氧化性能,使其达到国外同类产品的性能标准。

硅氧碳-石墨复合材料储锂机理研究

通过对比分析氧化亚硅碳(SiO)、石墨(Graphite)及其组成的复合材料(SiO/Gr)的充电特征曲线,明确了SiO/Gr复合材料在脱嵌锂过程中的锂离子储放机理:嵌锂反应中,在初始电位至0.24 V电压区间,石墨自身容量的7%,SiO自身容量的90%先得到发挥;在[0.24 V,0.005 V]区间,SiO和石墨的剩余容量得到完全发挥;脱锂过程同嵌锂过程相反,依据上述结论和SiO/Gr的放电曲线计算其各组成容量的占比,结果与实际容量占比对比相同。根据上述复合材料的储锂机理,分析了不同过量比设计参数与SiO发挥容量占负极总容量比例关系,预测并验证了过量比设计参数与电池循环寿命的相关关系。

基于石墨相氮化碳-富勒烯构建光电化学生物传感器

该工作基于石墨相氮化碳-富勒烯(g-C_(3)N_(4)-C_(60)),构建了“信号关”型光电化学(PEC)生物传感器,实现了对铅离子(Pb^(2+))的灵敏检测。首先,在玻碳电极(GCE)表面修饰光电材料g-C_(3)N_(4)-C_(60),由于其良好的光电性能,可以观察到较好的初始PEC信号。然后,在修饰了g-C_(3)N_(4)-C_(60)的电极上电沉积一层金纳米粒子(Dep Au),随后将带有巯基的DNA通过Au-S键固载在电极表面。紧接着用1-己硫醇(HT)封闭电极表面的非特异性吸附位点。最终,在Pb^(2+)存在的情况下,Pb^(2+)会与富含鸟嘌呤(G)的DNA结合,使其折叠形成G-四链体结构,从而获得显著降低的PEC信号。通过记录PEC信号的变化实现对目标物Pb^(2+)的灵敏检测。结果表明,光电流与Pb^(2+)浓度的对数呈现良好的线性关系,其线性范围为50.0 pmol/L-50.0μmol/L,检测限为16.60 pmol/L。

镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的制备与性能研究

用粉末冶金法成功地制备了短碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料,对其体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了测试,观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌,并与石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料进行了对比。结果表明,镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的各项性能,明显优于石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料。

g-C_(3)N_(4)催化石墨化碳质材料的制备及光催化性能研究

通常采用以氢氧化物作为造孔剂,过渡金属硝酸盐或氯化物作为石墨化催化剂的传统两步法策略制备多孔石墨化碳材料。然而制备过程中多涉及有毒和腐蚀性试剂,且多步骤的过程耗时较长。本文以双氰胺为原料通过热缩聚反应得到g-C_(3)N_(4),采用高铁酸钾为催化剂一步法实现g-C_(3)N_(4)的同步碳化-石墨化,并研究其光催化性能。与传统的两步法相比,该方法耗时少、效率高、无污染。与初始的g-C_(3)N_(4)材料相比,石墨化g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料不仅显著改善了可见光的吸收,而且大大增强了光催化活性。研究了不同石墨化温度对g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料在可见光下降解甲基橙溶液的影响。700℃下制备的衍生碳质材料的降解率为12.4 mg/g。光电化学测试结果表明,多孔g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料的光生载流子密度、电荷分离和光电流(提高了5.4倍)均得到显著提高。因此,该简便、灵活方法为提高g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料的吸附和光催化性能提供了一种有前景的、高效的途径。

碳纤维-中铜-石墨复合材料的摩擦磨损性能研究

对采用粉末冶金法制备的含不同质量分数的碳纤维－中铜－石墨复合材料，在滑动速度为１５ｍ／ｓ，载荷４．９Ｎ的条件下，分别进行了５０ｈ的不通电和通电干摩擦试验，并用扫描电镜对其磨损表面进行了观察分析．结果表明：在无电流干摩擦条件下，随碳纤维含量的增加，复合材料的摩擦系数和磨损量逐渐减小；而在电流密度为２０Ａ／ｃｍ２时，复合材料的摩擦系数比不通电时小，但磨损量比不通电时大３～７倍，磨损机理也有差别．

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了在电磨损条件下 ,压力变化对复合材料磨损性能的影响。结果表明 :在纯机械磨损、电磨损条件下 ,复合材料的磨损量均随磨损时间线性增大 ;在纯机械磨损时 ,复合材料的磨损量与压力成正比 ,而在电磨损条件下 ,复合材料的电磨损量随压力的增加呈U形变化 ;复合材料的电磨损与极性有关 ,正刷的磨损量大于负刷。

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料接触电压降的影响

在电磨损条件下 ,研究了压力变化 (7 5～ 30N/cm2 )对碳纤维 铜 石墨复合材料接触电压降的影响 ,结果表明 ,电磨损初期 ,接触电压降随磨损时间的延长而增加 ;随着压力的增加 ,复合材料接触电压降下降 ,但压力超过一定值后 ,接触电压降变化不大。

碳纤维对镀铜石墨-铜基复合材料组织与性能的影响

用粉末冶金法制备了碳纤维 镀铜石墨 铜基复合材料 ,测量了不同纤维含量时该复合材料的体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能 ,并观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌 ,分析了碳纤维含量对该复合材料显微组织和性能的影响。结果表明碳纤维的加入对镀铜石墨 铜基复合材料的体积密度、电阻率和摩擦系数影响不大 ,但使其硬度。

电流密度对碳纤维-铜-石墨复合材料接触电压降的影响

研究了碳纤维 -铜 -石墨复合材料在电磨损条件下 ,电流密度的变化 (4～ 1 6A/cm2 )对复合材料接触电压降的影响。结果表明 ,碳纤维 -铜 -石墨复合材料电刷与换向器之间的接触电压降具有非线性特征 ,即电流密度在一定范围内变化对接触电压降影响不大 ;用扫描电子显微镜观察了磨面形貌 ,发现在电刷与换向器之间形成的润滑膜保证了接触电压降的稳定 ,改善了换向性能 ;对复合材料接触电压降的变化机理进行了初步探讨。

碳纤维对中铜-石墨复合材料组织与性能的影响

采用传统的粉末冶金法制备了碳纤维－中铜－石墨复合材料，测试了该材料的体积密度、电阻率、硬度、抗压强度和摩擦磨损等性能。并用扫描电镜观察了该材料的显微组织、断口和磨面形貌，分析了碳纤维含量对该材料组织和性能的影响。结果表明碳纤维－中铜－石墨复合材料随碳纤维含量的增加，体积密度和电阻率变化很小，摩擦系数和磨损量明显减小，而洛氏硬度和抗压强度有所升高。

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料电刷摩擦系数的影响

研究了碳纤维 铜 石墨复合材料在纯机械磨损和电磨损条件下 ,电刷压力的变化 ( 7 5～ 30N/cm2 )对复合材料电刷摩擦系数的影响 ,用扫描电镜观察了磨面形貌 ,对复合材料摩擦系数的变化机理进行了初步探讨。

石墨烯-离子液体修饰玻碳电极同时测定矿石中铅和镉

将石墨烯(GR)滴涂在玻碳电极(GCE)上制备GR/GCE电极,采用循环伏安法将离子液体(1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)聚合在GR/GCE电极表面,制得新型OMIMPF_6/GR/GCE修饰电极。以0.1mol/L HAc-NaAc缓冲溶液(pH 4.5)为支持电解液,利用差分脉冲法研究了Pb^(2+)和Cd^(2+)在OMIMPF_6/GR/GCE电极上的电化学行为。结果表明,Pb^(2+)和Cd^(2+)在修饰电极上有较好的电化学行为,Pb^(2+)和Cd^(2+)的浓度分别在1.0×10^(-8)~4.2×10^(-5)mol/L和1.0×10^(-8)~6.0×10^(-5)mol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系;Pb^(2+)和Cd^(2+)的检出限分别为1.0×10^(-9) mol/L和5.0×10^(-8)mol/L。实验方法用于矿石中铅和镉的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为2.9%~4.4%;并与原子吸收光谱法对比,测定结果基本一致。

人造石墨-硬碳复合负极材料的性能研究

为了改善锂离子电池的低温性能,将硬碳和石墨负极材料复合起来,制备成人造石墨-硬碳复合负极材料。采用不同比例的人造石墨-硬碳复合材料制备扣式电池并测试了其电化学性能。结果表明,硬碳∶人造石墨=3∶7比例的材料具有最优的综合性能。使用该比例复合负极制作全电池进行性能测试,结果显示该复合负极材料对锂离子电池的低温放电性能有明显的提升,并且还具备良好的倍率性能和低温循环性能。

第27届碳-石墨材料学术交流会征文通知

中国电工技术学会碳-石墨材料专业委员会,现向从事电碳、炭素、炭石墨材料研究、教学、生产、应用单位的专家、学者、师生和科技工作者征集第27届碳-石墨材料学术交流会(每2年一届)会议论文。欢迎投稿及参会交流。根据疫情防控要求,会议具体时间待定。

石墨烯-碳纳米管束二元相体系的发现及成因探讨

在利用化学气相沉积法制备石墨烯的实验中发现了石墨烯与碳纳米管的二元相体系,这是世界上首次发现这一共存现象。经过微结构分析发现,石墨烯片层上集聚了具有非常平直边界的碳纳米管束,进一步发现既有单管束,还有双管束,但不存在单一结构的单壁或多壁碳纳米管。同时,还第一次发现了石墨烯片层上存在宽度为2~3 nm连续的碳原子面弯曲褶皱带,由此推断在形成石墨烯的过程中,部分石墨烯碎片在特定温度和催化剂条件下碳环卷曲形成碳纳米管,进一步构成碳纳米管束。

石墨烯-非晶碳复合薄膜的制备研究取得重大进展

据媒体报道，中科院兰州化学物理研究所的科研人员最近在石墨烯-非晶碳复合薄膜的制备研究方面取得新进展。有关研究成果发表在近期的Carbon刊物上。

石墨烯-碳纤维导电沥青混凝土性能研究

为解决冬季道路积雪结冰的安全问题,以石墨烯-碳纤维作为导电相材料制备导电沥青混凝土,优选导电材料,并对其路用性能进行了研究。结果表明:在车辙板中掺入石墨烯和碳纤维可以明显降低其电阻率,且在石墨烯掺量为沥青质量的0.5%、碳纤维掺量为集料质量的0.4%时,电阻率下降明显,导电效果良好;石墨烯-碳纤维能明显增加导电混凝土的动稳定度和最大弯曲应变、抗弯拉强度,提高其高温性能和低温性能;石墨烯-碳纤维可以小幅度增强导电沥青混凝土的冻融劈裂强度,提高其水稳性能。