CVD沉积密度对2-D炭/炭复合材料力学性能的影响

将CVD法增密至1.34g/cm3和1.61g/cm3的两组试样热处理后进行力学性能测试;作为对比,将另外两组起始密度相近的样品经过树脂补充增密至1.80g/cm3以上,经热处理后也作了力学性能检测。检测结果发现,对纯CVD法增密的试样来说,密度高的样品的力学性能值也较高;树脂浸渍补充增密后,样品的力学性能明显优于纯CVD的低密度试样,浸前CVD起始密度高的样品的力学性能值也相对较高。对材料的力学性能初步分析认为,C/C复合材料的力学性能和失效方式不仅受材料密度的影响,而且也受基体炭种类、性能,如可石墨化,热处理温度等因素影响。相同条件下,石墨化度高的样品力学性能值偏低。

生物炭热解温度对TiO_(2)/生物炭复合材料光催化降解甲基橙的影响

以热解法制备不同温度的玉米秸秆生物炭(BC-i)(i=400℃、500℃、600℃、700℃、800℃和900℃),并通过超声辅助真空浸渍法制备了一系列TiO_(2)/生物炭复合材料(TBC-i)。结果表明:TBC-i光催化活性的提高可归因于生物炭良好的结构特性、BC与TiO_(2)之间增强的化学相互作用以及促进的光生电子-空穴的分离和转移效率。TBC-i的光催化活性均高于纯TiO_(2),TBC-800表现出最佳的光催化活性,在催化剂投加量为7g/L时,TBC-800催化剂经模拟日光照射270min后对50mg/L MO的去除率为93.02%。TBC-i复合材料的制备在一定程度上为模拟有机污染物在太阳光下的降解提供了思路。

铁锰氧化物-生物炭复合材料对Pb^(2+)的吸附研究

为了研究吸附法去除水体中Pb^(2+)的机理,本文用批实验的方法探讨了铁锰氧化物-生物炭复合材料(简称为FMBC)对Pb^(2+)的吸附。首先以草酸盐和高粱秸秆为原料制备FMBC,并通过TEM、XRD、XPS等对材料进行了测试表征。然后利用批实验的方法初步研究了FMBC对Pb^(2+)的吸附动力学和吸附机理。表征结果表明,FMBC具有多孔结构,铁锰氧化物以MnFe_(2)O_(4)和Fe_(2)O_(3)的形态负载在生物炭表面,Pb^(2+)被FMBC成功吸附。动力学实验表明,该复合材料对Pb^(2+)的吸附符合Ho准二级动力学方程,Pb^(2+)浓度为10mg·g^(-1)时吸附速率最快,其值k_(2)为4.328×10^(-4)g·(mg·min)^(-l)。

炭/炭复合材料高温抗氧化MoSi_2/SiC复合涂层及其抗氧化特性

采用两段式包埋法和封闭处理的复合新工艺制得抗氧化性优良的MoSi2/SiC复合梯度C/C复合材料高温抗氧化涂层。涂层由内至外结构为:SiC过渡层→SiC致密层→MoSi2/SiC双相层→以MoSi2为主的外层。对未封闭处理的涂层,制备过程中高温保温时间长的氧化失重少,1200℃、1300℃空气中氧化失重比1400℃、1500℃氧化失重大。用正硅酸四乙酯对涂层表面进行封闭处理,凝胶形成的SiO2可充填涂层表面裂纹并覆盖在涂层表面。在1500℃空气中氧化一定时间后,未封闭处理的涂层试样表现为氧化失重;封闭处理后的试样为氧化增重,氧化52 h仍然只有1.28%的增重,封闭处理使涂层的抗氧化性能明显改善。

炭/炭复合材料MoSi_2/SiC抗氧化涂层的研究

采用包埋法制备C/C复合材料抗氧化MoSi2/SiC梯度涂层,同时对抗氧化涂层的形成、组织结构以及抗氧化性能与渗料的关系和抗氧化机理进行了研究。结果表明:采用包埋法制备的C/C复合材料抗氧化MoSi2/SiC梯度涂层致密,但有少量裂纹,涂层有良好的抗氧化效果。当Si与SiC保持一定的比例时,渗料中MoSi2的含量为50%时,涂层具有最好的抗氧化效果;当MoSi2与SiC保持一定的比例时,渗料中Si的含量为20%时,涂层具有最好的抗氧化效果。

Ni/SiO_2催化制备炭/炭复合材料研究

利用常规化学气相渗透工艺,在针刺炭布预制体中添加3.5%～4.0%Ni/SiO2负载型金属催化剂,以丙烯作碳源气体,在750～900℃下,经过100h的沉积,炭/炭(C/C)复合材料的密度达到1.65g/cm3,其催化沉积炭的速率比不含催化剂时提高了3倍以上。该材料经高温处理后,氧化失重率低,氧化起始温度高。应用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)和光学显微镜观察了基体炭的形貌,分析了催化沉积炭和抗氧化机理。实验结果证明,用该催化化学气相渗透法制备C/C复合材料,周期短,成本低,抗氧化性能好。

基体含量对2D炭/炭复合材料性能影响的研究

研究了 2 D炭 /炭毛坯 -炭 /酚醛 (C/ P)的基体含量对 2 D-C/ C层间剪切性能的影响和防分层作用。结果表明 ,炭化后 2 D-C/ C、致密 2 D-C/ C的层剪强度都随 C/ P基体含量的增大而线性增加 ,而拉伸性能不受此影响。C/ P基体含量影响 2 D-C/ C的分层 ,基体含量低 ,ILSS低 ,难以抵抗热应力而发生分层。最终 2 D-C/ C的 ILSS在 1 3— 1 6MPa之间 ,拉伸强度在 1 3 0— 1 80 MPa之间 ,拉伸模量在 68— 93 GPa之间。

炭/炭复合材料MoSi_2/SiC抗氧化涂层的研究

采用包埋法制备C/C复合材料抗氧化MoSi2/SiC梯度涂层,同时对抗氧化涂层的形成、组织结构以及抗氧化性能与渗料的关系和抗氧化机理进行了研究。结果表明:采用包埋法制备的C/C复合材料抗氧化MoSi2/SiC梯度涂层致密,但有少量裂纹,涂层有良好的抗氧化效果。当硅与SiC保持一定的比例,渗料中MoSi2的含量为50%时,涂层具有最好的抗氧化效果;当MoSi2与SiC保持一定的比例,渗料中硅的含量为20%时,涂层具有最好的抗氧化效果。

不同碳源的生物质炭-磷化铁/零价铁的制备及对水中3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸的去除

改性生物炭材料在环境污染物去除中的应用越来越广泛.本文以鸡粪(CM)、咖啡渣(CG)、活性污泥(SL)等3种废弃生物质为碳源,制备了3种生物质炭-磷化铁/零价铁复合材料(BC-Fe_(x)P/Fe).这些材料主要由生物质炭、磷酸铁、磷化铁、零价铁或碳化铁及氧化铁组成.用于降解水中的3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸(TCPA)时,以活性污泥为碳源的SL-Fe_(x)P/Fe材料对TCPA的去除效果明显优于以鸡粪为碳源的CM-Fe_(x)P/Fe和以咖啡为碳源的CG-Fe_(x)P/Fe材料,而且SL-Fe_(x)P/Fe对TCPA的降解受pH影响较小.在中性pH反应6 h后,CM-Fe_(x)P/Fe、CG-Fe_(x)P/Fe和SL-Fe_(x)P/Fe对10 mg·L^(-1)的TCPA的降解率分别为90.1%、71.1%和100%,矿化率分别为33.25%、22.61%和64.27%.掩蔽实验和电子自旋共振(ESR)结果表明,SL-Fe_(x)P/Fe体系存在多种活性氧物质.使用前后材料的X射线晶体衍射和X射线光电子能谱分析,材料中的Fe_(x)P、Fe3C、Fe和氮掺杂生物质炭均在有机污染物的降解过程中发挥了作用.

膨胀石墨-活性炭负载CeO_2/TiO_2复合材料的制备及其处理苯酚的性能

采用沉淀工艺制了CT(CeO_2/TiO_2)催化剂粉,以膨胀石墨基炭/炭复合材料(EGC)为基体,将CT粉以碳膜包覆的形式引入EGC表面,制得了EGC负载CT催化剂粉的CT/EGC复合材料,研究了其对苯酚的处理性能。结果表明:铈钛物质的量比为0.002的CT催化剂粉处理苯酚的效果最好;CT/EGC处理苯酚溶液时,CT粉的光催化能力与EGC的吸附作用存在协同效应,提高了复合材料对苯酚的处理效果。

炭/炭复合材料 SiC /Mo( Six、Al1-x)2抗氧化涂层( 英文)

为了提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能,应用多相反应技术在C/C复合材料表面制备SiC/Mo(Six、Al1-x)2复合涂层。利用扫描电镜、电子能谱、X射线衍射仪等测试手段对涂层材料的微观结构和物相组成进行分析,同时研究涂层C/C复合材料在超音速气流中的抗氧化性能。结果表明,C/C复合材料表面形成的抗氧化涂层显示出明显的双层结构,从外向内分别为Mo(Six、Al1-x)2与SiC的复合层和纯SiC层,同时有少量的Mo4.8Si3C0.6存在于涂层中。在温度为1800K、气体速率1500m/s的超音速气流中氧化冲刷96 s,以及在2550 K和室温下热循环24次的测试条件下,制备的SiC/Mo(Six、Al1-x)2涂层材料均未发生破坏现象。涂层材料优良的抗氧化性能和抗热震性能主要归因于基体C/C复合材料的高强度以及在氧化过程中材料表面形成的连续稳定的SiO2和Al2O3玻璃相。

MnO2改性累托石/污泥生物炭复合材料的制备及其对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附特性研究

为提高累托石/污泥生物炭复合材料的吸附特性,在通过混合热解法制备的累托石/污泥生物炭复合材料的基础上,利用氧化还原反应制备得到MnO2改性的累托石/污泥生物炭复合材料,对改性前后的复合材料进行了表征和吸附特性研究。结果表明:MnO2改性的累托石/污泥生物炭复合材料的比表面积以及微孔和介孔的数量远高于未改性的复合材料,改性复合材料中的MnO2是无定形的且材料表面含有丰富的含氧官能团;改性后的复合材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量远高于未改性的复合材料,其吸附过程受pH值的影响较大;该改性复合材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附动力学和等温线分别符合Elovich模型和Langmuir等温线方程,其吸附热力学分析结果表明该改性复合材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程是自发的吸热过程,且混乱度增加。可见,MnO2改性的累托石/污泥生物炭复合材料是一种具有潜力的重金属吸附剂。

致密工艺对炭布增强2D-C/C复合材料力学性能的影响

研究了液相浸渍及化学气相法致密工艺对二维炭 炭 (2D C C)复合材料力学性能的影响 ,尤其是对层间剪切强度 (ILSS)的影响。结果表明 :液相浸渍法增密周期短且致密效果好 ,但材料强度不高 ;而化学气相沉积(CVD)致密周期长 ,但材料层剪强度高 ;采用两种工艺联合致密 ,材料界面结合强度适中 。

炭布铺层2D炭/炭复合材料研究

采用预浸炭布铺层制作炭／酚醛树脂基层合板，后经炭化、致密制备了二维炭／炭复合材料（２Ｄ－Ｃ／Ｃ）．检测了其工艺过程中的尺寸变化，测试了力学、导热、热膨胀、等离子烧蚀性能。结果表明，２Ｄ－Ｃ／Ｃ在工艺过程中Ｚ向有明显的收缩现象，炭化收缩率达６．９９％，石墨化收缩率达５．５５％。２Ｄ－Ｃ／Ｃ的层间剪切强度（ＩＬＳＳ）大于１２．６ＭＰａ，拉伸强度大于１３３．７ＭＰａ，拉伸模量大于５８．６ＧＰａ，压缩强度平均为２２８ＭＰａ。石墨化２Ｄ－Ｃ／Ｃ的导热系数随温度的升高而下降，而未石墨化随温度的升高而增加。２Ｄ－Ｃ／Ｃ的导热、热膨胀、等离子烧蚀性能都具有明显的各向异性，Ｚ向和Ｘ－Ｙ面内相差较大。

炭/炭复合材料表面氧化硼减摩涂层研究(英文)

通过料浆法在碳化硅涂层炭/炭复合材料表面制备了三氧化二硼涂层。采用XRD、SEM对涂层的结构和表面形貌进行了表征,并对涂层的摩擦性能进行了测试,同时还探讨了涂层的润滑机理。结果表明:所制涂层的摩擦系数为0.06～0.08,比炭/炭复合材料的摩擦系数(0.15～0.18)低,减磨效果明显。究其原因主要在于三氧化二硼涂层在空气中,表面层将转变为硼酸,具有自润滑能力。

炭-炭复合材料耐高温和高速粒子烧蚀/侵蚀研究

为了模拟固体火箭发动机绝热材料的工作环境,在氧气和煤油为燃料的燃气中加入Al2O3粒子,对炭-炭复合材料进行烧蚀试验。计算超音速燃流的温度和速度分布特性,得出超音速火焰各气动参量呈抛物线分布的规律。对试件的烧蚀形貌进行电子扫描观察和对燃烧产物进行光谱验证,并计算试件的烧蚀率,得出炭-炭复合材料在超音速火焰和高速粒子烧蚀/侵蚀不同条件下的不同的烧蚀机理。

沉淀转化法制备的纳米Ni(OH)_2-C复合材料的结构和电化学性能

研究了用沉淀转化法、通过掺钴和纳米炭材料制备的Ni(OH)2-C和Ni0.96Co0.04(OH)2- C纳米复合材料的结构和电化学性能. Ni(OH)2-C和Ni0.96Co0.04(OH)2-C都是β-Ni(OH)2 晶体结构. Ni(OH)2电化学性能主要与其晶体粒径、晶体结构和导电性有关.掺入纳米导电 炭黑,可以改善Ni(OH)2的电化学性能.掺入纺锤形颗粒的SPC比片状颗粒:HGC炭黑较明 显改善Ni(OH)2的电化学性能.掺入高比表面积活性炭,不能改善Ni(OH)2电化学性能.掺 杂Co可以提高倍率放电能力和可逆性.掺杂Co和炭的Ni0.96Co0.04(OH)2-C复合材料,具有 高比容量.

V2O5/石墨复合材料的电容性能

溶胶凝胶法制备V2O5,采用球磨法将V2O5与石墨进行固相混合,经扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安、交流阻抗等测试手段分析,得出石墨可改变V2O5电极的微结构和组成;由20%V2O5/C复合材料和石墨组成的非对称电化学电容器,以1 mol/L LiClO4(EC:DEC=1:1)有机溶液为电解液,比能量可达到18.3 W.h/kg,比纯V2O5提高56.8%,循环400次后复合材料的容量衰减为25.68%,比容量和循环性能较掺杂前得到显著提高。

纤维类型和涂层对纤维增强MoSi_2复合材料弯曲性能的影响

以短切碳纤维(Cf)和碳化硅纤维(SiCf)为增强相,并用化学气相渗透法对部分纤维进行炭涂层处理,采用热压法制备了4种纤维增强MoSi2基复合材料(SiCfMoSi2、SiCf/C MoSi2、CfMoSi2和Cf/C MoSi2),研究了纤维类型及表面炭涂层对MoSi2基复合材料弯曲性能的影响。结果表明:纤维的加入明显提高了MoSi2的抗弯强度,加入5%SiCf和5%Cf的复合材料的强度比纯MoSi2分别提高了9.0%和22.8%,Cf增强作用明显优于SiCf;纤维类型相同时,具有炭涂层的纤维增强效果更显著,5%Cf/C-MoSi2复合材料的强度最高,达到了364.7MPa,比纯MoSi2的强度提高了30%;扫描电镜分析表明,无炭涂层的SiCf与MoSi2基体间存在着明显的裂缝,炭涂层改变了纤维与基体的界面结合;有涂层纤维的断裂机制为首先脱粘然后拔出。