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氮掺杂洋葱状纳米碳球的制备与表征

新型炭材料 2019年第6期34卷 552-558页

作者：谢翔旻张明瑜谭瑞轩黄启忠中南大学粉末冶金国家重点实验室

以碳化钙和谷氨酸为原料,通过反应釜一步法在300℃下制备氮掺杂洋葱状纳米碳球,并改变反应物量来调控碳球的尺寸和结晶度。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、比表面积测试仪、X射线光电子能谱仪和元素分... 详细信息

以碳化钙和谷氨酸为原料,通过反应釜一步法在300℃下制备氮掺杂洋葱状纳米碳球,并改变反应物量来调控碳球的尺寸和结晶度。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、比表面积测试仪、X射线光电子能谱仪和元素分析仪对所得产物进行表征。结果表明,采用反应釜法能够成功掺杂氮原子进入碳原子晶格中。改变反应物摩尔量能够得到不同形貌的碳球,当碳化钙与谷氨酸的反应物摩尔比为3∶1时,得到尺寸为30~50 nm的洋葱状碳球;增加谷氨酸的摩尔量易于得到直径为60~100 nm的实心无定形纳米碳球;而增加碳化钙的摩尔量,同样得到洋葱状碳球,但结晶程度提升。反应过程中,谷氨酸不仅能够作为反应的引发剂,还能作为氮源和碳源,其热解形成的五元环化合物在碳球形成的过程中起到重要作用,为弯曲石墨片层的形成提供曲率,有利于洋葱状结构的形成。

关键词：碳化钙氮掺杂洋葱状纳米碳球

沉积温度对甲基硅烷化学气相沉积SiC涂层显微组织和烧蚀性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第12期33卷 3797-3811页

作者：胡祥龙罗骁杨鑫谭瑞轩黄启忠中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室长沙410083 湖南大学湖南省先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

以甲基硅烷(MS)为气源,采用化学气相沉积方法于不同温度下在石墨表面制备SiC涂层,并系统研究温度对SiC涂层的沉积速率、显微组织和抗烧蚀性能的影响规律。实验结果表明:当沉积温度为1000℃时,以MS为气源的SiC涂层的沉积速率为50~120μm... 详细信息

以甲基硅烷(MS)为气源,采用化学气相沉积方法于不同温度下在石墨表面制备SiC涂层,并系统研究温度对SiC涂层的沉积速率、显微组织和抗烧蚀性能的影响规律。实验结果表明:当沉积温度为1000℃时,以MS为气源的SiC涂层的沉积速率为50~120μm/h,远高于以甲基三氯硅烷为气源的沉积速率(5~10μm/h)。当沉积温度较低(900~1000℃)时,以MS为气源所制备的SiC涂层整体光滑、平整,呈球形紧密堆积形貌;沉积温度较高(1100~1200℃)时,SiC涂层呈不规则菜花状颗粒堆积形貌,且微晶尺寸明显增大;当沉积温度为1000℃时,SiC涂层具有合适的致密性、粗糙度以及尺寸均匀的显微组织,同时,该涂层经2300℃等离子烧蚀80 s后,其质量烧蚀率和线性烧蚀率分别为0.0096 mg/s和0.3750μm/s,显示优异的抗烧蚀性能。本研究为以MS为气源的化学气相沉积法制备SiC涂层提供一定的理论基础和技术支撑。

关键词：甲基硅烷化学气相沉积 SiC涂层沉积温度显微组织烧蚀性能

混合碳源对炭/炭复合材料密度及显微结构的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2014年第4期19卷 659-664页

作者：张庆灵张明瑜黄启忠谭瑞轩中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

为了探明碳源组成对化学气相渗透(CVI)制备的炭/炭复合材料密度分布及结构的影响,本文分别以丙烯(C3H6)单一碳源、丙烯/乙炔(C3H6/C2H2)混合碳源为原料,N2为稀释气体,针刺整体炭毡为预制体,在自制CVI炉中980℃负压工艺条件下制备了炭/... 详细信息

为了探明碳源组成对化学气相渗透(CVI)制备的炭/炭复合材料密度分布及结构的影响,本文分别以丙烯(C3H6)单一碳源、丙烯/乙炔(C3H6/C2H2)混合碳源为原料,N2为稀释气体,针刺整体炭毡为预制体,在自制CVI炉中980℃负压工艺条件下制备了炭/炭复合材料。分析了碳源组成对炭收率及所制备试样密度分布的影响,并采用偏光光学显微镜、拉曼光谱对其组织结构进行了表征。研究结果表明:相同条件下,C3H6/C2H2较C3H6的炭收率高,所制备的炭/炭复合材料内外密度梯度较小,热解炭定向度高。

关键词：混合碳源炭炭复合材料化学气相渗透热解炭

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阳离子抗菌聚合物

化学进展 2019年第9期31卷 1263-1282页

作者：梁敬时曾佳铭李俊杰佘珏芹谭瑞轩刘博长沙理工大学材料科学与工程学院长沙410114 国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室长沙410073

阳离子抗菌聚合物,作为一种新型抗菌材料,具有独特的抗菌机理和高效的抗菌活性,并且能有效解决细菌耐药性问题,引起了人们的广泛关注。阳离子抗菌聚合物具有有效的抗菌活性,其抗菌活性受到亲疏水平衡、分子质量、烷基链长度和阴离子等... 详细信息

阳离子抗菌聚合物,作为一种新型抗菌材料,具有独特的抗菌机理和高效的抗菌活性,并且能有效解决细菌耐药性问题,引起了人们的广泛关注。阳离子抗菌聚合物具有有效的抗菌活性,其抗菌活性受到亲疏水平衡、分子质量、烷基链长度和阴离子等因素的影响。抗菌活性是评价抗菌剂优劣的重要因素之一,了解和掌握影响抗菌活性的因素,对于优化或开发更安全、更高效的阳离子抗菌聚合物具有重大意义。本文总结了通过不同作用方式作用于细菌的多种抗菌策略,依据影响阳离子抗菌聚合物抗菌活性的因素,总结包括天然阳离子抗菌聚合物、季铵盐类聚合物、N-卤代胺类聚合物、膦盐和锍盐类聚合物、胍盐类聚合物和抗菌水凝胶的研究进展。最后,对阳离子抗菌聚合物面临的挑战和未来发展方向进行了讨论。

关键词：阳离子抗菌聚合物抗菌机理抗菌活性生物相容性

狭缝法化学气相沉积石墨烯:合成,形貌与结构

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新型炭材料 2018年第6期33卷 522-528页

作者：樊姝婧谭瑞轩谢翔旻张明瑜黄启忠中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

控制石墨烯成核密度和石墨烯层数一直是生长单晶石墨烯的重要问题。本文采用一种改进的化学气相沉积法,在中压状态下(5. 5 Torr),以自制石墨模具(狭缝)为生长石墨烯的反应容器,制备出了成核密度低的单层石墨烯。利用扫描电镜和拉曼光谱... 详细信息

控制石墨烯成核密度和石墨烯层数一直是生长单晶石墨烯的重要问题。本文采用一种改进的化学气相沉积法,在中压状态下(5. 5 Torr),以自制石墨模具(狭缝)为生长石墨烯的反应容器,制备出了成核密度低的单层石墨烯。利用扫描电镜和拉曼光谱仪对石墨烯的形貌和结构进行了表征,并研究了在1 253 K时以甲烷为碳源,不同沉积时间对石墨烯形貌的影响。结果表明,在V_(CH_4)∶V_(H_2)=1∶15、沉积时间为20 min条件下获得单层石墨烯。随着沉积时间的延长,获得的石墨烯尺寸变大,但层数增多。

关键词：石墨烯化学气相沉积狭缝石墨烯成核密度形貌

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采用微正压CVD法制备块体各向同性热解炭

中南大学学报（自然科学版） 2011年第3期42卷 600-604页

作者：李建青满瑞林谢志勇谭瑞轩黄启忠中南大学化学化工学院湖南长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

以丙烯作为碳源气体,氮气和氢气作为载气和稀释气体,采用自行设计的化学气相沉积(CVD)炉,设计特殊的发热体,利用微正压化学气相沉积法制备块体各向同性热解炭材料。对制备的材料取样分析,利用排水法测量样品的表观密度;通过金相显微镜... 详细信息

以丙烯作为碳源气体,氮气和氢气作为载气和稀释气体,采用自行设计的化学气相沉积(CVD)炉,设计特殊的发热体,利用微正压化学气相沉积法制备块体各向同性热解炭材料。对制备的材料取样分析,利用排水法测量样品的表观密度;通过金相显微镜表征材料的组织结构和表面形貌;利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜表征材料的微观结构和断口特征。提出了一种新的各向同性热解炭的沉积机理即电磁场流态化沉积机理。研究结果表明:在1 000～1 300℃沉积10～40 h,可得到密度为1.73～1.93 g/cm3、厚度为5～15 mm的各向同性热解炭材料块体,主要由球形颗粒状热解炭组成,结构致密,孔隙较少,分布均匀,热解炭颗粒之间产生融并现象。

关键词： CVD 各向同性炭沉积机理

沉积温度对甲基硅烷CVD-SiC涂层微观结构和烧蚀性能的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年

作者：胡祥龙罗骁杨鑫谭瑞轩黄启忠中南大学轻质高强结构材料国防科技重点实验室湖南大学湖南省先进炭材料及应用技术重点实验室

采用MS为气源，在不同的温度下，对石墨表面进行SiC涂层，系统研究了沉积温度对CVD-SiC涂层的沉积速率、微观结构和抗烧蚀性能的影响规律。实验表明：MS为沉积气源在1000 ℃时其SiC沉积速率为50～120 μm/h，远高于以MTS为气源的沉积速... 详细信息

采用MS为气源，在不同的温度下，对石墨表面进行SiC涂层，系统研究了沉积温度对CVD-SiC涂层的沉积速率、微观结构和抗烧蚀性能的影响规律。实验表明：MS为沉积气源在1000 ℃时其SiC沉积速率为50～120 μm/h，远高于以MTS为气源的沉积速率（5～10 μm/h）。当沉积温度较低（900-1000 ℃）时，MS所制备的SiC涂层整体光滑平整，呈现球形的紧密堆积形貌；沉积温度较高（1100-1200 ℃）时，SiC涂层呈现不规则的菜花状颗粒堆积形貌，且微晶尺寸明显增大；当沉积温度1000 ℃时，SiC涂层具有合适的致密性、粗糙度以及尺寸均匀的微观结构，同时该涂层经2300 ℃等离子烧蚀80 s后，其质量烧蚀率和线性烧蚀率分别为0.0096 mg/s和0.375 μm/s，显示出优异的抗烧蚀性能。本研究有望为MS体系的CVD-SiC涂层工艺提供一定的理论基础和技术支撑。

关键词：甲基硅烷化学气相沉积 SiC涂层沉积温度微观结构烧蚀性能

碳源对微正压ICVI炭/炭复合材料的密度和结构的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2008年第6期39卷 1201-1206页

作者：黄启忠刘立海谢志勇周乐平谭瑞轩郭俊中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

分别采用石油液化气和丙烯作为碳源、氮气作为载气、针刺毡作为多孔预制体,在微正压ICVI沉积炉中制备炭/炭复合材料,沉积温度为820～970℃,每个样品均沉积120h。研究不同的碳源对材料增密、密度均匀性和显微结构的影响,采用偏光显微镜... 详细信息

分别采用石油液化气和丙烯作为碳源、氮气作为载气、针刺毡作为多孔预制体,在微正压ICVI沉积炉中制备炭/炭复合材料,沉积温度为820～970℃,每个样品均沉积120h。研究不同的碳源对材料增密、密度均匀性和显微结构的影响,采用偏光显微镜和扫描电镜观察热解炭的显微结构和沉积表面形貌,采用排水法测量材料的密度。研究结果表明,在不同碳源条件下,材料的密度都随沉积温度的升高先增加后减小,热解炭均为中等织构,但是,其微观组织形貌存有差别;以石油液化气作为碳源,在940℃沉积密度达到1.53g/cm3,样品内外存在0.022g/cm3密度梯度,沉积表面形貌粗糙、有球状的凸起;丙烯作为碳源,在880℃沉积密度达到1.51g/cm3,样品内外存在0.036g/cm3密度梯度,沉积表面光滑。

关键词：微正压ICVI 炭/炭复合材料碳源热解炭

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铜基粉末冶金摩擦材料的湿式摩擦性能

中南大学学报（自然科学版） 2008年第3期39卷 517-521页

作者：王秀飞黄启忠尹彩流谭瑞轩宁克焱吴才成中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083 广西民族大学物理与电子工程学院广西南宁530006 中国北方车辆研究所车辆传动国家重点实验室北京100072

采用粉末冶金方法制备铜基湿式摩擦材料,利用金相技术分析材料表面的微观结构,并用MM-1000摩擦试验机研究制动条件对动摩擦因数影响的变化规律。研究结果表明:添加短切炭纤维增强的材料能有效提高材料的能量许用负荷和摩擦因数;摩擦副... 详细信息

采用粉末冶金方法制备铜基湿式摩擦材料,利用金相技术分析材料表面的微观结构,并用MM-1000摩擦试验机研究制动条件对动摩擦因数影响的变化规律。研究结果表明:添加短切炭纤维增强的材料能有效提高材料的能量许用负荷和摩擦因数;摩擦副的制动速度为1 500 r/min和2 500 r/min时,摩擦因数随制动压力的增加而减小;摩擦副的制动速度为3 500 r/min时,摩擦因数随制动压力的增大呈现先降低而后增大的趋势;当制动压力为1.0 MPa和1.5 MPa时,摩擦因数随制动速度的提高而缓慢减小;当制动压力为2.0 MPa和2.5 MPa时,摩擦因数随制动速度的增加呈现先减小而后急剧增大的趋势。

关键词：粉末冶金湿式摩擦材料铜基短切炭纤维摩擦性能