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SiC/C功能梯度材料的设计、制备及性能

宇航材料工艺 2006年第Z1期36卷 60-65页

作者：张国兵郭全贵刘朗史景利宋进仁中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室

采用粉末冶金法中的叠层法在2 000℃、40 MPa的热压烧结条件下制备了几类不同层数及成分分布指数的SiC/C功能梯度块体材料(FGM).所得样品的结构扫描图表明材料总体梯度特征显著,相比四层FGM样品,八层(SF8)FGM样品梯度过渡趋于连续,其不... 详细信息

采用粉末冶金法中的叠层法在2 000℃、40 MPa的热压烧结条件下制备了几类不同层数及成分分布指数的SiC/C功能梯度块体材料(FGM).所得样品的结构扫描图表明材料总体梯度特征显著,相比四层FGM样品,八层(SF8)FGM样品梯度过渡趋于连续,其不同层间层界面相对模糊化,界面处的结合性能良好,与最初设计相吻合;500℃～室温循环淬水实验表明,采用参数优化设计的SF8(P=0.6)FGM有效地缓和了内部热应力,具有良好的抗热震性能.

关键词： SiC/C复合材料功能梯度材料抗热震性能热压烧结微观结构

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沥青组分对碳纤维径向结构影响的研究

化工新型材料 2011年第12期39卷 100-102页

作者：刘均庆史景利魏兴海郭全贵刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室太原030001 中国科学院研究生院北京100049

采用混合各向同性、各向异性沥青的物理改性方法,得到混合沥青作为纺丝原料,经纺丝、不熔化、炭化得到不同径向结构的碳纤维。通过流变仪分析、SEM表征,研究沥青混合料的流变性及其对沥青碳纤维径向结构的影响,结果表明:在纺丝温度区间... 详细信息

采用混合各向同性、各向异性沥青的物理改性方法,得到混合沥青作为纺丝原料,经纺丝、不熔化、炭化得到不同径向结构的碳纤维。通过流变仪分析、SEM表征,研究沥青混合料的流变性及其对沥青碳纤维径向结构的影响,结果表明:在纺丝温度区间内,各向同性沥青的加入增加了沥青的黏度,使碳纤维径向辐射结构减弱;各向异性沥青的加入同样增加了沥青的黏度,但是并没有改变碳纤维辐射型径向结构。XRD结果表明:各向异性沥青微晶结构的有序性是造成碳纤维径向辐射结构的主要原因。

关键词：中间相沥青碳纤维径向结构各向同性沥青

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黏结剂含量对碳基材料性能和结构的影响

宇航材料工艺 2007年第4期37卷 27-30页

作者：缪清学郭全贵史景利宋进仁刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室

以沥青焦、炭黑、人造石墨粉为骨料,以硫改性沥青为黏结剂,通过浆涂混合冷压炭化工艺,制备了一系列碳基体材料。考察了黏结剂含量对碳材料的物理性能和微观结构的影响。结果表明,碳材料的物理性能和微观结构与黏结剂含量有重要的关系;... 详细信息

以沥青焦、炭黑、人造石墨粉为骨料,以硫改性沥青为黏结剂,通过浆涂混合冷压炭化工艺,制备了一系列碳基体材料。考察了黏结剂含量对碳材料的物理性能和微观结构的影响。结果表明,碳材料的物理性能和微观结构与黏结剂含量有重要的关系;随黏结剂含量的增加,材料的密度和强度呈增大的趋势,而开孔率则逐渐下降;当黏结剂质量分数为44%时,材料的弯曲强度和压缩强度分别达到42.6 MPa和187 MPa;当黏结剂质量分数超过44%时,材料在炭化过程中破裂。这些变化可归因于黏结剂与骨料颗粒在热混捏和炭化过程中的相互作用机理。

关键词：碳材料改性沥青开孔率孔径分布

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高强度中间相沥青基泡沫碳的制备及性能

宇航材料工艺 2009年第6期39卷 37-41页

作者：李四中宋燕史景利刘朗郭全贵中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室太原030001 中国科学院研究生院北京100039

以中间相沥青为原料,通过加入中间相碳微球和溶剂抽提两种方法对中间相沥青进行改性,实现了对中间相沥青基泡沫碳的微观结构的调控,对两种方法进行了对比讨论。结果表明,改性后沥青制备的泡沫碳的裂纹数量较少,长度较短,并且泡沫碳的孔... 详细信息

以中间相沥青为原料,通过加入中间相碳微球和溶剂抽提两种方法对中间相沥青进行改性,实现了对中间相沥青基泡沫碳的微观结构的调控,对两种方法进行了对比讨论。结果表明,改性后沥青制备的泡沫碳的裂纹数量较少,长度较短,并且泡沫碳的孔径较小;加入55%中间相碳微球的沥青制备的泡沫碳的炭化(1573K)后的压缩强度高达26.2MPa,在2873K石墨化后强度达到17.7MPa,热导率为41.4W/(m.K)。利用甲苯抽提后的沥青得到的泡沫碳在炭化(1573K)后强度高达30.0MPa,在2873K石墨化后强度达到9MPa,热导率达到80W/(m.K)。

关键词：泡沫碳中间相碳微球甲苯抽提结构调控压缩强度

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中间相沥青碳纤维径向辐射结构形成机理研究

化工新型材料 2011年第2期39卷 84-87页

作者：刘均庆史景利高晓晴郭全贵刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室太原030001 中国科学院研究生院北京100049

中间相沥青碳纤维(MPCF)由于沥青分子沿轴向高度取向,其径向结构容易呈现辐射状态。为研究辐射形成机理,研究了相同的不熔化沥青纤维在不同炭化温度下得到的中间相沥青碳纤维的径向结构。通过SEM,DSC,XRD,FT-IR以及强度测试表征发现,在... 详细信息

中间相沥青碳纤维(MPCF)由于沥青分子沿轴向高度取向,其径向结构容易呈现辐射状态。为研究辐射形成机理,研究了相同的不熔化沥青纤维在不同炭化温度下得到的中间相沥青碳纤维的径向结构。通过SEM,DSC,XRD,FT-IR以及强度测试表征发现,在不熔化纤维和较低炭化温度得到的碳纤维内部沥青分子通过含氧官能团交联,结构致密,辐射状结构不明显。随着炭化温度的升高,碳纤维内部含氧官能团分解,在600℃时纤维内部沥青分子发生芳构化、环化等反应,芳香平面分子连接构成碳网面。温度继续升高,碳网面逐渐堆积,微晶结构优化,形成条带状的辐射结构,当炭化温度达到900℃时碳纤维内部形成完全的层状条带结构。受到碳网面的收缩应力作用,这一过程中始终伴随纤维直径的收缩和辐射结构的强化。

关键词：中间相沥青碳纤维炭化辐射劈裂

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石墨基体电泳沉积法制备SiC涂层

宇航材料工艺 2008年第4期38卷 51-54页

作者：赵文涛史景利郭全贵宋进仁刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室

采用电泳沉积法在石墨基体上涂敷SiC。通过对SiC悬浮液外部参数的控制,得到沉积时间、电压、添加剂量、固含量对沉积状况的影响。通过正交试验得到优化条件并在优化条件下制备样品,经烧结处理即得石墨的SiC涂层。用SEM观察涂层的微观结... 详细信息

采用电泳沉积法在石墨基体上涂敷SiC。通过对SiC悬浮液外部参数的控制,得到沉积时间、电压、添加剂量、固含量对沉积状况的影响。通过正交试验得到优化条件并在优化条件下制备样品,经烧结处理即得石墨的SiC涂层。用SEM观察涂层的微观结构,XRD用于烧结前后的相鉴定。结果表明,石墨基体上电泳沉积法制备均匀的SiC涂层简便可行。涂层为颗粒的物理堆积且存在孔隙,在实验烧结条件下SiC没有发生相变。

关键词：电泳沉积 SiC 石墨

静态化学气相沉积法制备SiC纤维的拉伸强度分布研究

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化工新型材料 2012年第12期40卷 117-120页

作者：赵松史景利魏兴海闫曦郭全贵刘朗中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室太原030001 中国科学院研究生院北京100049

以沥青基炭单丝为基体,一甲基三氯硅烷为前驱体,使用静态化学气相沉积工艺,在1473K,常压环境下制备了SiC纤维。使用电子万能试验机测试了同一批次纤维的拉伸强度,结果表明其为双峰直方图分布。使用光学显微镜和扫描电子显微镜对纤维的... 详细信息

以沥青基炭单丝为基体,一甲基三氯硅烷为前驱体,使用静态化学气相沉积工艺,在1473K,常压环境下制备了SiC纤维。使用电子万能试验机测试了同一批次纤维的拉伸强度,结果表明其为双峰直方图分布。使用光学显微镜和扫描电子显微镜对纤维的形貌结构进行了表征。沿着反应器方向,不同区域的纤维依次表现为颗粒状、球状、平滑和倒圆锥结构。这些结构的差别导致了纤维力学强度的双峰分布。对沉积机制的分析表明,物料损耗效应和反应器两端的流场稳定性是影响纤维结构的主要因素。

关键词：化学气相沉积碳化硅纤维微观结构

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SiC梯度涂层的制备及其氧化行为研究

广东化工 2007年第10期34卷 25-28页

作者：赵娟王贵刘朗郭全贵广东海洋大学工程学院广东湛江524024 中国科学院山西煤炭化学研究所炭材料重点实验室山西太原030001

采用料浆烧结法在石墨表面制备SiC抗氧化涂层。研究涂层在1200℃、1300℃和1400℃高温下的氧化行为。结果表明,该涂层系统在1200℃具有较佳的抗氧化性能,在空气中氧化10 h,其重量的损失率仅为0.36%;随着氧化温度的提高,涂覆试样的抗氧... 详细信息

采用料浆烧结法在石墨表面制备SiC抗氧化涂层。研究涂层在1200℃、1300℃和1400℃高温下的氧化行为。结果表明,该涂层系统在1200℃具有较佳的抗氧化性能,在空气中氧化10 h,其重量的损失率仅为0.36%;随着氧化温度的提高,涂覆试样的抗氧化性能降低,并从微观结构上分析和解释此涂层在不同氧化温度下的氧化行为。

关键词：石墨氧化涂层

M-GO/SA/SIR导热界面材料的制备及其性能

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材料科学与工程学报 2019年第6期37卷 896-899,915页

作者：冯静王宏宝何钊刘占军陶则超郭全贵中国科学院大学北京100049 中国科学院炭材料重点实验室中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001

采用液相吸附法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)与硬脂酸(SA)复合相变材料m-GO/SA,然后将其与硅橡胶(SIR)混合成型制备出导热界面材料m-GO/SA/SIR,研究了m-GO/SA的添加量对硅橡胶导热界面材料的热性能和压缩弹性模量的影响。利用红外光谱(FT... 详细信息

采用液相吸附法制备了改性氧化石墨烯(m-GO)与硬脂酸(SA)复合相变材料m-GO/SA,然后将其与硅橡胶(SIR)混合成型制备出导热界面材料m-GO/SA/SIR,研究了m-GO/SA的添加量对硅橡胶导热界面材料的热性能和压缩弹性模量的影响。利用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)的改性机理与m-GO/SA的形貌进行表征,通过激光导热仪,差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机考察了m-GO/SA/SIR的热导率,潜热值及压缩弹性模量。结果表明:添加20mL GO水溶液(10mg/mL)的m-GO/SA相变潜热可达到131.9J/g,加入50.0wt.%m-GO/SA的m-GO/SA/SIR热导率和相变潜热值分别可达到1.049W/m·K和49.9J/g。同时,相比于纯硅橡胶,界面材料的压缩弹性模量降低了86.8%。

关键词：改性氧化石墨烯复合相变材料热性能压缩弹性模量