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C／C复合材料Ta2O5-TaC／SiC抗氧化抗烧蚀涂层研究

姚栋嘉 , 李贺军 , 付前刚 , 陶珺 , 王永杰

中国材料进展

采用包埋法和低压化学气相沉积（CVD）法在碳／碳（C／C）复合材料表面依次制备了Ta2O5-TaC内涂层和SiC外涂层，用X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）及电子能谱（EDS）对涂层的相组成、微观形貌和元素组成进行了分析，研究了涂覆涂层后C／C复合材料在1500℃静态空气中的防氧化性能及在氧-乙炔烧蚀中的抗烧蚀性能。结果表明：采用两步法制得的Ta2O5-TaC／SiC复合涂层结构致密，该复合涂层有效提高了C／C复合材料的抗氧化和抗烧蚀性能；Ta2O5-TaC／SiC复合涂层在1500℃静态空气环境下可对C／C复合材料有效保护100h以上；涂层试样在氧乙炔烧蚀环境中烧蚀60S表明涂层可将C／C复合材料的线烧蚀率降低47．07％。质量烧蚀率降低29．20％。

关键词: C/C复合材料 , CVD-SiC涂层 , Ta2O5-TaC涂层 , 抗氧化 , 抗烧蚀

低压沉积温度对MoSi₂涂层微观结构与性能影响

吴恒 , 李贺军 , 王永杰 , 付前刚 , 何子博 , 魏建锋

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00392

以SiCl₄和H₂为原料，采用低压化学气相沉积（LPCVD）渗硅法在Mo基体表面原位反应制备了MoSi₂涂层，研究了沉积温度对MoSi₂涂层微观形貌、物相组成、沉积速率、涂层的硬度、涂层与基体结合强度的影响. 研究结果表明：在1100~1200℃下制备的涂层结构致密，由单一MoSi₂组成，沉积速率、涂层的硬度以及与基体的结合强度均表现为増加的趋势；当沉积温度高于1200℃，涂层出现开裂现象，由游离Si和MoSi₂两相组成，涂层沉积速率、硬度和结合强度均出现下降的趋势. 1100℃以下沉积的主要控制步骤为Si与Mo反应，而1100℃以上Si在涂层中的扩散对沉积过程起控制作用.

关键词: LPCVD , MoSi₂ coatings , microstructures , properties , deposition temperature

低压化学气相沉积MoSi_2涂层微观结构及氧化性能

吴恒 , 李贺军 , 王永杰 , 付前刚 , 魏建锋 , 王海鹏

材料科学与工艺

为了防止Mo合金的高温氧化,本研究采用低压化学气相沉积技术在Mo合金表面制备MoSi2抗氧化涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等分析手段,对涂层的微观结构进行了研究,测试了涂层的抗氧化和抗热震性.结果表明：MoSi2涂层结构致密,仅有少量微裂纹存在,表现出良好的抗热震和抗氧化性能;经20次1300℃-室温循环热震实验后,涂层未出现开裂与脱落现象;涂层试样在1300℃氧化气氛下氧化180 h,失重率小于0.83%,分析揭示了涂层试样氧化失重的主要原因为氧扩散通过涂层与Mo基体发生反应,生成极易挥发的MoO、MoO2、MoO3,氧在涂层中的扩散速率决定了涂层的失重速率.

关键词: 低压化学气相沉积法 , MoSi2涂层 , 微观结构 , 抗氧化

CVD方法生长平面和曲面块状多晶硫化锌

王和明 , 蔡以超 , 杨曜源 , 东燕萍 , 王永杰 , 闫泽武

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2000.01.006

采用化学气相沉积方法成功地生长出硫化锌多晶红外光学材料.加工后的成品多晶硫化锌尺寸为直径150mm,厚度为6mm;既有曲面的整流罩,又有平面窗口,蒸镀多层防反膜.由于采用了自制的活性硫化氢为原料,以及较好的工艺生长条件,生长的硫化锌红外光学材料长波透射比达到理论值75%.镀多层防反膜以后,中、长红外波段透过率均有所提高,但镀膜技术还有待改进.文中对硫化锌的透过曲线进行了分析与比较,结果表明我们生长的硫化锌杂质较少,是红外透过率高的原因.文中还测试了硫化锌的其它主要性能.

关键词: CVD , 硫化锌 , 红外材料 , 块状多晶 , 红外光谱

层柱状粘土催化合成乙二醇单烷基醚乙酸酯

王永杰 , 李文钊

催化学报

为了克服均相催化剂在用于制备各种重要化学品中的一些困难,层柱粘土催化剂在活性、选择性、重复使用性及经济方面已经证明是非常有利的.由活性白土经硫酸和铝盐进行化学处理,然后在100～400℃焙烧制得了催化剂,考察了醇醚与乙酸的醇化活性并对催化剂进行了表征.结果表明,层柱粘土具有很高的催化活性.活化过的层柱粘土催化剂可以重复使用,柱撑作用增大了层柱粘土催化剂的Lewis酸位及少量Bronsted酸位的数量和强度.为了获得良好的层柱粘土催化剂,热处理过程是非常重要的.

关键词: 层柱粘土 , 乙二醇单烷基醚 , 乙酸 , 酯化反应 , 热处理

C/C复合材料SiC涂层强冲蚀环境的烧蚀性能研究

姚栋嘉 , 李贺军 , 张守阳 , 李克智 , 王永杰

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.17

采用低压化学气相沉积法在碳纤维增强碳基(C/C)复合材料表面制备了碳化硅(SiC)涂层,借助XRD与SEM对SiC涂层的微观结构进行了分析,采用划痕仪测试了SiC涂层的结合力,研究了涂覆涂层后的C/C复合材料在强冲蚀条件下的烧蚀性能,分析了SiC涂层在强冲蚀条件下的失效机理.结果表明:LPCVD法制备的SiC涂层结构完整,无裂纹,无缺陷;涂层的结合力较弱,为5N;C/C复合材料烧蚀600s后涂层大部分区域保持完好,冲刷最强位置涂层遭到破坏;机械剥蚀是在强冲蚀条件下SiC涂层失效的主要原因.

关键词: 炭/炭复合材料 , 碳化硅涂层 , 抗烧蚀

焙烧的水滑石上醇类选择性乙氧基化合成三乙二醇单乙醚

王永杰

催化学报

以焙烧的水滑石(Mg/Al摩尔比为3)为催化剂,通过二乙二醇单乙醚和环氧乙烷(二者摩尔比为5)的乙氧基化反应合成了三乙二醇单乙醚. 在500 ℃焙烧2 h的水滑石上三乙二醇单乙醚的选择性可达94.6%. 焙烧后的水滑石碱性增强,比表面积增大,并含有大量的微孔,对串联式乙氧基化反应具有选择性催化作用. 催化剂经回收处理后可重复使用6次以上.

关键词: 水滑石 , 醇 , 二乙二醇单乙醚 , 环氧乙烷 , 乙氧基化 , 三乙二醇单乙醚

真空电弧炉升降机构的ANSYS优化设计

张以忱 , 王德志 , 王永杰 , 魏永秋

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.01.009

关键词:

离子辅助沉积法制备纳米TiO2光催化薄膜

王永杰 , 付勇 , 李智超 , 杨宏杰 , 王统领

材料导报

利用离子辅助沉积工艺在玻璃基板上制备了纳米TiO2薄膜,考察了离子源电压和电流的变化对TiO2薄膜晶体结构、光催化活性和光学等特性的影响.结果表明,离子辅助沉积法制备的TiO2薄膜具有好的锐钛矿型晶体结构和高的光催化活性,其晶粒尺寸随着离子源能量的增大而减小.在离子源电压和电流为600V和1200mA时所制备的TiO2薄膜具有最好的光催化活性,对亚甲基蓝水溶液的降解率达到了92.3%.

关键词: 离子辅助沉积(IAD) , TiO2 , 锐钛矿 , 光催化

窄分布聚乙二醇的合成及动力学研究

王永杰 , 李文钊

催化学报

研究了氢氧化钡催化剂在合成聚乙二醇反应中的应用,考察了聚乙二醇的气相色谱分析方法.结果表明,氢氧化钡是合成窄分布聚乙二醇的有效催化剂,在一定的条件(n(E)/n(G)≈3.3,θ=135～155℃,p=0.2～0.3 MPa)下,可以得到3～5甘醇73.10%.从动力学角度设计出聚乙二醇分子量的分布模型,引入分布常数C,从理论上阐明选择适宜的催化剂是合成窄分布聚乙二醇的关键.

关键词: 聚乙二醇 , 窄分布 , 氢氧化钡