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载气对炭/炭复合材料沉积速率、体密度和微观结构的影响

分别采用H2和CO2作为载气,CH4为前躯体,通过等温化学气相渗积制备炭/炭复合材料,通过偏光显微镜、拉曼光谱、X射线衍射和透射电镜对材料微观结构表征以及渗积过程密度变化,研究载气对沉积速率、体密度和微观结构的影响规律。结果表明：在渗积前50 h,CH4-H2体系的沉积速率明显大于CH4-CO2体系,但在其余渗积时间里,CH4-H2体系的沉积速率小于CH4-CO2体系。当载气从H2变成CO2时,复合材料的体密度从1.626 g/cm3增加到1.723 g/cm3,最大径向密度梯度从0.074 g/cm3减小到0.056 g/cm3。同时,基体炭从纯的粗糙体炭转变为杂化粗糙体炭含有过度生长锥,且平均石墨化度从62.7%下降到50.8%。这些显著的变化是由于CO2的氧化作用降低了表面沉积速率,却没有降低孔内沉积速率,同时大量的缺陷形成于层状石墨烯结构中导致形成过度生长锥,降低了热解炭织构。

关键词: 炭/炭复合材料 , 微观结构 , 化学气相渗积 , 载气

紫外光/潮气双重固化聚氨酯杂化树脂的制备及其性能研究

梁红波 , 郝名扬 , 管静 , 熊磊 , 施文芳

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2008.01.001

以TDI、PEG400、KH550、HEA和环氧氯丙烷为原料,合成了紫外光/潮气双重固化聚氨酯杂化树脂,红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)结果证明成功合成了预期产物.以其为预聚物,配制光/潮气双重固化涂料,对涂层的固化工艺和基本性能进行研究,结果表明涂层在30 s内光固化完全,经过100 h潮气固化后,涂层的硬度、附着力有明显提高,同时热稳定性能也有明显提高.

关键词: 光/潮气双重固化 , 聚氨酯 , 杂化树脂 , 热重分析

纤维种类对炭/炭复合材料微观结构和力学性能的影响

郝名扬 , 罗瑞盈 , 向巧 , 侯振华 , 杨威 , 商海东

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(14)60149-9

采用6K的预氧丝和炭纤维制备预制体，通过化学气相渗积制备炭/炭复合材料。通过偏光显微镜、拉曼光谱、纳米硬度和三点弯曲等手段研究其微观结构和力学性能。结果表明，预氧丝复合材料的基体为暗层和粗糙层炭，厚度分别为1.4ˉ2.6μm和10.2ˉ11.6μm；而炭纤维复合材料的基体为光滑层和粗糙层炭，厚度分别为8μm和4.4μm；预氧丝纤维的模量和硬度明显小于炭纤维，同时基体的模量和硬度随消光角的增加而降低；低模量的基体和纤维导致预氧丝复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和模量分别降低了14.5%ˉ24.2%、9.7%ˉ19.8%、7.3%ˉ15.4%和15.1%ˉ18.6%；但其韧性指数却提高了224%ˉ235%，这是高含量的粗糙层炭和纤维的石墨化收缩所致；同时提出了一个三单元复合模型用来模拟复合材料的拉伸模量，模拟误差小于9.9%。

关键词: 炭/炭复合材料 , 微观结构 , 力学性能 , 化学气相渗积

纳米TiO2/白氟聚氨酯复合涂层的制备及抗老化性能研究

管静 , 梁红波 , 郝名扬 , 陈雅铭 , 熊磊 , 钟卫

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.01.011

为了改善纳米TiO2的分散性以及增强聚氨酯涂层的抗老化性能,在硅烷偶联剂改性纳米TiO2的基础上,接枝上甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物,制得微胶囊纳米TiO2粉体,并借助于FT-IR、SEM表征复合粒子结构和形貌.用改性后的金红石型纳米TiO2制备TiO2/白氟聚氨酯复合涂层,利用人工加速老化的方法,在老化前后不同阶段测试纳米复合涂层的基本性能.试验结果表明:TiO2的添加能提高复合涂层的抗老化性能,且当TiO2添加量为3%时,其基本性能最佳,抗老化性能最好.

关键词: 纳米复合涂料 , TiO2 , 抗老化 , 聚氨酯涂层

炭基体种类对炭/炭复合材料内耗行为的影响

杨威 , 罗瑞盈 , 侯振华 , 张铀 , 商海东 , 郝名扬

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(16)60009-4

通过化学气相沉积( CVI)和化学气相沉积与先驱体转化结合( CVI+PIP)的方法，制备了三种不同炭基组织结构的炭/炭复合材料。三种基体分别是光滑层基体( SLC)、粗糙层基体( RLC)和混合双基体( DMC)(过度生长锥基体+呋喃树脂炭基体)。对这三种复合材料样品进行微观组织结构和动态力学性能表征。结果表明，内耗主要来源于炭基体缺陷的运动、纤维/基体界面的滑移和炭平面的滑移。复合材料的内耗对于温度和振幅变化非常敏感，但频率的变化对复合材料的的内耗影响不大。混合双基体具有最高的缺陷密度和最高的内耗，粗糙层基体具备较完美的炭平面和最低的内耗。炭基体的微观组织结构是影响内耗的关键因素，由于光滑层基体、粗糙层基体和混合双基体的微观结构的区别，导致在不同基体中出现了不同的内耗行为。在室温状态下，基体中缺陷和纤维/基体的界面的运动可能是影响内耗的主要因素，随着温度的升高，内耗的贡献可能主要来源于炭平面的滑移，而且我们还发现动态模量与缺陷密度存在一定关联。

关键词: 炭/炭复合材料 , 致密化工艺 , 力学性能 , 内耗

GPS 监测系统在西郝庄矿采空区治理中的应用

董华兴 , 李淑霞 , 孙帅

黄金 doi:10.11792/hj20130711

采空区是引起地表塌陷、恶化矿山开采条件的严重安全隐患，对不明采空区的精细探测技术、治理技术及安全监测装备与预警技术的开发研究，是复杂条件下矿山安全高效开采迫切需要解决的重大课题。以西郝庄矿为工程背景，介绍了采空区地表GPS监测系统及沉降监测方案；通过在地表合理设置若干个监测点，利用所安装的监测系统来监视裂缝区域和地表沉降区域的动态演变过程，并将监测信息发送到监控室；通过布点监测，及时预测地压来临时间，为预警决策和矿山及时撤出处于危险区人员提供依据，实现矿山安全生产，具有一定的推广意义。

关键词: 采空区 , 地表塌陷 , GPS监测 , 观测点 , 基准点 , 预警