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原位聚合增密次数对C/C复合材料性能的影响

以萘为基体碳源,Lewis酸为催化剂,通过对芳烃小分子的催化缩聚建立了一种新型原位聚合C/C复合材料的增密方法.分别对两种不同密度的炭纤维增强C/C复合材料预制体进行致密化处理,研究了原位增密次数对材料体积密度、电阻率、弯曲强度和断面形貌的影响.结果表明:经过五次致密化循环,样品密度分别由原来的1.05 g/cm3和1.68 g/cm3提高到1.52 g/cm3和1.83 g/cm3,电阻率由4.44mΩ·cm和0.84mΩ·cm降至1.09 mΩ·cm和0.28 mΩ· cm,弯曲强度由26 MPa和86 MPa增至95 MPa和211 MPa,说明原位聚合增密方法非常有利于快速提高复合材料的密度和其他物理性能,是一种有前途的增密新途径.

关键词: 原位聚合 , 致密化 , 体积密度 , 电阻率 , 弯曲强度

不同长度的棒状有序介孔炭的双电层电容性能

刘娜 , 余吕强 , 陈晓红 , 廖丽芳 , 周继升 , 马兆昆 , 宋怀河

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(16)60016-1

将三嵌段共聚物P123既充当结构导向剂又作为碳源,通过硫酸处理,并采用直接炭化硅/P123复合材料的方法制备出棒状有序介孔炭,避免了传统硬模板法中需要除去昂贵的表面活性剂与反复浸渍的过程.通过改变合成参数,制备出不同长度的、从一微米到几十微米变化的棒状有序介孔炭材料.采用SEM,HR-TEM,XRD与N2吸脱附等对有序介孔炭材料的形态、结构以及孔特点进行表征,并将其作为双电层电容器的电极材料进行电化学测试,以期关联形貌、结构(尤其是棒长度)与其电化学性能的关系.结果表明在这些炭材料中,最长的介孔炭具有最高的比容量170 F/g.在2 000 mA/g电流密度下,具有双孔径的介孔炭表现出最高的容量保持率(92％).

关键词: 有序介孔炭 , 棒状 , 模板 , 三嵌段共聚物 , 超级电容器

萘和二茂铁共炭化制备纳米Fe/C材料的研究

陈学刚 , 宋怀河 , 陈晓红 , 章颂云 , 张兴英

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2000.04.002

介绍了一种Fe/C纳米复合材料的制备方法.二茂铁与萘的混合物在惰性气体(N2)保护下于420 ℃进行自升压共热解反应,反应在420 ℃停留2 h～6 h.可获得一类纳米级(20 nm～50 nm)单质铁粒子均匀分散于炭基体中的特殊复合材料.延长反应时间,炭中的金属粒子的直径略有增加.作为对其性能的评价,对该纳米复合材料的磁性能进行了测试,结果表明它在常温下表现出典型的软磁性能.

关键词: 热解 , 二茂铁 , 萘 , 纳米复合材料 , 炭

不同β树脂含量的沥青中间相炭微球的形态及其成型性能研究

高燕 , 宋怀河 , 陈晓红 , 毛义良 , 刘先龙

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.02.007

通过控制吡啶的抽提次数得到一系列不同β树脂含量的沥青中间相炭微球，并在SEM下观察其微观形态，结果表明随着抽提次数的增加，β树脂含量越来越低，并且微球分散越均匀。用这样得到的中间相炭微球在一定条件下热压成型制得各向同性炭块，生坯的弯曲强度随着β树脂含量的降低也逐渐降低，但炭化后炭块的弯曲强度随β树脂含量有一个极大值，说明要取得性能良好的整体炭块，需要有一个最佳的β树脂含量。

关键词: β树脂 , 自烧结 , 微观形态 , 成型性能

热处理对块状氧化铝气凝胶微观结构的影响

周洁洁 , 陈晓红 , 胡子君 , 孙陈诚 , 陈海坤 , 宋怀河

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.02.014

以AlCl_3·6H_2O为前驱体,无水乙醇和去离子水的混合溶液为溶剂,环氧丙烷为凝胶网络诱导荆,通过溶胶-凝胶技术制备得到溶胶,再经超临界干燥制备出块状氧化铝气凝胶.采用SEM、TEM、XRD、BET等手段,对氧化铝气凝胶在不同热处理温度下的微观结构进行了对比和分析.结果表明,氧化铝气凝胶的主要成分为多晶勃姆石相,微观结构由许多叶片状纤维堆积形成,经500和1 000℃热处理后成块性未受到明显的影响,比表面积各为429和174 m~2/g.在20～1000℃内,氧化铝气凝胶发生了由多晶态勃姆石相→γ-Al_2O_3→δ-Al_2O_3的相转变.

关键词: 块状 , 氧化铝气凝胶 , 比表面积 , 热处理

氧化钇掺杂对Al2O3块状气凝胶结构与性能的影响

周洁洁 , 陈晓红 , 宋怀河 , 胡子君 , 孙陈诚 , 姚先周

硅酸盐通报

以AlCl3·6H2O为原料,YCl3·6H2O为添加剂,采用溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制备得到氧化钇掺杂氧化铝块状气凝胶.其中掺杂含量控制在2.5wt%～30wt%Y2O3范围内.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定等测试手段对样品进行表征.结果表明:氧化钇的掺杂可以使氧化铝气凝胶在高温下维持高比表面积以及提高其在高温的热稳定性.经1000 ℃热处理后5.0wt%Y2O3-Al2O3气凝胶仍然处于无定形态,未发生相转变,比表面积仍达380～400 m2/g,比纯Al2O3气凝胶(174 m2/g)高出许多.

关键词: 氧化铝气凝胶 , 掺杂 , 热稳定性 , 比表面积

块状RF有机气凝胶的常压干燥制备及结构控制

郭康 , 刘源 , 陈晓红 , 胡子君 , 宋怀河

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.02.011

以间苯二酚和甲醛为原料,无水碳酸为催化剂,在常压干燥条件下可成功制备出具有良好纳米网络结构的RF气凝胶.采用SEM、比表面测量仪及孔径分布仪(BET)等测试手段对其结构进行了表征与测试.结果表明,通过改变R/C可以实现有机气凝胶的颗粒直径及孔洞由纳米到微米级的连续调节.此外采用常压干燥法所得到的有机气凝胶样品具有321 ～632 kg/m3的低密度,其中密度为428 kg/m3的样品的比表面积为188 m2/g.

关键词: RF气凝胶 , 常压干燥 , 比表面积

疏水SiO2气凝胶的制备及表征

王非 , 陈晓红 , 胡子君 , 宋怀河

硅酸盐通报

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂,经老化、表面疏水改性,常压干燥制备了高比表面积疏水SiO2气凝胶.用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面及孔径分布仪、热重分析仪(TG-DSC)对其疏水特性及结构进行表征.结果表明:疏水SiO2气凝胶与水的接触角达145°,在空气中的热稳定温度为269 ℃;且比表面积达1035 m2/g,具有典型的气凝胶结构特征,孔径尺寸和密度分别达9.7 nm和0.129 g/cc,骨架颗粒尺寸小于30 nm.

关键词: SiO2气凝胶 , 疏水改性 , 常压干燥

SiO2气凝胶常压干燥工艺与隔热应用进展

陈晓红 , 胡子君 , 宋怀河 , 王非

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.06.003

综述了SiO2气凝胶常压制备技术及其复合隔热材料的最新研究进展.着重介绍了提高凝胶网络基架强度、添加干燥控制化学添加剂、表面改性、降低毛细管力等几种SiO2气凝胶常压干燥工艺,并回顾了几种SiO2气凝胶复合隔热材料的应用现状.

关键词: SiO2气凝胶 , 常压干燥 , 隔热材料

水热-凝胶法ZrO2气凝胶的制备与表征

钟亮 , 陈晓红 , 宋怀河 , 胡子君 , 孙陈诚

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.01.014

以硝酸氧锆为锆源,尿素为凝胶促进剂,通过水热凝胶法结合超临界乙醇干燥,可成功制备出具有良好纳米三维网络结构的ZrO2气凝胶.采用透射电镜(TEM)、比表面积及孔隙度分析仪(BET),X射线衍射仪等测试手段对其结构进行了表征与测试.结果表明,ZrO2气凝胶主要由无定型和四方晶相组成,其比表面积为445 m2/g,孔径主要分布在5～7 nm和30～40 nm两处.

关键词: ZrO2 , 气凝胶 , 超临界干燥 , 比表面积

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