徐国忠
,
金文武
,
曾燮榕
,
邹继兆
,
熊信柏
,
黄麟
,
赵振宁
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150628
以肥煤镜质组富集物为前驱体,采用高压渗氮法制备煤基炭泡沫,研究了发泡温度、发泡压力和发泡时间对炭泡沫孔结构的影响.利用SEM观察炭泡沫的孔胞形貌,同时利用Nano Measurer分析软件统计SEM照片孔胞直径分布和孔喉直径分布以及平均孔径.结果表明:微孔塑料成核理论可以定性解释炭泡沫的孔结构变化趋势.发泡温度的升高导致成核密度增加,同时导致气体在胶质体的溶解度降低,不利于孔胞长大.发泡压力的增大导致炭泡沫的孔胞密度增加,临界成核半径降低,同时加剧了热聚合反应,导致胶质体的粘度增大,不利于孔胞长大.发泡时间的延长会使热聚合更加充分,影响胶质体粘度,进而影响孔结构.
关键词:
炭泡沫
,
孔结构
,
成核理论
,
煤
徐国忠
,
金文武
,
钟祥云
,
李绍峰
,
吴红运
,
王雨婷
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.23.007
以不同原料为主线,综述了炭泡沫制备技术的最新研究成果,并概述了炭泡沫改性及发泡机理方面取得的进展,同时对炭泡沫的应用情况进行总结.目前炭泡沫的研究热点主要集中在炭泡沫低成本制备技术、炭泡沫制备过程参数调控以及改性方法对炭泡沫性能的影响等方面.提出了整体炭泡沫制备技术存在的问题及改进思路.
关键词:
炭泡沫
,
发泡机理
,
改性
徐国忠
,
李贺军
,
刘皓
,
李妙玲
,
王闯
,
陈拂晓
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00175
利用偏振光显微镜(PLM)和高分辨透射电镜(HRTEM)从微米到纳米尺度研究了改进等温化学气相沉积(ICVI)技术制备的C/C复合材料基体热解炭织构和精细结构特征. 结果表明: 纤维周围有3层不同织构的热解炭, 由纤维向外, 分别为光滑层、粗糙层和暗层. 基体与纤维之间以及不同织构基体间的界面结合较好, 高织构热解炭内有微裂纹存在, 并且裂纹在界面处终止扩展, 或以桥连的形式扩展. 不同织构热解炭在HRTEM下晶格条纹的近程和长程的择优取向度有明显区别.
关键词:
C/C复合材料
,
texture
,
extinction angle
,
orientation angle
徐国忠
,
李贺军
,
白瑞成
,
陈拂晓
,
胡志彪
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01385
为了提高传统等温化学气相渗透(ICVI)工艺的致密化效率, 降低C/C复合材料生产成本, 本文通过减小预制体周围气体流动空间, 将传统负压ICVI工艺加以改进. 采用改进后的新型ICVI工艺, 在沉积温度1100℃、沉积压力为常压和滞留时间为0.1s的实验条件下, 以甲烷为前驱体, 氮气为稀释气体, 对纤维体积分数为28.7%的2D针刺炭毡预制体进行致密化研究, 采用偏光显微镜观察所制试样的组织结构, 测定了其三点弯曲强度, 并利用SEM观察断面形貌. 结果表明: 125h制备出密度为1.73g/cm3且密度分布均匀的C/C复合材料. 试样的组织结构为粗糙层, 弯曲强度为250.87MPa, 模量为29.29GPa, 断裂行为呈现明显假塑性.
关键词:
C/C复合材料
,
chemical vapor infiltration
,
residence time
,
rapid densification
翟言强
,
李克智
,
李贺军
,
刘皓
,
徐国忠
功能材料
通过声电沉积和氟化钠处理相结合的方法在碳/碳复合材料(C/C)表面制备含氟磷灰石生物活性涂层,采用SEM、EDAX、XRD、FTIR研究氟化钠处理前后以及氟化钠处理时间对含氟磷灰石生物活性涂层形貌、结构和组成的影响.结果表明,氟化钠处理能促使磷酸三钙向含氟磷灰石的转化,并能提高涂层的结晶度;经氟化钠处理后的涂层是HA和含氟磷灰石(FHA或FA)不同比例的混合物.随着氟化钠处理时间的延长,磷灰石(211)、(300)的衍射峰向高衍射角漂移;HA含量降低,而FHA或FA的含量升高.氟化钠处理前后其表面形貌均呈片状晶体,但涂层颗粒尺寸发生变化.当浸泡时间达48h,涂层致密,涂层氟含量为5.85%(质量分数).氟化钠处理后涂层与基体的结合强度略有增强的趋势,其结合强度最大为4.08MPa.
关键词:
碳/碳复合材料
,
声电沉积
,
氟化钠
,
含氟羟基磷灰石
徐国忠
,
李贺军
,
白瑞成
,
陈拂晓
,
黄敏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.06.012
研究了分别以甲烷和丙烯为前驱体对制备C/C复合材料的新型ICVI工艺致密化速率及组织结构和力学性能的影响.考察了密度与致密化时间之间的变化规律和密度分布,采用偏光显微镜和扫描电镜观察材料的组织结构和试样的断口形貌,利用三点弯曲实验测定材料的弯曲强度.实验结果表明:在致密化时间100h前,以甲烷为前驱体,C/C复合材料的致密化速率比丙烯为前驱体时低,100h后致密化速率发生逆转;以甲烷为前驱体所得C/C复合材料的密度梯度小,组织结构为粗糙层,弯曲强度为250.87MPa,模量为29.29GPa;而以丙烯为前驱体所得C/C复合材料的密度梯度大,组织结构为光滑层,弯曲强度为102.75MPa,模量为11.42GPa.因此,相对而言甲烷作为制备C/C复合材料的前驱体优于丙烯.
关键词:
C/C复合材料
,
前驱体
,
ICVI
,
致密化
徐国忠
,
李贺军
,
张守阳
,
陈拂晓
,
李伟
,
白瑞成
材料导报
综述了在等温、等压化学气相沉积(ICVI)工艺中前驱体种类、滞留时间(τ)、As/Vr比、前驱体分压、沉积温度以及H2在热解炭沉积中的作用对C/C复合材料快速均匀致密化的影响,重点讨论了前驱体滞留时间(τ)的精确控制对ICVI的影响.指出滞留时间(τ)不宜过长,否则会导致扩散控制.另外还特别强调As/Vr比控制着复杂的气相反应(均相反应)和表面反应(异相反应)之间的竞争过程,是调节其它参数的前提.
关键词:
碳/碳复合材料
,
前驱体
,
CVI
,
As/Vr比
王闯
,
李克智
,
李贺军
,
徐国忠
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.023
采用CVI法对短炭纤维进行表面处理,借助超声波对其进行预分散,用新型分散剂羟乙基纤维素(HEC)和超细粉硅灰对其进行分散,并研究了其在水泥基体中的分散性;在SEM电镜下观察了短炭纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的断口形貌,用炭纤维质量变动系数定量评价了短炭纤维在CFRC中的分散性.结果表明,采用CVI预处理和超声波预分散,在分散剂HEC和硅灰不同掺量下,炭纤维的分散性均得到显著改善.炭纤维的分散性随HEC掺量的增加而提高,当HEC掺量为水泥质量的0.6%、硅灰掺量为水泥质量的10%时,两种分散剂的协同作用使炭纤维质量变动系数最小,此时炭纤维在水泥基体中的分散性最理想.
关键词:
CVI
,
炭纤维水泥基
,
HEC
,
SEM
,
变动系数
黄敏
,
李克智
,
李贺军
,
付前刚
,
徐国忠
,
孙国栋
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.05.020
采用等离子喷涂法在涂覆SiC内涂层的炭/炭复合材料表面制备了Cr-Al-Si外涂层.采用XRD和SEM分析了涂层的物相组成及微观结构,并测试了复合涂层炭/炭复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:合金外涂层主要由Al3.21Si0.47、Cr3Si及Al2O3组成,厚度约为120μm,无穿透性裂纹;多孔结构单一β-SiC内涂层的防氧化能力较差,氧化10 h后涂层试样的氧化失重就接近10%,外加Cr-Al-Si涂层后,涂层试样的氧化性能显著提高,氧化61 h后试样的失重仅为5.3%.
关键词:
炭/炭复合材料
,
等离子喷涂
,
抗氧化涂层
,
Cr-Al-Si
徐国忠
,
李贺军
,
白瑞成
,
陈拂晓
,
胡志彪
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.06.017
为了提高传统等温化学气相渗透(ICVI)工艺的致密化效率,降低C/C复合材料生产成本,本文通过减小预制体周围气体流动空间,将传统负压ICVI工艺加以改进.采用改进后的新型ICVI工艺,在沉积温度1100℃、沉积压力为常压和滞留时间为0.1s的实验条件下,以甲烷为前驱体,氮气为稀释气体,对纤维体积分数为28.7%的2D针刺炭毡预制体进行致密化研究,采用偏光显微镜观察所制试样的组织结构,测定了其三点弯曲强度,并利用SEM观察断面形貌.结果表明:125h制备出密度为1.73g/cm3且密度分布均匀的C/C复合材料.试样的组织结构为粗糙层,弯曲强度为250.87MPa,模量为29.29GPa,断裂行为呈现明显假塑性.
关键词:
C/C复合材料
,
化学气相渗透
,
滞留时间
,
快速致密化
