李龙
,
曾燮榕
,
李贺军
,
熊信柏
,
谢盛辉
,
邹继兆
,
唐汉玲
稀有金属材料与工程
为揭示具有良好高温(1300～1600 ℃)抗氧化性能的SiC-Glass涂层在中低温(500～1200 ℃)条件下的氧化防护性能,对SiC-Glass涂层碳/碳(C/C)复合材料的中低温氧化行为和机制进行了系统研究.结果表明,SiC-Glass涂层C/C复合材料的中低温氧化失重服从直线规律,但氧化机制存在温度依赖性,可分为2个区段:(1) 低温区(500～800 ℃),氧化失重速率与温度服从Arrhenius关系,氧化主要受控于氧在涂层缺陷内的扩散速率;(2) 在中温区(800～1200 ℃),氧化失重速率与温度不服从Arrhenius关系,氧化过程受氧在涂层缺陷中的扩散、SiC内涂层材料的氧化、Glass外涂层的部分熔融愈合等多种因素联合控制.对比分析表明,SiC-Glass涂层的中低温抗氧化性能不及其高温抗氧化性能优异.中低温下,涂层缺陷愈合不充分是导致这一现象的主要原因.
关键词:
碳/碳复合材料
,
抗氧化涂层
,
氧化机制
李龙
,
曾燮榕
,
李贺军
,
谢盛辉
,
熊信柏
,
邹继兆
,
唐汉玲
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.05.021
采用包埋法和预涂-烧结法相结合的组合工艺在炭/炭(C/C)复合材料表面制得SiC-Glass复合涂层,并借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对该复合涂层进行了表征,研究了涂层C/C试样在不同温度下的氧化动力学规律.结果表明:复合涂层具有双层结构,包埋SiC内层由β-SiC相和少量游离硅相组成,外层由MoSi2颗粒掺杂的硼硅酸盐玻璃构成;内外层之间结合紧密;在1300～1600 ℃的空气气氛中,SiC-Glass涂层表现出良好的抗氧化性能,其氧化激活能为118.1 kJ/mol,氧化主要受控于氧在Glass层中的体扩散速率;在1600℃空气气氛中氧化65 h后,SiC-Glass涂层C/C试样的氧化失重率仅为1.02%.
关键词:
炭/炭复合材料
,
抗氧化
,
涂层
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
邹继兆
,
曾燮榕
,
熊信柏
,
黎晓华
,
唐汉玲
,
李龙
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01165
通过研究微波功率、炭纤维预制体的密度和叠层层数对预制体微波加热效果的影响, 分析了微波电场在预制体中的分布特点, 提出了炭纤维预制体的微波加热模型, 并对其损耗机制进行了探讨. 结果表明: 在(2450±50)MHz的微波波段, 炭纤维预制体能吸收微波而加热, 其损耗机制主要为偶极子极化、界面极化及电导损耗.
关键词:
炭纤维
,
microwave heating
,
temperature gradient
,
preform
唐汉玲
,
曾燮榕
,
熊信柏
,
李龙
,
邹继兆
材料科学与工程学报
采用热压烧结法制备短切碳纤维增强碳化硅(short carbon fiber reinforced SiC composite,Csf/SIC)复合材料.采用销一盘式摩擦磨损试验测试不同短切碳纤维(Csf)含量的复合材料的干摩擦磨损性能,借助扫描电镜观察其磨痕形貌,分析不同Csf体积分数对复合材料摩擦磨损性能的影响.研究表明:由于碳纤维在复合材料中具有增强基体和固体润滑的作用,以及其自身良好的热传导性和低摩擦系数,因此,Csf/SiC复合材料的摩擦系数随Csf体积分数增大而不断降低;当Csf含量在42 vol.%以内时,复合材料的磨损率比无纤维SiC材料有大幅度减少,并且随着Csf体积分数增大而降低;但当Csf含量达到53 vol.%时,由于Csf含量高,导致纤维和基体之间的结合强度有所降低,造成复合材料的磨损率急剧增大.在本文研究范围内,含30 vol.% Csf复合材料具有最佳的摩擦磨损性能.
关键词:
Csf/SiC复合材料
,
摩擦系数
,
磨损率
郭德超
,
曾燮榕
,
邓飞
,
邹继兆
,
盛洪超
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11736
通过对两种天然鳞片石墨进行微膨胀处理得到微膨石墨, 然后以微膨石墨为基体采用化学气相沉积(CVD)法于微膨石墨的孔洞结构中原位生长碳纳米管, 制备了碳纳米管/微膨石墨复合负极材料. 电化学测试结果表明两种复合材料分别具有443和477 mAh/g的首次可逆容量. 两种复合材料在0.2C倍率下循环充放电30次后容量均能保持95%以上; 在1C下循环充放电50次后, 可逆容量分别稳定在259和195 mAh/g. 微膨胀处理形成的微纳米级孔洞以及原位碳纳米管的网络结构, 提供了更多的储锂空间, 并能够有效地缓冲电极材料在充放电时的体积变化; 电解质溶液浸润在纳米孔洞中, 有利于缩短锂离子的扩散路径, 提高倍率循环性能; 同时原位生长的类似常春藤形的碳纳米管可以起到桥梁的作用, 避免“孤岛”的形成, 增强了复合材料的导电性能.
关键词:
微膨石墨; 碳纳米管; 负极材料; 倍率性能; 循环稳定性
邹继兆
,
曾燮榕
,
熊信柏
,
谢盛辉
,
唐汉玲
,
李龙
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00677
以炭毡为预制体, N2为稀释气体, 甲烷为炭源前驱体, 其分压为10kPa, 沉积温度为1100℃的工艺条件下,研究了不同的气体滞留时间(0.05、0.1、0.15、0.2s)对微波热解CVI工艺制备炭/炭复合材料的致密化速率、样品的体积密度及其密度均匀性的影响, 并对其组织结构进行了观察. 分析了气体的滞留时间对微波热解CVI工艺制备炭/炭复合材料的影响规律及组织结构的变化. 结果表明: 采用微波热解CVI工艺在1100℃90h内制备出体积密度为1.70g·cm-3的炭/炭复合材料, 在滞留时间为0.15s时预制体呈现从内到外逐步致密的规律. 同时, 随着滞留时间的延长, 热解炭的组织结构从低织构到中等织构变化.
关键词:
炭/炭复合材料
,
microwave pyrolysis CVI
,
residence time
,
densification
史小红
,
曾燮榕
,
李贺军
,
付前刚
,
邹继兆
稀有金属材料与工程
为提高碳/碳复合材料在高温下的氧化防护性能,利用包埋技术在碳/碳复合材料表面制备了TaSi2/SiC复合涂层.通过XRD、SEM和EDS分析了涂层的晶相结构和形貌特征,在1773 K的空气介质中对TaSi2/SiC涂层碳/碳复合材料进行等温氧化实验.结果表明,复合涂层厚度为200 μm,涂层中含有SiC,Si和TaSi2相,并且涂层中没有明显裂纹出现.EDS结果显示外层TaSi2相可有效地填充内层SiC涂层的空隙,使得内外两层涂层之间没有明显的界面,等温氧化实验曲线说明TaSi2/SiC复合涂层在1773 K的空气介质中可有效保护碳/碳复合材料233 h.
关键词:
碳/碳复合材料
,
涂层
,
TaSi2
,
SiC
李龙
,
曾燮榕
,
李贺军
,
邹继兆
,
唐汉玲
,
王明福
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.04.006
对二维炭/炭(2D C/C)复合材料在700 ℃～1 300 ℃温度范围内的微氧化(氧化失重率小于6 %)行为进行了研究,并采用SEM和千分尺等仪器考察了氧化前后C/C复合材料的组织结构和宏观尺度的变化,分析了微氧化对材料组织结构及试样宏观尺度(即试样的体积)的影响规律.结果表明:在700 ℃～1300 ℃温度范围内,2D C/C复合材料的微氧化行为服从线性规律,且氧化速率随温度的升高而增大.同时,随温度的升高,微氧化区域由材料的表面层区和近表面层区向材料的外表面和表面层区集中,微氧化程度加剧,而微氧化深度减小;宏观表现为试样表面处的纤维/基体界面分离明显化和纤维端头的锐化,以及C/C复合材料的体积下降.
关键词:
炭/炭复合材料
,
微氧化
,
组织结构
曾燮榕
,
邹继兆
,
钱海霞
,
熊信柏
,
黎晓华
,
谢盛辉
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(08)60033-5
以炭毡为预制体,甲烷为炭源前驱体,沉积温度为1000℃～1150℃的工艺条件下,从温度梯度,密度梯度和沉积动力学方面,研究了制备炭/炭复合材料的微波热解CVI工艺特点,分析了微波热解CVI工艺的沉积机理.结果表明:采用微波热解CVI工艺可制备出体积密度为1.84g·cm-3的炭/炭复合材料,平均致密化速率达0.063g·cm-3·h-1.温度梯度的存在,使预制体实现了从内至外逐步沉积;微波的引入,增加了纤维表面的有效活性点,提高了表面反应速率;微波对化学反应具有一定的催化作用.
关键词:
化学气相渗透
,
热解
,
扩散
,
反应动力学
