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质子交换膜燃料电池复合材料双极板的研究

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.04.011

以高分子预聚物为粘合剂,天然或人造石墨为导电骨料,通过模压一次成型制备质子交换膜燃料电池双极板.研究了导电骨料的组分、树脂的种类及其含量,成型温度、成型压力对双极板性能的影响.结果表明:1)导电骨料的组分、树脂的种类及其含量对制品的性能影响较大;成型温度、成型压力对制品的性能影响较小.2)人造和天然两种石墨混合组分为导电骨料的制品,其导电性能明显高于单一石墨组分的制品;乙烯基树脂为粘合剂的性能优于以邻苯基树脂为粘合剂的双极板的性能.3)使用质量分数为16 %～18 %的乙烯基树脂作粘结剂,在成型压力为10 MPa～20 MPa,成型温度为150 ℃～200 ℃时制备的复合材料双极板的电导率>300 S/cm,抗折强度>30 MPa,空气透气率为10-7 cm2/s.

关键词: 燃料电池 , 双极板 , 复合材料

碳纳米管对三种有机抗静电剂性能的改进

马强 , 周峰 , 田秋 , 唐亚平 , 李辰砂 , 卢伟哲 , 田丰

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.04.006

通过碳纳米管来改进有机抗静电剂的性能,用于聚合物抗静电纤维.碳纳米管分散在有机抗静电剂载体PR86,TS40和TS51中制成复合抗静电剂CNTs/PR86,CNTs/TS40和CNTs/TS51,与聚丙稀(PP)混纺制备CNTs/PR86/PP纤维,CNTs/TS40/PP纤维和CNTs/TS51/PP纤维.通过对摩擦静电荷的测试结果表明,含碳纳米管的有机抗静电剂相对于纯有机抗静电剂更进一步提高了丙纶纤维的抗静电能力.

关键词: 碳纳米管 , 纤维 , 摩擦静电荷 , 有机抗静电剂

在碳纳米管上负载硫化镉的研究

马强 , 周锋 , 唐亚平 , 李辰砂 , 张世骥 , 李延辉 , 唐春和

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.05.004

研究了在碳纳米管表面负载硫化镉纳米颗粒的工艺及其影响因素.研究结果表明: 使用经过酸氧化处理的碳纳米管在硫化镉溶液中与硫代乙酰胺进行反应可以在碳管表面沉积尺寸较小, 分布较致密而且均匀的硫化镉纳米颗粒.

关键词: 碳纳米管 , 硫化镉 , 纳米粒子

硫化镉纳米粒子的制备

周锋 , 马强 , 唐亚平 , 张世骥 , 李辰砂 , 梁彤祥

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.10.011

探索纳米硫化镉的制备方法,对纳米晶体形成机理、结构性能进行基础研究;分析了影响溶胶团簇性质的因素,包括体系温度、稳定剂比例、pH值和反应物用量.结果显示利用六偏磷酸钠为稳定剂,氯化镉和硫化钠为反应物在水相中反应可以制得稳定的硫化镉纳米溶胶团簇.

关键词: 纳米晶 , 硫化镉 , 六偏磷酸钠

A3-3基体石墨的氧化行为

周湘文 , 卢振明 , 李馨楠 , 张杰 , 刘兵 , 唐亚平

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(16)60010-0

采用自行搭建的热重实验平台对798~973 K温度范围内温度对A3-3基体石墨的氧化行为进行研究,氧化剂为100 mL/min的空气。不同温度下石墨试样均被氧化至失重10%~15%。结果表明,基体石墨的氧化速率( OR)随着温度的升高显著提升,温度为973 K时基体石墨的OR约为798 K时的70倍。虽然973 K时氧气供给速率与平均碳消耗速率的比值仅为4.3,但石墨OR的Arrhenius曲线依然保持了很好的线性关系,表明该温度下基体石墨的氧化机理没有发生改变。在798-973 K温度范围内,A3-3基体石墨在空气中的氧化均处于化学区,其活化能为176 kJ/mol,Arrhenius氧化方程可描述为：OR=2.9673×108·exp(-21124.8/T),单位为wt%/min。与堆内的核级结构石墨相比,基体石墨的活化能相对较低,说明基体石墨在空气中更易被氧化,这主要跟基体石墨中含有未完全石墨化的树脂炭有关。

关键词: 氧化行为 , 基体石墨 , 化学控制区 , 活化能

用于高温气冷堆的核石墨

周湘文 , 唐亚平 , 卢振明 , 张杰 , 刘兵

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(17)60116-1

自1942年首次在CP-1反应堆中使用以来,核石墨因其优异的综合性能,在核反应堆特别高温气冷堆中被广泛使用.作为第四代候选堆型之一,高温气冷堆主要包括球床堆和柱状堆两种堆型.在两种堆型中,石墨主要用作慢化剂、燃料元件基体材料及堆内结构材料.在反应堆运行中,中子辐照使得石墨的相关性能下降甚至可能失效.原材料及成型方式对于石墨的结构、性能及其在辐照中的表现起到决定性的作用.辐照中石墨微观结构及尺寸的变化是其宏观热力学性能变化的内在原因,辐照温度及剂量对于石墨的结构及性能变化起决定性作用.本文介绍了高温气冷堆中核石墨的性能要求及核石墨的生产流程,阐述了不同温度及辐照条件下石墨热力学性能及微观结构的变化规律,并对当前国内外核石墨的研究现状及未来核石墨的长期发展如焦炭的稳定供应和石墨的回收进行讨论.本文可为有志于研发用于未来我国商业化的高温气冷堆中的核石墨的生产厂家提供参考.

关键词: 核石墨 , 高温气冷堆 , 辐照 , 微观结构 , 物理、力学及热学性能