李志
,
巩前明
,
王野
,
梁吉
,
黄启忠
,
熊翔
,
易茂中
,
黄伯云
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.04.014
采用化学气相沉积(CVD)方法制备了厚度超过4 mm的定向碳纳米管(ACNTs)阵列,并以此为骨架,利用化学气相渗(CVI)工艺制备了新型的定向碳纳米管/炭(ACNT/C)复合材料.利用SEM、PLM、XRD、TGA和Raman光谱对ACNT/C复合材料进行了表征.结果表明:ACNT/C复合材料中的热解炭主要为类粗糙层(RL)结构,而在相同工艺条件下制备的炭/炭(C/C)复合材料的热解炭为典型的光滑层(SL)结构.ACNT/C复合材料晶化程度明显优于相同工艺条件下的C/C复合材料.同时,ACNT/C复合材料在空气中的热失重转变温度比相同工艺条件下制备的C/C复合材料提高了约50 ℃左右.
关键词:
定向碳纳米管
,
复合材料
,
制备
,
表征
李志
,
巩前明
,
王野
,
吴建军
,
梁吉
,
黄启忠
,
熊翔
,
黄伯云
新型炭材料
以CVD法定向碳纳米管(ACNTs)阵列为骨架,利用化学气相渗透(CVI)工艺制备了新型定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料.通过偏光金相显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等分析方法对其显微结构和热解炭沉积机理进行了研究.结果表明: 所制ACNT/C纳米复合材料的热解炭结构主要为类粗糙层结构,围绕碳纳米管生长的热解炭石墨层片结构清晰,并且碳纳米管和热解炭之间具有良好的界面结合;而在相同工艺条件下围绕炭纤维生长的热解炭为典型的光滑层结构.这可能是由于在热解炭沉积过程中存在碳纳米管"诱导"沉积过程,即沿着碳纳米管径向的离域化共轭π键和具有类似结构的芳香族大分子通过π-π非共价键作用相结合,并在CNTs纳米尺寸的影响下,芳香族大分子按照"软取向"(Soft epitaxy)围绕碳纳米管生成环形层片状类石墨结构的热解炭.该研究结果有望为热解炭的可控沉积起到一定的借鉴作用.
关键词:
定向碳纳米管
,
炭/炭
,
热解炭
,
纳米复合材料
,
微观结构
李晓龙
,
赵明
,
庄大明
,
巩前明
,
曹明杰
,
欧阳良琦
,
郭力
,
孙汝军
,
高泽栋
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.090
对球磨时间不同的Cu2Se、In2Se,和Ga2Se3混合粉末进行热压烧结制备CIGS靶材,发现在球磨时间较短时靶材出现分层,随着球磨时间延长分层缺陷消失.由此考察了粉末在球磨过程中发生的物理化学变化及其对分层的影响.结果表明:Cu2Se、Jn2Se3和Ga2Se3三种硒化物粉末在球磨过程中发生机械合金化反应形成黄铜矿相Cu(In,Ga)Se2(CIGS).随着球磨时间的延长,黄铜矿相结构CuInSe2(CIS)首先在Cu-Se二元化合物表面产生,并随着Ga原子的扩散逐步形成CIGS四元相.当球磨时间达到48 h时,粉末由黄铜矿相CIGS和少量Ga2Se3组成.由于Cu2-xSe与CIGS晶体结构相近,因此通过外延反应的方式有效促进了CIGS的合成.球磨过程中Cu-Se二元相的消失和CIGS相的形成有助于抑制烧结过程中分层缺陷的产生.
关键词:
无机非金属材料
,
铜铟镓硒
,
机械合金化
,
热压烧结
,
靶材
巩前明
,
黄启忠
,
黄伯云
,
吴凤秋
,
陈腾飞
,
张福勤
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.02.006
将武钢中温沥青和太钢高温沥青在不同压力下炭化,进一步对所得沥青焦进行了高温热处理;利用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜观察所得沥青焦形貌.结果表明:低压炭化时,沥青焦体积密度小,疏松、多大孔,主要为流线区域型各向异性结构;高压炭化时,沥青焦体积密度明显变大,孔变小且均匀分布,主要为小区域型和细镶嵌型各向异性显微结构.考察了不同炭化压力对浸渍增密航空刹车用C/C复合材料的增密效率的影响,结果显示,对整个沥青而言的宏观残炭率明显高于只针对样品而言的实际残炭率,因此有必要进行高压浸渍/炭化实现快速增密.利用XRD和显微硬度测试仪检测了不同炭化压力所得沥青焦热处理后的石墨化度和显微硬度,发现高压下形成的沥青炭更难于石墨化,但石墨化度与显微硬度和热处理后的粗糙层(RL)CVD炭有较好的可比性.
关键词:
沥青
,
炭化
,
石墨化
,
浸渍
,
C/C复合材料
,
结构
张福勤
,
黄启忠
,
黄伯云
,
巩前明
,
陈腾飞
,
熊翔
无机材料学报
采用显微激光喇曼光谱及XRD测量、表征了C/C复合材料中炭纤维、沥青炭及CVD热解炭经不同温度石墨化处理后的结构参数.结果表明:在3种炭材料的喇曼图谱上都有2个散射强度峰-D峰和G峰,峰位分别位于喇曼位移约1333及1584cm-1处,随石墨化处理温度改变,2峰峰位没有变化,但2峰相对强度却发生变化.将D峰相对于G峰的强度R的倒数R-1与XRD法得到的石墨化度g比照,发现2者存在一一对应关系,符合公式:g=1-exp[-2.11(R-1-0.34)].
关键词:
C/C复合材料
,
graphitization degree
,
laser Raman microspectroscopy
,
XRD
李江鸿
,
熊翔
,
巩前明
,
黄伯云
中国有色金属学报
以炭纤维针刺毡为预制体,采用化学气相沉积法(CVI)和结合液相浸渍树脂或沥青法制备了热解炭为粗糙层与光滑层结构的准三维C/C复合材料,并研究了这些材料在0.6 MPa的模拟刹车压力下的摩擦磨损性能与磨损机理.研究表明:基体炭为粗糙层热解炭与树脂炭的C/C复合材料摩擦表面能形成较厚且连续的自润滑摩擦膜,摩擦稳定性最好,摩擦因数适中,氧化磨损小,磨损机理主要为膜的部分脱落、氧化磨损与相对较小的磨粒磨损;基体炭为光滑层热解炭与树脂炭或沥青炭的C/C复合材料摩擦表面形成的摩擦膜较薄且不连续,摩擦稳定性差,摩擦磨损较大,磨损机制主要为膜的部分脱落、磨粒磨损与更严重的氧化磨损;随着密度的升高,C/C复合材料摩擦稳定性增加,摩擦因数增加,磨损降低;基体炭为单一沥青炭的C/C复合材料,由于没有热解炭对纤维的保护,纤维断裂多,线性磨损尤其大,磨损机理主要为大量的磨粒磨损与氧化磨损.
关键词:
C/C复合材料
,
基体炭
,
摩擦磨损性能
,
磨损机制
张福勤
,
黄启忠
,
黄伯云
,
巩前明
,
陈腾飞
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.02.010
研究了五种具有二维及准二维结构的炭/炭复合材料在不同石墨化度下各自的电阻率的变化，分析了引起这些变化的原因。结果表明，在所研究的石墨化度范围内，随着石墨化度的升高，材料的电阻率都呈下降的趋势，且电阻率ρ随石墨化度g的变化符合线性关系ρ=a*g+b，线性相关系数的绝对值大于99?%。但对于不同的材料，公式中参数a、b的取值不同。影响a、b值大小的因素主要有复合材料的结构和表观密度：具有类似结构的两种复合材料，两者的a值相等；复合材料的表观密度越高，则其a的绝对值、b值越小，亦即：在石墨化度相同时，表观密度较高的材料导电性能较好；由于石墨化度的升高对其导电性能的提高较少，故导电性能对石墨化度的敏感程度较低。同时认为，由于电阻率测量的较高准确度和易操作性，电阻率可以作为一种间接测量和表征炭/炭复合材料石墨化程度的方法。
关键词:
炭/炭复合材料
,
XRD
,
石墨化度
,
电阻率
张福勤
,
黄启忠
,
黄伯云
,
巩前明
,
陈腾飞
,
熊翔
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.03.023
采用显微激光喇曼光谱,以增强体为薄毡叠层、基体分别为粗糙层及光滑层结构热解炭的两种C/C复合材料为研究对象,分析、表征了两种材料炭结构的微观分布特征及其在石墨化过程中的变化状况.结果表明,不仅复合材料中不同组元,而且同一组元不同部位石墨微晶的完整度不同.在石墨化过程中,各自的石墨化进程及可石墨化能力存在差异:炭纤维体积含量较高的炭布层中的热解炭,与网胎层中的热解炭相比,石墨微晶的完整度较好,石墨化进程较快;在炭纤维体积含量较低的网胎层中,炭纤维及热解炭在其界面部位的石墨化进程较快;粗糙层结构热解炭比光滑层结构热解炭容易石墨化.借助激光喇曼光谱微区分析手段,有可能实现对复合材料中石墨化程度微观分布状态的调整和控制.
关键词:
C/C复合材料
,
热解炭
,
炭结构
,
显微激光喇曼光谱
张福勤
,
黄启忠
,
黄伯云
,
巩前明
,
陈腾飞
,
熊翔
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.02.018
采用显微激光喇曼光谱及XRD测量、表征了C/C复合材料中炭纤维、沥青炭及CVD热解炭经不同温度石墨化处理后的结构参数.结果表明:在3种炭材料的喇曼图谱上都有2个散射强度峰-D峰和G峰,峰位分别位于喇曼位移约1333及1584cm-1处,随石墨化处理温度改变,2峰峰位没有变化,但2峰相对强度却发生变化.将D峰相对于G峰的强度R的倒数R-1与XRD法得到的石墨化度g比照,发现2者存在一一对应关系,符合公式:g=1-exp[-2.11(R-1-0.34)].
关键词:
C/C复合材料
,
石墨化度
,
显微激光喇曼光谱
,
XRD
