张伟刚
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新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.02.016
为研究热解炭织态结构的生成规律,采用不同压强的甲烷为碳源,在1 100℃条件下进行了化学气相沉积和化学气相渗透实验.化学气相沉积以具有不同表面积/自由体积比([A/V]值)的直通方形多孔陶瓷为基体;化学气相渗透实验在直径为1mm细直孔内表面沉积和对炭纤维体积分数为7%的炭毡进行致密化.借助正交偏光显微镜(消光角)和透射电子显微镜(定向角)对在不同实验条件下制备的热解炭进行分析和定量表征.研究发现:热解炭的织态结构可以在两种不同的沉积条件下形成.当甲烷压强较低时为化学生长阶段;当甲烷压强较高时为物理形核阶段.在化学生长控制阶段,热解炭的织态结构可以利用之前提出的"颗粒填充模型(P-F模型)"加以解释.该模型假设高织构热解炭的沉积一定对应于气相中存在具有合适比例的芳香化合物(例如苯)和线性小分子(主要是C2H2),当二者的浓度比偏离该最优比(或者偏大,或者偏小),均将导致中织构甚至低织构热解炭的生成.在化学生成控制阶段,化学气相沉积和化学气相渗透对热解炭织态结构影响的差别,除了[A/V]值而外,还有氢气的作用.在化学气相渗透过程中,基体内部生成的氢气快速扩散至基体表面,使内外沉积速率和织态结构均发生较大变化.
关键词:
热解炭
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化学气相沉积
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化学气相渗透
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织态结构
乔志勇
,
祝志峰
高分子材料科学与工程
以共混膜的断裂强度、断裂伸长率、耐磨性和耐挠曲疲劳性为量化指标,研究了磷酸酯淀粉和聚丙烯酸酯共混比、淀粉磷酸酯化变性深度、丙烯酸酯结构单元酯基碳原子数、以及丙烯酸酯与丙烯酸结构单元摩尔比对磷酸酯淀粉/聚丙烯酸酯共混膜力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)表征了共混膜的织态结构.结果表明,共混比对膜力学性能的影响要比磷酸酯化变性深度的影响显著.共混膜的断裂伸长率和耐挠曲疲劳性在聚丙烯酸酯质量分数为50%时达到最大值.当聚丙烯酸酯质量分数为70%时,相分离程度最大.
关键词:
磷酸酯淀粉
,
聚丙烯酸酯
,
共混膜
,
织态结构
,
性能
张伟刚
,
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.11.02
采用体积含量分别为7.1％和14.2％的两种碳纤维各向同性针刺毡为预制体，研究了预制体内部初始碳纤维表面积与自由体积比值（ A/V值）对热解碳的等温等压化学气相渗透动力学以及热解碳织态结构变化的影响。实验研究以22.5 kPa纯甲烷为碳源气体，沉积温度为1095℃，气体平均停留时间0.1 s，沉积时间从20 h到120 h不等。热解碳沉积后测量了 C/C复合材料的表观密度、开气孔率、热解碳的真密度及其内部分布。利用正交偏光显微镜测试了热解碳的织态结构。研究结果表明，热解碳的初始沉积过程主要受气相-表面形核机制控制，随着致密化的进行，逐渐转变为表面生长机制。这种从形核到表面生长机制的转化，导致了热解碳的织态结构相应地从低织构向中织构、最后到高织构的转化。上述沉积机制和结构的变化，都是由于碳纤维编制体初始A/V值的不同以及由于热解碳不断沉积导致的A/V值的不断增大引起的。增大碳纤维编制体的初始A/V值，可以导致这些转化在致密化过程中提前发生。上述结果能够很好地证明以前相关研究的结论。
关键词:
热解碳
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化学气相渗透
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压汞仪孔隙率测试
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光学显微镜
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织态结构
