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石墨形态和基体组织对铸铁断裂过程的影响

蒋建清

金属学报

研究了石墨片混乱度S=0的Fe—C合金和球墨铸铁在不同受力状态下的裂纹扩展现象,以及基体组织对断裂形貌的影响。试验发现:当裂纹遇到与其平行的片状石墨时,裂纹将在石墨内部以(0001)面之间的解理而扩展;当裂纹遇到与其垂直的片状石墨时,裂纹将沿石墨/基体界面处扩展,也即界面的脱粘;当裂纹遇到球状石墨时,裂纹上要在二次石墨中前进。裂纹在铁素体-下贝氏体中时以在铁素体中的扩展为主。

关键词: Fe—C合金 , flake graphite , spheroidal graphite , crack propagation , cast iron

超声波净化鳞片石墨表面的试验研究

彭德强 , 李青侠 , 郑丽娟

硅酸盐通报

为了研究超声处理鳞片石墨表面的清洗作用,以不同频率不同超声时间的石墨为研究对象,采用激光粒度仪、比表面及孔径分析仪、电子显微镜等仪器分析了石墨的粒度、形貌及品位的变化,试验结果表明:石墨在超声过程中,不同频率在不同的时间段内,对石墨的粒度分布和品位的影响是不同的,当超声频率为20 kHz处理时间为1.5 min时,石墨的品位提高了0.62%;超声处理后,石墨的平均粒度均有不同程度的减小;试验证明超声处理过程的清洗作用是鳞片石墨表面净化的主导作用.

关键词: 超声波 , 鳞片石墨 , 品位 , 粒度分布

炭素原料对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

樊海兵 , 魏建修 , 夏昌勇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.06.013

以棕刚玉、碳化硅、铝酸盐水泥及超微粉等为原料制备了棕刚玉基Al2O3-SiC-C铁沟浇注料,研究了球状沥青加入量对其性能的影响,并确定了球状沥青的最佳加入量;在此基础上,进一步研究了鳞片石墨外加量对该浇注料性能的影响.结果表明:随着球状沥青加入量的增加,浇注料的需水量增加,体积密度减小,显气孔率升高,强度降低,抗渣侵蚀性先提高后降低;当球状沥青加入质量分数为3%时,浇注料需水量增加的幅度与强度降低的幅度并不明显,且抗渣侵蚀性最好;在球状沥青加入质量分数为3%的前提下,外加质量分数0.5%的鳞片石墨可使该浇注料的强度略有增加,抗渣侵蚀性进一步提高,但鳞片石墨质量分数超过0.5%后,反而使浇注料的需水量增大,显气孔率升高,强度降低,抗渣侵蚀性变差.现场使用效果表明,以3%质量分数的球状沥青配合0.5%质量分数的鳞片石墨作为炭素原料制备的棕刚玉基Al2O3-SiC-C铁沟浇注料,具有施工性好,易烘烤,性能优良,质量可靠的优点,在大型高炉出铁场上使用,其一次通铁量可达到19.8万t.

关键词: 铁沟浇注料 , 抗渣侵蚀性 , 球状沥青 , 鳞片石墨

片状石墨增强树脂基复合材料的耐激光烧蚀性能研究

于庆春 , 万红

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00157

采用刷涂的方法制备了一种新型的片状石墨增强钡酚醛树脂基复合材料, 并采用重频激光辐照的方法, 对其耐烧蚀性能进行了研究. 研究结果表明: 片状石墨增强钡酚醛树脂基复合材料在平均功率密度为1700 J/cm2的重频激光辐照下的热烧蚀率为32.8 μg/J, 耐激光烧蚀性能明显高于碳纤维增强的钡酚醛树脂基复合材料和钡酚醛树脂; 片状石墨增强钡酚醛树脂基复合材料中的片状石墨呈近平行的层状分布方式, 在激光辐照过程中能对入射激光起到平面反射作用, 从而有效地降低激光辐照的能量沉积; 片状石墨的片型对复合材料的耐烧蚀性能有影响, 直径0.5 mm的片状石墨增强的复合材料的耐激光烧蚀性能最好.

关键词: 片状石墨 , laser ablation , millisecond pulse laser , thermal ablation rate , ablation mechanism

膨胀石墨的形貌、成分与结构变化研究?

黄火根 , 张鹏国 , 陈向林 , 王勤国 , 郎定木

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.16.016

膨胀石墨是重要的工业应用材料,但其微观形貌、成分与晶体结构随膨胀倍率的变化规律认识仍不足。选择 H 2 SO4+HNO3+KMnO4+FeCl3作为插层氧化体系,通过对鳞片原料石墨化学氧化制备出可膨胀石墨,分别在400℃、600℃、800℃、1000℃下膨化处理获得不同的膨胀石墨。针对上述几种石墨,采用 OM、SEM、EDS、XRD等技术对比研究了其形貌、成分与结构的变化。结果表明,原料石墨、可膨胀石墨与膨胀石墨分别呈现层片状、褶皱状和蠕虫状的微观形貌,插层物主要由 S 与 O 组成,膨胀石墨的 S 与 O 含量显著低于可膨胀石墨,且其含量随着膨化温度提高逐渐降低。这些石墨具有相同的密排六方结构,其中可膨胀石墨的晶格常数显著大于原料石墨,反映出插层后石墨结晶度的严重劣化。膨胀石墨的结晶度稍差于原料石墨,但压片处理后得到改善,更高温度膨化的石墨改善更加明显,且优于原料石墨,这预示着高温膨化石墨的应用可塑性更强,具有更好的应用前景。

关键词: 膨胀石墨 , 鳞片石墨 , 结构表征 , 化学氧化

鳞片石墨取向对鳞片石墨/聚丙烯、鳞片石墨/尼龙66复合材料导热性能的影响

刘科 , 刘颖 , 吴大鸣 , 庄俭 , 许红 , 唐胜德

复合材料学报

为了研究鳞片石墨在基体中的取向对复合材料导热性能特别是不同方向导热性能的影响,通过双螺杆挤出混合及注射成型制备了鳞片石墨/聚丙烯(PP)、鳞片石墨/尼龙66(PA66)导热复合材料,并利用扫描电子显微镜和超声波测试对制备的样品进行了分析.结果表明:鳞片石墨的粒径越小,平面取向度越高,平面与垂直方向的热导率差值越大.加工中双螺杆挤出机的过度剪切会破坏鳞片石墨的片层结构,影响鳞片石墨导热网络的形成,降低复合材料的热导率,但提高了材料导热的各向均匀性.适度的剪切可以打开鳞片石墨的片层结构,提高复合材料的热导率,注射成型更多影响到制品导热的各向异性.

关键词: 鳞片石墨 , 取向 , 聚丙烯 , 尼龙66 , 热导率 , 复合材料

微扩层鳞片石墨负极材料的制备及电化学性能研究

何月德 , 简志敏 , 刘洪波 , 肖海河

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12698

研究了微扩层鳞片石墨的制备工艺、晶体结构、表面形貌以及电化学行为之间的关系.采用XRD和SEM等手段分析了石墨样品的结构和表面形貌;采用比表面积分析仪、振实密度仪分别测试了样品的BET比表面积和振实密度等指标;并应用恒电流充放电测试、循环伏安技术和电化学阻抗法(EIS)研究了微扩层处理前后石墨负极的电化学行为.结果表明,经微扩层处理后,石墨的平均层间距d002略微增大,平均晶粒尺寸Lc、La减小,颗粒的表面更光滑.微扩层石墨的首次库伦效率从91.6%提高至92.7%,可逆容量由345.5 mAh/g提高至379.8 mAh/g.且其循环性能与倍率放电性能均得到有效改善,同时石墨的嵌锂电位略有提高,锂离子从石墨中脱出更容易,电化学可逆性提高.分析是由于微扩层后石墨负极材料脱嵌锂反应的活化能降低所致.

关键词: 负极材料 , 鳞片石墨 , 电化学性能 , 倍率性能 , 石墨层间化合物

银-石墨烯复合材料的原位制备及性能研究

雷芸 , 陈菲菲 , 李容

硅酸盐通报

以鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨.氧化石墨与硝酸银溶液混合超声处理,通过功能离子预吸附的方式,将银离子有效地分散在氧化石墨烯载体上.以水合肼为还原剂,同时还原氧化石墨和硝酸银溶液中的银离子,原位制备银-石墨烯复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制得的银-石墨烯复合材料进行表征,并对复合材料的电化学性能进行分析.结果显示,制得银-石墨烯复合材料的比电容明显高于单纯的石墨烯材料,电化学性质优异,是理想的电化学电容器电极材料.

关键词: 鳞片石墨 , 石墨烯 , 银-石墨烯复合材料

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