张建辉
,
宋银超
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.09.014
研究了人工心瓣热解炭涂层的密度和孔隙结构.采用准稳态流化床化学气相沉积工艺制备出人工心瓣用高密度各向同性热解炭涂层，利用密度计、扫描电镜、透射电镜、压汞仪等分析了热解炭涂层的密度和孔隙结构.结果表明：高密度各向同性热解炭的孔隙主要是由类球形生长特性间0．83μm左右的较大孔隙和62 nm左右的中等孔隙以及类球形生长特性内缠结体结构所形成的微孔隙构成，缠结体之间形成的微孔隙能够导致热解炭密度的降低，热解炭类球形颗粒的多少也会对高密度各向同性热解炭的密度造成影响.
关键词:
人工心瓣
,
热解炭
,
密度
,
孔隙结构
杨欢
,
张建辉
表面技术
目的 研究人工心瓣含硅热解炭涂层的残余应力.方法 通过化学气相沉积法制备含硅热解炭涂层,并对涂层进行物相与结构分析.利用X射线衍射法测定涂层表面SiC相残余应力,采用有限元法模拟含硅热解炭涂层表面残余应力情况.结果 试样只包含热解炭与SiC两种物相,SiC颗粒尺寸小于10μm,分散在热解炭基质中.X射线衍射法测得两个试样SiC相残余应力值分别为-7,-9 MPa,有限元分析得出颗粒内残余应力约-6 MPa.结论 SiC相残余应力为压应力,有限元分析结果与实验值有较好的吻合.颗粒的尺寸对材料残余应力的影响并不明显.
关键词:
人工心瓣
,
热解炭
,
SiC
,
残余应力
,
X射线衍射
,
有限元
谢志勇
,
黄启忠
,
张明瑜
,
苏哲安
,
陈建勋
,
谭瑞轩
,
李建清
材料导报
化学气相渗透(CVI)制备炭/炭复合材料涉及气体扩散和气相沉积2个过程,其工艺控制决定炭纤维坯体的增密速度、热解炭的结构和炭/炭材料的性能.工艺过程的控制主要有4类参数:第一参数包括沉积温度、系统压力、碳源浓度、碳源分压等,第二参数包括均相反应、异相反应和滞留时间等,第三参数为A_s/V_R,也就是沉积基体的表面面积与炉内气体的自由体积之比,以及目前以计算机模拟为主要手段的"第四参数"的研究.在固体表面沉积热解炭的科学研究已经持续了几十年,但至今为止还没有形成一种完善的表面沉积机理,分析了CVI工艺参数发展的趋势,说明了对热解炭微观结构形成机理的认识是一个不断深入的过程.
关键词:
化学气相渗透
,
热解炭
,
微观结构
,
工艺参数
张丹
,
黄清波
,
李爱军
,
白瑞成
,
孙晋良
复合材料学报
基于热解碳沉积的Particle-Filler(P-F)概念模型和Langmuir-Hinshelwood理论,提出了包含吸附/解吸附/脱氢的多步非均相反应动力学机制,实现了碳/碳复合材料制备中热解碳基体在碳纤维表面连续沉积及其织构形成过程的理论建模,并采用Gibbs系综Monte Carlo (MC)方法对化学气相渗透(CVI)工艺中热解碳基体的织构界面形成过程进行了数值模拟.研究表明:由于气相中小的芳香烃组分C6的吸附比线性小分子烃组分C2的吸附更容易受到抑制,因而限制了沉积表面的P-F双分子反应;随C6与C2浓度比值R的变化,热解碳的织构形成过程呈现双稳态分布,导致了2种不同的亚稳相碳即中织构(MT)和高织构(HT)热解碳的生成,并在碳/碳复合材料热解碳基体内部形成了鲜明的织构界面.进一步的计算表明:热解碳织构双稳态转变存在一个迟滞域,其大小受气相成分的组成参数R、线性小分子烃C2的初始浓度及沉积温度T的影响;为了得到均一织构的热解碳,应当在迟滞域外的区域合理选取CVI的工艺参数.
关键词:
碳/碳复合材料
,
化学气相渗透
,
热解碳
,
界面
,
Monte Carlo模拟
汤哲鹏
,
张中伟
,
房金铭
,
彭雨晴
,
李爱军
,
张丹
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150365
研究耦合均气相反应机理和总括反应机理,以模拟甲烷在模型孔中的热解碳沉积过程.在平推流反应器模型中,利用均气相反应机理对甲烷裂解的气相组分的变化进行模拟,并将平推流反应器相应位置的气体组分浓度作为模型孔入口初始浓度.运用包含总括反应机理及氢气抑制模型的热解碳沉积模型,对甲烷在模型孔中的化学气相渗透过程进行模拟.在温度1373和1398 K,甲烷压强10~20 kPa,停留时间0.08和0.2 s下,沿模型孔深度方向的热解碳平均沉积速率的模拟结果与文献报道的实验结果有较好的吻合.模拟结果表明:热解碳平均沉积速率随甲烷压强和模型孔深度的增加而增大,且通孔的沉积速率要低于相应实验条件下一端闭孔的模型孔沉积速率.
关键词:
模拟
,
热解碳
,
甲烷
,
化学气相渗透
,
模型孔
