CVD碳与裂解碳对C/SiC微观结构和力学性能的影响

以粘胶基碳纤维毡为原料,经CVD沉积碳增密处理后,采用酚醛树脂浸渍-裂解对C/C预制体的密度进行调节,通过气相硅渗透反应工艺制备了C/SiC复合材料.利用SEM对C/C预制体和C/SiC复合材料的显微形貌进行了表征.研究了CVD碳和裂解碳对C/SiC微观形貌和力学性能的影响.结果表明:CVD碳含量较低时,碳纤维将受到气相硅的反应性侵蚀,反之则造成复合材料中残余碳含量过高、SiC基体相含量偏低,材料力学性能下降.当CVD碳的体积分数为17.5％、裂解碳的体积分数为12.0％时,得到的C/SiC力学性能最佳,其强度和模量分别为217MPa和209 GPa.     

聚碳硅烷纤维化学气相交联研究

以环己烯作为反应气氛,对聚碳硅烷(PCS)纤维进行了化学气相交联不熔化处理。与空气不熔化进行对比,研究了不熔化过程中PCS纤维的反应程度及凝胶含量的变化,并进行了元素分析和热重差热分析,初步探讨了PCS纤维环己烯化学气相交联反应的机理。结果表明,在环己烯气氛中,PCS分子结构中Si-H键的反应程度随不熔化温度的提高逐渐增加,相应地,PCS纤维的凝胶含量迅速提高直至不熔。环己烯受热后产生自由基,引发PCS分子中的Si-H和Si-CH3键断裂形成自由基,促进PCS分子间形成Si-CH2-Si结构而实现交联。     

树脂浸渍裂解对气相硅反应渗透C/SiC的影响

粘胶基碳纤维毡经过CVD工艺进行沉积碳增密处理后,采用酚醛树脂浸渍—裂解对C/C素坯的密度进行调节,通过气相硅渗透反应工艺制备了C/SiC复合材料。研究了树脂浸渍—裂解对C/C素坯密度和气孔率的影响规律,分析了树脂裂解碳对C/SiC显微形貌和力学性能的影响。结果表明:随着树脂浸渍—裂解循环次数的增加,素坯密度增加,孔隙率降低;裂解碳含量为27wt%时,C/SiC复合材料的强度和模量达到最大,分别为231MPa和209GPa。通过控制裂解碳含量,可以实现对C/SiC复合材料力学性能和微观结构的裁剪。     

非晶碳类金刚石薄膜摩擦学特性及其应用

综合地介绍了类金刚石膜研究现状,着重说明了非晶碳类金刚石薄膜的摩擦学特性,分析了沉积方法、掺杂元素、摩擦环境、基体及对偶材料对其摩擦学特性的影响。最后,简要说明了非晶碳类金刚石膜应用情况。     

化学气相沉积碳化硅超光滑抛光机理与表面粗糙度影响因素

为实现化学气相沉积碳化硅(CVD SiC)的超光滑抛光,采用纳米划痕试验研究了化学气相沉积碳化硅脆塑转变的临界载荷,根据单颗磨粒受力对其抛光机理进行了分析,并从材料特性、工艺参数以及抛光液pH值三个方面对其表面粗糙度影响因素进行了系统的试验研究.研究结果表明:化学气相沉积碳化硅的稳定抛光过程是磨粒对碳化硅表面的塑性域划痕过程;CVD SiC的晶粒不均匀与表面高点会降低晟终所能达到的表面质量;表面粗糙度在一定范围内随磨粒粒度增加呈近似线性增长,随抛光模硬度的增加而增长;抛光压强对表面粗糙度的影响规律与抛光模的变形行为相关,当抛光模处于弹性或弹塑性变形阶段时,表面粗糙度随抛光压强的增加呈小幅增长,而当抛光模包含塑性变形之后,表面粗糙度基本与抛光压强无关;此外,抛光速度和抛光液pH值对表面粗糙度的影响不大.研究结论为CVD SiC超光滑抛光的工艺参数优化选择提供了定量的试验依据.     

梯度变化非晶碳涂层的摩擦学行为

采用多源磁控溅射物理气相沉积法在单晶硅片、20Cr和Cr12W表面制备了梯度变化非晶碳涂层,测试了非晶碳涂层的纳米硬度和弹性模量及摩擦磨损行为.结果表明涂层具有较高的硬度和弹性模量,分别达到15.3 GPa和184 GPa;涂层具有较好的摩擦性能,在干摩擦条件下摩擦因数基本保持在0.1～0.2,磨损率达到10-9 mm3/( N·m)数量级.     

热交联聚碳硅烷纤维分步烧成工艺

采用热交联工艺改进传统的空气不熔化工艺,在尽可能少引入氧的情况下实现聚碳硅烷纤维的不熔化处理。热交联处理后聚碳硅烷纤维在惰性气氛下进行分步烧成。通过元素分析、SEM、EDX、XRD等手段系统研究了分步烧成的工艺条件以及烧成后连续SiC纤维组成、微观结构及其性能。     

液体火箭发动机碳/碳复合材料喷管烧蚀分析

对液体火箭发动机碳／碳复合材料喷管的烧蚀过程进行研究。理论模型包括固相和气相守恒方程。气相湍流反应边界层流动应用质量加权平均控制方程分析，喷管壁温分布由非稳态传热方程进行数值计算获得。分析了推进剂混合比、液膜冷却量、燃烧室压力、壁面材料的密度对烧蚀速率的影响。     

炉温对化学气相沉积SiC涂层组成及显微结构的影响

采用SEM、EDX、XRD测试手段对沉积炉壁产物进行了分析,结果表明:低温区沉积的SiC涂层全为β SiC;高温区SiC涂层中含有少量的游离态Si和α SiC;高温区SiC颗粒的形核和生长速率大于低温区;所以温度是影响化学气相沉积SiC涂层组成及显微结构的主要因素。     

SiC纤维先驱丝—聚碳硅烷纤维的研制

本文对SiC纤维的先躯丝——聚碳硅烷纤维的合成进行了研究。聚碳硅烷是由聚硅烷在聚硼硅氧烷(派松)催化下热解而成。熔融纺丝制得的聚碳硅烷纤维,经空气不熔化处理后,在N_2气氛下,1250℃烧成具有金属光泽的SiC纤维。通过元素分析,红外光谱分析,热分析及裂解气相色谱分析,对聚硅烷,聚碳硅烷和聚硼硅氧烷的性质和合成工艺进行了研究。     

军用活性炭和特种碳材料的研究与进展

军用活性炭和特种碳材料作为一所的一个重要研究方向，自20世纪90年代以来研究领域不断拓展，涉及的研究课题包括防化基础研究、院长基金课题，国家863、973计划课题，国家自然科学基金课题以及多个横向协作课题等，并取得了一系列重要的研究进展，研究工作呈现出蓬勃发展的趋势．对“八五，，和“九五，，期间在军用活性炭和特种碳材料研究方面所取得的一些研究成果以及目前正在开展的一些研究方向进行了归纳和总结．     

3维C/SiC-ZrC复合材料的制备及其性能研究

针对超高温环境应用需求,采用化学气相渗透工艺(CVI)与先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)联用制备了3维碳纤维增强SiC-ZrC基复合材料(C/SiC-zrC),并研究了SiC含量对C/SiC-ZrC复合材料力学性能、抗氧化性能和抗烧蚀性能的影响.结果表明,随着SiC含量的增加,C/SiC-ZrC复合材料的强度逐渐降低,静...     

聚碳硅烷纤维成形过程的稳定性研究

通过改变不同的熔融纺丝工艺研究了聚碳硅烷纤维熔融纺丝时纺丝稳定性的影响因素。研究表明:提高介质温度到180～200℃、采用向下的环形吹风、控制成形区气流的大小与流向、纺程控制在90cm左右、加强集束与控制外部条件的稳定性等有利于提高纺丝稳定性。     

磷碳键的构建

含有磷碳键的有机磷化合物广泛应用于农药、医药、塑料添加剂等领域,构建磷碳键是有机磷化学研究的基本问题之一．概要的评述了Michaelis-Arbuzov反应、Becker反应、过渡金属催化反应和含磷氢键化合物对不饱和烯炔的加成等几种形成磷碳键的化学反应．     

沉淀分级法调制纺丝级高熔点聚碳硅烷

作为碳化硅纤维先驱体的聚碳硅烷应当具有较高的熔点与良好的可纺性 ,但是提高熔点对合成条件提出了苛刻要求。为了解决这一矛盾 ,首先通过沉淀分级获得了高熔点 (>2 80℃ )的聚碳硅烷组分 ,然后再加入 10 - 30wt%低熔点组分来调节其纺丝性能 ,成功地调制出了高熔点 (>2 5 0℃ )、具有良好纺丝性的聚碳硅烷先驱体     

固冲发动机补燃室凝相碳颗粒燃烧研究

应用改进的移动火焰锋面(MFF)模型,分析了环境压力、温度等参数对碳颗粒燃烧过程的影响。在此基础上,研究了固冲发动机补燃室内碳颗粒的燃烧过程,得到了固冲补燃室环境中的碳颗粒燃烧特性,并通过固冲直连式试验验证了数值模拟结果。结果表明:补燃室中大部分碳颗粒在进气道出口附近燃烧。     

聚钛碳硅烷的结构与性能研究

通过聚碳硅烷与四丁氧基钛的反应。可以制得含钛碳化硅纤维的先驱体聚钛碳硅烷。反应物配比(Ti(OBu)_4)/PC 将直接影响产物的结构与性能。随这一比例的增加,聚钛碳硅烷的可纺性与熔点将有规律地变化。这可归因于以—Ti—O—为桥的交联结构和以—Ti(OBu)_3为侧基的悬挂结构的形成。本文研究了聚钛碳硅烷的结构与性能的关系,并以具有良好成丝性的PTC-0.02与PTC-0.04为先驱体,制得了含钛碳化硅纤维。     

浅谈高校无机化学实验教学的绿色化

针对在化学实验教学中因大量污染物的排放可能对师生健康和环境造成严重危害的实际,就如何进行绿色化学实验教学这一问题,文章提出了学生开展无机化学实验废液的处理实验、进行实验微型化教学以及实验应多采用仪器法等方法,在高校化学实验教学中渗透绿色化学教学思想是必要的,也是可行的。化学教师应该用绿色化学的理念指导化学实验教学,培养具有绿色意识的化学人才,实现化学实验教学的绿色化。     

从LPS馏分出发合成先驱体聚碳硅烷

采用将液态聚硅烷(LPS)蒸馏分级的方法,从各个馏分出发合成制备了先驱体聚碳硅烷(PCS)。运用GPC等分析测试手段考察比较了各个馏分的差异对在相同条件下所合成聚碳硅烷的分子量及其分子量分布特性的影响。研究表明:在同等条件下,采用以LPS蒸馏分级的方法再从各个馏分出发合成制备先驱体聚碳硅烷的总平均收率比未从经分级处理的LPS出发合成先驱体PCS的收率高35%左右;从200℃以下馏分出发可以合成制备超高分子量的先驱体PCS。     

碳-酚醛材料烧蚀热解对再入流场特性影响的数值计算

数值模拟存在碳-酚醛材料烧蚀的高超声速再入流场,分析烧蚀和热解对流场热化学参数、电子数密度分布等的影响。采用19组元双温度的热化学模型,耦合热化学非平衡流Navier-Stokes方程组和烧蚀壁面边界条件,进行定常烧蚀流场求解;通过对比无烧蚀、非催化和辐射平衡壁温条件下的流场分析烧蚀的影响;讨论了壁面处碳-酚醛材料热解产物化学组成的确定方法,研究了不同热解率的影响。以RAM-C球锥的两个典型飞行条件(速度7.65km/s、高度61km和71km)为代表的研究表明:最主要的烧蚀热解产物是CO、H2、H,烧蚀产物和烧蚀的影响均局限于边界层内;烧蚀使原子和离子组元含量下降,当离子组元含量峰值出现在边界层内时,烧蚀使电子数密度峰值下降;随热解率增加烧蚀影响程度增强,烧蚀在后身区影响范围大于头部区,随飞行高度增加烧蚀影响范围扩大。