二维碳/碳复合材料氧化机理研究

研究了两种二维碳／碳复合材料的氧化行为和氧化机理，通过对其恒温氧化动力学曲线的测定和分析，得到氧化速率与温度、时间、氧的体积流量等的对应关系。研究结果表明，两种碳／碳复合材料的氧化动力学过程基本相同，其氧化过程均分为两个阶段：氧化失重率小于约60％时为线性氧化阶段，大于60％时为对数型氧化阶段。不同阶段的氧化速率不同，活化能也有差别。线性氧化阶段的氧化机理从低温时以化学反应为控制步骤转变为高温时以化学反应及扩散共同为控制步骤。     

碳陶瓷复合材料抗氧化性能研究

将ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ等碳化物陶瓷粉末与碳粉混合，采用热压烧结工艺制备碳陶瓷复合材料。对碳质量分数ｗＣ分别为０．１，０．２，０．３，０．４，０．５的５种碳陶瓷复合材料，在８００℃、１０００℃和１３００℃高温空气中的氧化性能进行了研究。结果表明，碳陶瓷复合材料在ｗＣ＜０．２时，抗氧化性很好；在ｗＣ＞０．３时，氧化速率加快。氧化后试样表面的ＸＲＤ谱和ＳＥＭ下的微观结构研究表明，氧化过程中碳陶瓷复合材料晶粒表面形成了ＳｉＯ２和Ｂ２Ｏ３固溶体薄膜，阻止了材料的进一步氧化。     

含金属丝碳/碳复合材料的烧蚀产物

利用热化学理论及传热传质理论分析了碳/碳化金属/碳烧蚀机理;依据化学动力学中热力学参数与平衡常数关系得到烧蚀产物平衡常数与温度的简单关系式;在一定温度和压力条件下,根据化学反应式、平衡常数与分压关系式和组元浓度与分压关系式联合推导出封闭的烧蚀产物方程组,利用FORTRAN编程,求解得到烧蚀产物浓度和烧蚀速率与温度、压力的关系.计算结果表明含金属丝碳/碳复合材料在高温高压下,金属丝的氧化与碳的氧化相比可以略去,边界层内压力与温度共同决定烧蚀气体成分比例和烧蚀速度.     

C/C和C/C-SiC复合材料的氧化及烧蚀性能

用液相浸渍．裂解聚硅烷工艺制备了C／C-SiC复合材料，对比了C／C与C／C-SiC复合材料的氧化及烧蚀性能，用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了氧化与烧蚀前后的微观结构及物相变化．结果表明：C／C-SiC复合材料使C／C复合材料的氧化起始温度从500℃提高到700℃；在600℃和700℃恒温氧化条件下，C／C-SiC复合材料比C／C复合材料的氧化速率分别降低38％和47％，失重率分别降低35％和47％；C／C-SiC复合材料的耐烧蚀性能优于C／C复合材料．     

碳还原锆英石分离SiO2和ZrO2

进行了配碳量，温度，时间和颗粒大小及试样形式对碳还原锆英石中ＳｉＯ２的实验研究，得到相应脱硅率的影响规律，理论上，脱硅率的极大值可达到９７．２２％，碳还原锆石的表现反应活化能，在１６００～２０００℃温度范围内为２８２．０４ｋｊ／ｍｏｌ。锆英石被碳还原的限制环节是锆英石的热分解，而不是它裂解成ＳｉＯ２之后再与碳的反应。     

基于人工神经网络的碳/陶瓷复合材料性能预测

利用人工神经网络的BP算法,建立了碳/陶瓷复合材料性能与多组分掺杂含量之间的预测模型.模型由输入层、隐含层和输出层3层神经元组成,用以模拟人脑的结构.以掺杂物的质量分数为输入参数,经石墨化后测得的复合材料的电阻率和抗折强度为输出参数.选取了30组实验数据作为学习样本,任意的7组数据作为"未知样品"对网络进行验证.结果表明,实验值和预测值相比电阻率的最大误差不超过8%,抗折强度的最大误差不超过12%.所建的网络可为碳/陶瓷复合材料设计提供理论指导.     

碳－铝复合材料单元体的声发射特性

为更有效地利用声发射（ＡＥ）信息来研究碳－铝复合材料的破断机制，本文对比了组成该复合材料的３种基本单元体—铝基体、碳纤维（束）和先驱丝在拉伸过程中的ＡＥ行为，并统计分析其ＡＥ特性．鉴于与前两者相比，复合丝的破断方式更为复杂，因而着重分析了其ＡＥ特性与碳－铝界面、破断模式以及抗拉强度之间的联系．     

潜在的航空发动机材料--碳/碳复合材料

文中给出了碳／碳复合材料的性质并与其他材料的性质进行了比较，对碳／碳复合材料构件的制造技术进行了归类，并对碳／碳复合材料材料的发展方向提出了建议。     

碳/碳复合材料表面聚四氟乙烯复合涂层的摩擦学性能

通过模压烧结法，在碳／碳复合材料表面制备了以SiC为过渡层的聚四氟乙烯（PTFE）自润滑复合涂层，同时对复合涂层的摩擦磨损性能进行了测试．研究结果表明：所制自润滑复合涂层的摩擦系数为0．155，微大于纯PTFE涂层的摩擦系数（0．105-0．16），小于碳／碳复合材料的摩擦系数（0．18～0．23），且其摩擦性能更稳定，磨损量约为纯PTFE涂层磨损量的1／50，磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损．     

玻碳汞膜电极伏安法测定氟哌酸

本文提出一个使用玻碳薄汞膜电极测定氟哌酸的伏安法。在ｐＨ５．６￣７的乙酸￣乙酸钠缓冲溶液中，氟哌酸在－１５００ｍｖ有一个灵敏的导数阴极波，用于胶囊中氟哌酸含量的测定，结果满意。氟哌酸浓度在０．２￣５００ｍｇ／Ｌ范围内与峰高呈线性，检测限为０．２ｍｇ／Ｌ，加标回收率在９７．２￣１０４％间，对含量为０．１ｇ／粒的氟哌酸胶囊重复测定，ＲＳＤ（ｎ＝５）为０．６７％和１．２６％。方法简便，结果准确。     

短切碳纤维C/SiC陶瓷基复合材料的动态力学性能研究

对三种不同短切碳纤维体积含量(16%、21%、24.8%)的C/SiC复合材料利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行了常温下的冲击力学试验。根据不同应变率下的试验结果分析了其动态破坏强度和应变率效应的关系,阐明了其破坏机理。实验结果表明:三种短切碳纤维体积含量的C/SiC陶瓷基复合材料的动态应力-应变曲线光滑无震荡,且具有一定的自相似性。在近似平均应变率下,当短切碳纤维体积含量的不断提高,则C/SiC复合材料的破坏程度不断降低,整体性越来越好,说明短切碳纤维体积含量的提高对C/SiC复合材料的强度有着积极的作用。     

三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的吸湿特性

为了研究三维编织复合材料的吸湿行为,利用树脂传递模塑（RTM）工艺制备了三维编织炭纤维增强环氧树脂（C3D／EP）复合材料．通过吸水实验,研究了该材料的吸湿规律、温度对吸湿的影响以及吸湿过程中复合材料力争陛能的变化．结果表明：C3D／EP复合材料吸湿初期符合Fick扩散定律,但整个吸湿行为可用Sigmoidal曲线来描述;温度可加速C3D/EP复合材料的吸湿速率,并使平衡吸湿量提高;在吸湿过程中,C3D／EP复合材料的弯曲强度随吸湿时间的延长而下降,先快后慢,与吸湿曲线相对应,而且温度越高,下降越明显,表明吸湿量的大小决定了力学性能的降低程度．     

均匀化方法在C／C复合材料中的应用研究

将均匀化理论与有限元法相结合应用于碳／碳复合材料有效弹性性能的求解计算中。通过与实验及文献结果的比较，验证了均匀化有限元方法的有效性；同时，还考察了参数对该材料等效性能的影响，得到了具有一定指导意义的结果。     

碳纳米管在碳纤维纸上的生长研究

采用酞菁铁(FePc)作为碳源和催化剂源,利用化学气相沉积(CVD)法在碳纤维纸(CFP)上生长碳纳米管(CNTs),从而制备了碳纳米管/碳纤维纸复合材料,并利用扫描电镜(SEM)测试、X射线衍射(XRD)测试、接触角测试、电导率测试和孔隙率测试等方法对其结构和性能进行了表征.结果表明,碳纳米管能在碳纤维纸表面生长;表面生长碳纳米管后,碳纤维纸的疏水性、孔隙率和电导率均有所提高.     

稀土改性炭纤维填充聚四氟乙烯摩擦学性能

研究了表面改性处理炭纤维填充聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料的滑动磨损性能,探讨了稀土改性剂对复合材料滑动磨损性能的影响.结果表明:稀土改性剂能够有效地提高炭纤维与聚四氟乙烯基体之间的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的滑动磨损性能;当稀土元素在稀土改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的滑动磨损性能最佳.     

多壁碳纳米管——聚乙二醇复合材料缓释氧氟沙星

 作为第3代氟诺酮类合成抗菌药,氧氟沙星的抗菌谱广、抗菌活性强、口服吸收完全、体内分布广、生物利用度高.但氧氟沙星有效抑菌浓度低,对多数致病菌的MIC₉₀在1μg·mL^-1内,因此制备更为安全有效的氧氟沙星缓释制剂十分必要.本文采用微波辅助硝酸氧化法修饰了多壁碳纳米管引入羧基,制备了氧化多壁碳纳米管.在对甲苯磺酸催化下,以聚乙二醇修饰了氧化多壁碳纳米管,制备了分散性能较好的多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料.以多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料为药物载体、氧氟沙星为模型药物,考查了多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料的载药释药性能.研究结果表明：多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料具有较大的载药率,达92.8%;在磷酸缓冲溶液(pH=7.4)中,24h内可持续稳定缓慢释放氧氟沙星.     

稀土处理对碳纤维增强聚四氟乙烯复合材料拉伸性能的影响

采用空气氧化、空气氧化后稀土改性和稀土改性对碳纤维表面进行处理,并研究了3种表面处理对碳纤维增强聚四氟乙烯(CF/PTFE)复合材料拉伸性能的影响.探讨了稀土含量对于复合材料拉伸性能的影响,并运用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料拉伸试件的断口进行分析.结果表明:稀土处理能够有效地提高碳纤维与聚四氟乙烯基体的界面结合力,从而提高CF/PTFE复合材料的拉伸性能.当稀土元素在表面改性剂中的质量分数为0.3%时,CF/PTFE复合材料的拉伸性能最佳.     

活性炭对萘吸附的研究

通过对普通煤质活性炭进行酸碱改性处理，研究了不同活性炭加入量、吸附时间、溶液pH值、温度等条件下，对萘溶液的吸附规律。结果表明：活性炭对萘的吸附量随着萘初始浓度的增大而增大；随温度升高，吸附量呈略下降趋势，且温度对吸附影响并不大；溶液pH值对活性炭的吸附量影响也不明显；对萘吸附在30min内达到饱和，饱和吸附量较大，约为200mg／g；由吸附等温公式拟合结果显示为物理吸附，吸附能力顺序为：酸碱改性活性炭〉酸改性活性炭〉未改性活性炭。此外，还考察了用无水乙醇对吸附萘达饱和的未改性活性炭洗脱效率与时间的关系，浸泡90min，洗脱率达98％。     

Influence of applied load on wear behavior of C/C-Cu composites under electric current

Using carbon fiber needled fabrics with Cu-mesh and graphite powder as the preform, Cu mesh modified carbon/carbon(C/C-Cu) composites were prepared by chemical vapor deposition (CVD) with C3H6 and impregnation-carbonization (I/C) with furan resin. C/C composites, as a comparison, were also prepared. Their microstructures and wear morphologies were observed by optical microscopy (OM) and scanning electron microscope (SEM), respectively. Wear behavior of C/C and C/C-Cu composites under different applied loads were investigated on a pin-on-disc wear tester. The results show that Cu meshes are well dispersed and pyrolytic carbon is in rough laminar structure. Both C/C and C/C-Cu composites had good wear properties. The current-carrying capacity of C/C-Cu composites increases and the arc discharge is hindered as the applied load increases from 40 N to 80 N. Both C/C and C/C-Cu composites had good wear properties. The mass wear rate of C/C-Cu composites under 80 N was only 4.2% of that under 60 N. In addition, C/C-Cu composites represent different wear behaviors because wear mechanisms of arc erosion, abrasive wear, adhesive wear, and oxidative wear are changing under different applied loads.     

PA66/PA66功能化碳纳米管复合材料的制备及性能研究

以酸化的碳纳米管为原料,通过原位聚合在其表面接枝PA66得到PA66功能化碳纳米管（NF-CNTs）,然后用溶液共混法将NF-CNTs与PA66混合制备了PA66/NF-CNTs复合材料,对比了碳纳米管功能化前后对于复合材料性能的影响.结果表明:NF-CNTs在复合材料中分散性更好;与PA66/CNTs复合材料相比,PA66/NF-CNTs复合材料的体积电阻率更低,渗滤阈值从4%下降为3%;当NF-CNTs的添加量为2%时,PA66/NF-CNTs复合材料的初始失重温度达到最大值390℃,与纯PA66以及PA66/CNTs复合材料相比,分别提升了38℃和13℃.