镀铜膨胀石墨的制备

为改善铜与石墨的表面性能,采用化学镀铜工艺对膨胀石墨粉体进行表面镀覆,制备镀铜膨胀石墨,并利用TG-DTA、XRD、SEM分析方法对其进行表征.结果表明：在400～600 ℃范围内,镀铜膨胀石墨因膨胀石墨及镀铜层的氧化而增重,600 ℃后膨胀石墨烧蚀严重;镀铜膨胀石墨有明显的Cu衍射峰;铜颗粒均匀镀覆在膨胀石墨表面.该研究为膨胀石墨改性提供了借鉴.     

Zr元素对铜-石墨复合材料界面改性的影响

【目的】铜-石墨复合材料是一种重要的功能材料,界面问题是制约铜-石墨复合材料广泛应用的重要因素。因此,研究活性元素Zr对铜-石墨复合材料界面的影响机制具有重要意义。【方法】采用真空热压烧结技术制备了4种Zr元素含量分别为0 vol.%,2 vol.%,5 vol.%和8 vol.%的铜-石墨复合材料。采用X射线衍射仪和配备能谱仪的场发射扫描电子显微镜对样品进行相组成分析和微观形貌观察,利用维式硬度计和静态液压万能试验机分别对样品进行硬度测试和压缩性能测试。【结果】在900℃的真空环境下,活性元素Zr在铜基体与石墨的界面处与石墨反应生成了新相ZrC,新生成的ZrC在铜基体与石墨的接触界面形成一层均匀的过渡层。【结论】力学性能测试发现硬质相ZrC的形成使铜-石墨复合材料的硬度和抗压强度显著增加。     

铜包石墨粉体的制备及表征

为简化铜包石墨粉体的制备工艺,提高镀铜质量,选用固定碳质量分数大于99％的天然石墨粉作为原料,在镀液组成确定的前提下,采用自行设计的电镀装置进行超声电镀,制备铜包石墨复合粉体.利用SEM对粉体的微观形貌进行表征.结果表明,超声施镀60 min,能较好地解决石墨颗粒的团聚问题,改善镀铜效果;铜呈细小颗粒状聚集附着在石墨的表面,包覆效果良好.该研究为铜包石墨粉体制备提供了新方法.     

石墨粒径大小对铜基石墨复合材料摩擦学性能的影响

文章采用雾化纯铜粉作为基体,粒径为2、30、60、90μm的片状石墨粉作为固体润滑相,通过粉末冶金法制备了铜基石墨复合材料。研究了石墨粒径大小对材料的力学性能、组织以及摩擦学性能的影响,探讨了石墨粒径大小与摩擦表面石墨覆盖程度的关系。结果表明:随石墨粒径增大,材料的力学性能存在一个最佳值,即当石墨粒径为30μm时,密度达到最大值7.51 g/cm~3,硬度为53 HV。摩擦试验结果显示,石墨粒径为30μm时,磨损量最小。通过成分面扫描分析接触面石墨覆盖情况,研究了石墨在摩擦表面的成膜分布情况,结果发现随着石墨粒径的变大,石墨成膜覆盖率变小。     

用均相沉淀法制备NiO-石墨复合材料

为提高石墨作为负极材料的性能,首先以球形石墨为原料,KMnO4为氧化剂,浓H2SO4为插层剂制备氧化石墨;再分别以球形石墨、氧化石墨为原料,尿素为沉淀剂,采用均相沉淀法制备NiO/石墨复合材料。应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征材料结构及形貌。结果表明,氧化后石墨的主特征峰发生了向左的大角度偏移,层面呈现片层结构。以球形石墨为原料制备的复合材料中NiO均匀性较差,团聚明显,特征峰半峰幅宽较小,晶粒较大;以氧化石墨为原料制备的复合材料中NiO均匀分布,无团聚,特征峰半峰宽较宽,晶粒较小。采用均相沉淀法对石墨进行NiO修饰有效提高了其容量及循环稳定性能。     

铜-石墨复合材料性能与石墨形状和粒径的相关性研究

以电解铜粉、鳞片状石墨粉及不同粒径的近球形石墨粉为原料,通过真空热压烧结工艺制备得到铜-石墨复合材料,并研究石墨形状、粒径对其显微组织、密度、致密度、电导率、硬度及抗压强度等性能的影响;在销盘式摩擦磨损试验机上考察其摩擦磨损性能,通过分析样品磨损表面的形貌,研究石墨形状和粒径对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：相比鳞片状石墨粉,采用相同粒径的近球形石墨粉有利于提高复合材料的致密度,获得更优异的力学性能,其抗压强度可以提高近65 MPa;随着近球形石墨粒径从19 μm减小到4 μm,复合材料的致密度、电导率、硬度、抗压强度和摩擦因数均逐渐降低,同时磨损量逐渐增大,其中,复合材料的电导率从28.6 %IACS降低至20.6 %IACS,抗压强度也降低约30 MPa。     

镀铜石墨-铜基复合材料组织与性能研究

通过金相、扫描电镜分析和物理性能测试等手段,对化学镀铜石墨粉－铜基复合材料的制备、组织、性能进行了研究。结果表明：在粒度４～６μｍ石墨表面可均匀地涂覆金属铜,在合理的压制压力和烧结温度下,复合材料的组织均匀和致密,石墨在基体中均匀弥散分布,金属铜形成细小的三维网络搭接,这种组织形态使得材料的导电性明显提高     

膨胀石墨与炭黑协同补强天然橡胶复合材料的性能研究

采用强氧化法制备插层石墨(GIC),用微波辐射处理插层石墨制备膨胀石墨(EG)。结果表明,膨胀石墨表面较天然鳞片石墨粗糙,内部空隙增大,结构疏松;且表面有机官能团增多,结晶度下降。用机械共混法制备膨胀石墨/炭黑/天然橡胶复合材料,添加膨胀石墨后,填料在复合材料中分散性改善,复合材料的100%、300%定伸强度明显提升,Payne效应减弱,加工性能提升;但复合材料动态损耗因子增大,滞后效应明显。     

氧化石墨对对硝基苯酚的吸附行为

 以石墨粉为原料,经Hummers 法制备氧化石墨,采用红外光谱、X 射线衍射和扫描电镜对产物结构进行表征。结果表明,氧化石墨含有C-OH、-COOH 和C-O-C 等官能团,使石墨的层间作用力减弱,层间距增大。研究了氧化石墨对对硝基苯酚的吸附行为,当吸附温度为298 K,pH 为7.0 时,氧化石墨对对硝基苯酚的吸附量为80.69 mg/g,是石墨粉吸附量的6.1 倍。吸附热力学研究表明,氧化石墨对对硝基苯酚的吸附可以用Langmuir 方程拟合,吸附是自发的放热过程,低温有利于吸附的进行。动力学拟合显示吸附符合二级动力学模型。     

原位液相沉积法制备SnO2/石墨插层复合材料

为提高石墨作为锂离子电池负极材料的性能,将石墨进行氧化处理后,利用原位液相沉积法制备SnO2/石墨插层复合材料。利用红外、X射线衍射仪及扫描电镜等手段对所制备的材料进行表征。结果表明:石墨经氧化处理后,生成大量的极性基团,层间距扩大;原位液相沉积过程中,SnCl2.2H2O插入氧化石墨层间与氧化基团反应,生成SnO2;经过热处理,SnO2的结晶度得到提高,并均匀地分散在石墨层间。     

镁双极槽用TiB_2涂敷电极材料的性能

以ＴｉＢ２碳胶涂敷石墨作双极性电极，并对其常温和高温理化性能以及在ＭｇＣｌ２电解过程中的电化学性能进行测试；利用扫描电镜（ＳＥＭ）分析ＴｉＢ２碳胶层的织构以及胶层与基底石墨的粘结强度。结果表明，涂敷电极在常温下具有较高的机械强度；高温下抗氧化烧蚀、耐熔盐电解质和熔融液态金属的侵蚀；涂敷电极碳胶层结构致密，涂敷层渗入石墨基底，使胶层与石墨具有较高的粘结强度。将这种材料作为镁电解双极性电极，性能优良，有发展前景。     

溶剂热法制备十二胺改性的氧化石墨及其表征

为了改善氧化石墨的亲油性,获得能够在有机溶剂甲苯中稳定分散的氧化石墨,以改进的Hummers法制备的氧化石墨胶体为前躯体,通过溶剂热法,在不同的反应条件下用十二胺对氧化石墨进行改性,制备了疏水的功能化氧化石墨.采用X射线衍射、紫外-可见分光光度计、红外光谱、拉曼和接触角测试对所得产物进行表征,考察了反应条件对产物结构及疏水性的影响.结果表明:经十二胺处理后氧化石墨的—COOH能与十二胺中的胺基发生反应,生成酰胺基团;在120℃,3h溶剂热条件下经过十二胺处理后的氧化石墨表现出了较好的疏水性,能均匀分散在甲苯中,真空抽滤获得的氧化石墨薄膜接触角由未处理前的16.9°提高到101.7°.     

真空-液相法制备沥青炭包覆人造石墨负极材料的研究

以两种煤沥青的四氢呋喃溶液作包覆剂,采用真空-液相法对人造石墨进行沥青炭包覆改性处理,将得到的样品与人造石墨分别进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析测试,并组装电池进行电化学性能测试.结果表明:沥青炭不仅包覆在人造石墨颗粒的表面,而且会填充到其孔隙中使平均孔径减小;沥青炭包覆导致人造石墨近表面区域的无序度增大,但不会改变人造石墨的晶体结构;改质沥青炭包覆人造石墨样品的比表面积从4.27m~2/g降至1.65m~2/g,首次库伦效率提高3.5%,不可逆容量降低10.9mAh/g,循环性能也有所改善.     

覆导电膜骨料水泥砂浆的强度与电热效应

采用聚合物树脂在石英砂表面包覆石墨制备覆导电膜骨料并以此制备导电水泥砂浆,研究了覆导电膜骨料表面形貌与试件的强度及电热性,试验表明:石墨可均匀牢固包覆于骨料表面,扫描电子显微镜显示其厚度约为10~50μm;随覆导电膜骨料掺量增加,材料电阻率大幅降低,质量分数为60%时达到渗流阈值,达到渗流阈值时覆导电膜骨料水泥砂浆中石墨质量约为水泥质量的3%;砂浆试件抗压强度达43.0MPa;覆导电膜骨料砂浆具有良好的电热效应,在25V电压下1h板面温度可达61℃.     

氩弧熔覆原位合成高温抗氧化性涂层

为克服石墨在723 K以上会发生氧化反应的不足,在石墨电极表面,采用氩弧熔覆技术,以Si和Ti粉末为原料,制备原位合成的高温抗氧化复合涂层。通过热力学计算和扫描电子显微镜分析,利用X射线衍射仪进行涂层物相分析,确定涂层由SiC、TiC、TiSi、TiSi2和Ti5Si3陶瓷颗粒组成。结果表明:合金熔覆层与石墨基体的结合呈现一种连续的结合界面,没有明显的缺陷;1 573 K条件下灼烧60 min,氧化失重率为0.875%。     

非均匀成核法在石墨表面改性研究中的应用

采用非均匀成核法,将Al(OH)3包覆在天然鳞片状石墨表面,制备出包覆Al(OH)3的天然鳞片状石墨,探讨了影响石墨表面包覆效果的关键因素,结果表明,pH值,处理温度和涂层物质前驱体的加入量是影响包覆效果的关键因素。通过SEM对石墨试样的表面形貌观察表明,改性石墨表面均匀地包覆了一层Al(OH)3。     

碳纤维复合材料化学镀工艺研究

为确定最佳化学镀制备碳纤维复合材料工艺条件,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征涂镀产物的组成及形貌. 实验结果表明:温度、pH值、装载量、纤维长度和搅拌方式对施镀效果有影响,镀铜最佳工艺条件为温度60 ℃,pH=12,装载量60 mg/250 mL,碳纤维长度为1 mm. 镀铜镍碳纤维(CNCF)的镀层元素为铜和镍,镀层均匀,铜、镍为多晶,结晶质量、表面一致性良好,电镜确定铜层厚度约为1 μm,与理论计算0.96 μm基本吻合.      

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅱ):氧化行为

以C鳞片,SiC,B4C和TiO2为原料,在2000℃热压合成C-SiC-B4C-TiB2复合材料.研究复合材料在600~1400℃静态空气中的恒温氧化行为,利用TG/DTA研究复合材料氧化机理,利用XRD,SEM研究复合材料恒温氧化后表面相组成和氧化层剖面的显微结构.结果表明不同C鳞片含量的复合材料的氧化动力学曲线均为抛物线,氧化层可分成氧化膜和过渡层,C鳞片质量分数为20%的复合材料在1400℃时有很好的抗氧化自还原能力,表面生成致密的氧化膜,氧化膜的成分为未形成玻璃态的TiO2或SiO2.TiO2固溶体,组织形貌为枝条状.