表面镀Ni碳纤维增强Cu基复合材料的制备和表征 被引量：5

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作者 贾建刚 高昌琦 +4 位作者 刘第强 季根顺 薛向军 郭铁明 郝相忠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第14期2462-2466,共5页

为提高碳纤维/铜(Cf/Cu)复合材料中Cf与Cu基体的结合强度,通过电化学法在Cf表面沉积一层约1μm厚的Ni镀层,进而沉积厚约6μm的Cu镀层,将镀覆Ni-Cu复合镀层的短纤维复合丝在800℃、20MPa下利用放电等离子烧结(SPS)制备镀镍碳纤维增强的... 为提高碳纤维/铜(Cf/Cu)复合材料中Cf与Cu基体的结合强度,通过电化学法在Cf表面沉积一层约1μm厚的Ni镀层,进而沉积厚约6μm的Cu镀层,将镀覆Ni-Cu复合镀层的短纤维复合丝在800℃、20MPa下利用放电等离子烧结(SPS)制备镀镍碳纤维增强的铜基复合材料(Cf/Cu(Ni)),并与相同烧结工艺下制备的相同碳纤维体积分数的Cf/Cu复合材料进行对比。利用XRD和SEM分别研究了碳纤维表面Ni镀层的物相及表面形貌,用附带EDS的SEM研究了Cf与Ni-Cu复合镀层断面、Cf/Cu(Ni)复合材料表面及断口形貌,采用电子式万能试验机研究了未经修饰的碳纤维、镀Ni碳纤维、镀Cu碳纤维和Cf/Cu(Ni)以及Cf/Cu复合材料的拉伸性能。结果表明,镀Ni碳纤维复合丝的拉伸强度略高于未经修饰的碳纤维,断裂伸长率则略低于未经修饰的碳纤维,拉伸过程中Ni镀层无剥离,这与其表面Ni镀层和Cf的结合强度较高有关。Cf/Cu(Ni)复合材料呈塑性断裂,力学性能明显优于Cf/Cu复合材料,拉伸强度提高20%以上。 展开更多

关键词 碳纤维 CU基复合材料 Ni-Cu双镀层 拉伸性能

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拉伸速率对碳纤维单丝拉伸性能的影响 被引量：2

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作者 季根顺 张梅英 +2 位作者 贾建刚 薛向军 郝相忠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期28-31,共4页

碳纤维单丝直径通常小于10μm,拉断载荷很小,其拉伸试验有别于常规材料.测定了T300-12K碳纤维单丝的拉伸性能,考察了拉伸速率对拉伸性能的影响.结果表明:随着拉伸速率提高,碳纤维单丝拉伸强度明显增大,拉伸强度由拉伸速率为0.1mm/min时... 碳纤维单丝直径通常小于10μm,拉断载荷很小,其拉伸试验有别于常规材料.测定了T300-12K碳纤维单丝的拉伸性能,考察了拉伸速率对拉伸性能的影响.结果表明:随着拉伸速率提高,碳纤维单丝拉伸强度明显增大,拉伸强度由拉伸速率为0.1mm/min时的2 699MPa增加到10mm/min时的3 464MPa;表观弹性模量略有增大,大致呈线性规律增加,由拉伸速率为0.1mm/min时的186GPa增加到10mm/min时的209GPa;断裂伸长率随拉伸速率变化不大. 展开更多

关键词 碳纤维单丝 拉伸速率 拉伸强度 表观弹性模量

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碳纤维类材料用于电芬顿体系电极的研究现状 被引量：3

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作者 徐虎 郭泓凯 +3 位作者 柴昌盛 郝相忠 杨子元 徐卫军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3707-3718,共12页

电芬顿技术作为先进氧化技术的一种,基于电化学原理间接性地产生·OH自由基,可以高效快速地去除水中的有机污染物。碳纤维类材料因其比表面积大、密度低、耐腐蚀等优点而被常用作电芬顿体系的电极材料。本文首先介绍了电芬顿技术的... 电芬顿技术作为先进氧化技术的一种,基于电化学原理间接性地产生·OH自由基,可以高效快速地去除水中的有机污染物。碳纤维类材料因其比表面积大、密度低、耐腐蚀等优点而被常用作电芬顿体系的电极材料。本文首先介绍了电芬顿技术的基本原理,对近年来碳纤维类材料用于电芬顿电极的研究现状进行了归纳总结,分析了碳纤维材料用于电芬顿电极时的改性手段及应用方式。着重分析了其用于电芬顿阴极时的改性机理与改性方式,并指出了其应用优势与局限性。同时也对碳纤维类材料在电芬顿阳极的应用进行了总结。最后,针对碳纤维类材料用于电芬顿体系时的产业化问题、能耗问题、电极的多功能化等问题进行了分析和展望,为碳纤维类材料应用于电芬顿体系的深入研究提供参考。 展开更多

关键词 碳纤维 电芬顿技术 电极材料 有机污染物

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碳毡SiC涂层分析表征与抗氧化性能 被引量：3

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作者 季根顺 薛维果 +2 位作者 薛向军 张育铭 徐卫军 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期17-19,共3页

碳毡作为一种隔热保温材料,只能在真空环境或者惰性气氛中使用,在氧化性气氛中会因氧化而失效.在碳毡上制备SiC涂层,可有效防止其氧化.用化学气相沉积法在碳毡上制备SiC涂层,借助XRD、SEM分析涂层的物相组成以及微观结构,对比涂覆前后... 碳毡作为一种隔热保温材料,只能在真空环境或者惰性气氛中使用,在氧化性气氛中会因氧化而失效.在碳毡上制备SiC涂层,可有效防止其氧化.用化学气相沉积法在碳毡上制备SiC涂层,借助XRD、SEM分析涂层的物相组成以及微观结构,对比涂覆前后碳毡的抗氧化性.结果表明:在碳毡表面制备的SiC涂层连续致密、无明显孔洞和微裂纹.大气环境中热重分析结果表明,无涂层碳毡在790℃时,失重率已达100%,而SiC涂层碳毡在790℃失重率仅为4%左右.温度升至1 200℃时,涂层试样因生成SiO2质量略有增加. 展开更多

关键词 碳毡 SIC涂层 氧化

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CVI法制备C/C复合材料的温度梯度 被引量：2

5

作者 季根顺 王丽 +2 位作者 贾建刚 薛向军 郝相忠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期17-20,共4页

温度梯度CVI法可在碳纤维预制体内部实现热解碳由高温区域向低温区域的顺序沉积,是快速、低成本制备C/C复合材料的一种有效途径.通过设计变径螺旋感应线圈,可实现被加热工件轴向及径向的温度梯度.变径螺旋感应线圈加热圆柱状石墨试样温... 温度梯度CVI法可在碳纤维预制体内部实现热解碳由高温区域向低温区域的顺序沉积,是快速、低成本制备C/C复合材料的一种有效途径.通过设计变径螺旋感应线圈,可实现被加热工件轴向及径向的温度梯度.变径螺旋感应线圈加热圆柱状石墨试样温度场实测结果显示:沿轴向温度呈线性变化,径向温度场呈"浅盘状"分布.以碳毡为预制体在变径感应线圈中用CVI法制备C/C复合材料,沉积46h后,高温区材料密度从0.08g·cm-3增加到1.487g·cm-3,低温区密度增加到0.398g·cm-3,说明碳毡预制体内热解碳发生了顺序沉积,可实现快速致密化. 展开更多

关键词 变径螺旋感应线圈 “浅盘状”温度场 C/C复合材料

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化学液相沉积温度对C/C复合材料致密化行为及显微结构的影响 被引量：3

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作者 季根顺 刘金欣 +3 位作者 贾建刚 陈晓龙 李小龙 郝相忠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第6期30-34,共5页

化学液相沉积法(简称CLVD)是一种快速致密C/C复合材料的有效工艺.利用自行研制的沉积装置,以碳毡为预制体,研究了其在不同工艺下的致密化行为.并对复合材料的密度、孔隙率、致密化速率及显微形貌与结构进行了分析.结果表明:自行研制的... 化学液相沉积法(简称CLVD)是一种快速致密C/C复合材料的有效工艺.利用自行研制的沉积装置,以碳毡为预制体,研究了其在不同工艺下的致密化行为.并对复合材料的密度、孔隙率、致密化速率及显微形貌与结构进行了分析.结果表明:自行研制的沉积装置可实现C/C复合材料的快速制备,在1 050℃下经1h沉积后制备出密度近1.6g/cm^3的C/C复合材料,致密化效果显著.沉积的热解碳以碳纤维为轴形成同轴层状结构,沉积温度升高,致密化速率加快,热解碳由光滑层向粗糙层过渡,并向有序的石墨结构进行转化. 展开更多

关键词 化学液相沉积 C/C复合材料 热解碳 致密化速率

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液相汽化TG-CVI法制备C/C复合材料的组织和性能 被引量：1

7

作者 季根顺 陈晓龙 +3 位作者 贾建刚 李小龙 龚静博 郝相忠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期2029-2033,共5页

为了提高C/C复合材料的致密化速率,本研究以环己烷为碳源前驱体、普通碳毡为预制体,设计了前驱体蒸发与热解碳沉积一体的沉积装置。采用液相汽化TG-CVI法快速制备C/C复合材料,并对复合材料进行2000℃下保温2 h的高温热处理。采用偏光显... 为了提高C/C复合材料的致密化速率,本研究以环己烷为碳源前驱体、普通碳毡为预制体,设计了前驱体蒸发与热解碳沉积一体的沉积装置。采用液相汽化TG-CVI法快速制备C/C复合材料,并对复合材料进行2000℃下保温2 h的高温热处理。采用偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪表征了复合材料的显微组织、断口形貌、物相结构及晶化程度,并采用万能试验机测试复合材料的抗弯强度。结果表明,初始密度为0.14 g/cm^3的环形预制体在温度为1000℃及压力为20 kPa下沉积20 h后,其平均密度可达1.65 g/cm^3;液相汽化TG-CVI的致密化速率为0.0755 g·cm^-3·h^-1,较传统ICVI提高了近一个数量级;复合材料的组织均为粗糙层热解碳,弯曲强度约为63.24 MPa,断裂形式为假塑性断裂。复合材料经2000℃下2 h热处理后,C(002)层间距显著减小,微晶由乱层结构向理想石墨转化,具有较高的石墨化度。 展开更多

关键词 C/C复合材料 热解碳结构 高温热处理 石墨化 抗弯强度

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定向气流TG-CVI法快速致密化盘状C/C复合材料工艺 被引量：1

8

作者 季根顺 武国强 +3 位作者 贾建刚 赵浩 张胜 郝相忠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期18-22,共5页

C/C复合材料因其特异性能在航空航天、武器装备等领域得到了广泛应用.但其制备过程中致密化周期很长导致成本居高不下,限制了C/C复合材料在众多领域的应用.采用定向气流温度梯度气相渗透(TG-CVI)快速致密化方法制备盘状C/C复合材料,并... C/C复合材料因其特异性能在航空航天、武器装备等领域得到了广泛应用.但其制备过程中致密化周期很长导致成本居高不下,限制了C/C复合材料在众多领域的应用.采用定向气流温度梯度气相渗透(TG-CVI)快速致密化方法制备盘状C/C复合材料,并对其致密化行为和致密化工艺进行研究.结果表明:定向气流TG-CVI法能有效抑制气相沉积过程中C/C复合材料表面"结壳"现象,实现盘状C/C复合材料的逐层快速致密化,是制备盘状C/C复合材料较为理想的工艺.在1 080℃下,只需沉积67 h,C/C复合材料的密度就可达到1.8 g/cm^3,热解碳结构全部为粗糙层结构(RL). 展开更多

关键词 定向气流TG-CVI C/C复合材料 逐层快速致密化 热解碳

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定向脉冲气流TG-CVI法致密C/C复合材料工艺及性能

9

作者 季根顺 赵浩 +3 位作者 贾建刚 张胜 李周 郝相忠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第1期20-23,共4页

以液化气为碳源前驱体,氮气为稀释气体,采用定向脉冲气流TG-CVI法,对初始密度为0.14 g·cm-3的普通碳毡进行致密化处理.研究在不同试验条件下C/C复合材料的致密化过程和密度分布,借助偏光显微镜观察其微观组织,扫描电子显微镜观察... 以液化气为碳源前驱体,氮气为稀释气体,采用定向脉冲气流TG-CVI法,对初始密度为0.14 g·cm-3的普通碳毡进行致密化处理.研究在不同试验条件下C/C复合材料的致密化过程和密度分布,借助偏光显微镜观察其微观组织,扫描电子显微镜观察其断口形貌,采用三点弯曲法测定C/C复合材料的抗弯强度.结果表明:在热端温度为1080℃、脉冲压力为-3~0 kPa的条件下,经70 h致密化,C/C复合材料的表观密度可达1.836 g·cm-3,且密度分布均匀;组织为粗糙层(RL)和光滑层(SL)的混合型组织;试样断口形貌呈渐变的锯齿状分布,纤维以拔出为主,表现为假塑性断裂特征,抗弯强度为83.91 MPa. 展开更多

关键词 C/C复合材料 定向脉冲气流TG-CVI 组织结构 抗弯强度

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基于Si-CaO/Al_(2)O_(3)-Si三明治结构的碳/碳复合材料高强度扩散连接 被引量：1

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作者 王晓昱 贾建刚 +3 位作者 刘第强 巨佳康 柴昌盛 季根顺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期73-78,共6页

通过在碳/碳(简称C/C)复合材料表面依次铺设Si、CaO/Al_(2)O_(3)微晶玻璃(简称CA)和Si浆料,形成一种三明治结构的涂层,经热压扩散连接实现C/C复合材料自身连接。C/C复合材料和玻璃陶瓷之间的润湿性差,而Si与C具有良好的亲和性,因此希望... 通过在碳/碳(简称C/C)复合材料表面依次铺设Si、CaO/Al_(2)O_(3)微晶玻璃(简称CA)和Si浆料,形成一种三明治结构的涂层,经热压扩散连接实现C/C复合材料自身连接。C/C复合材料和玻璃陶瓷之间的润湿性差,而Si与C具有良好的亲和性,因此希望通过Si和基体C在高温下原位生成SiC,同时Si和CA接触扩散并进行化学反应形成硅酸盐玻璃,使得采用微晶玻璃来连接C/C复合材料成为可能。对接头的微观组织结构和力学性能进行了研究,结果表明:随着保温时间延长,接头连接层上的裂纹和孔洞减少,连接层变得更为致密。在1480℃、0.5~1 MPa及保温90 min的工艺条件下,所得接头在室温下的剪切强度达30.45 MPa。熔融的中间层产物与C/C复合材料具有较好的浸润性,并渗透填充到C/C复合材料基体的空隙中形成了“钉扎结构”,从而提高了接头的剪切强度。 展开更多

关键词 碳/碳复合材料 CaO/Al_(2)O_(3)微晶玻璃 扩散连接 组织结构 剪切强度

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两种石墨毡阴极在E-Fenton体系中的应用研究

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作者 郭泓凯 徐虎 +3 位作者 赵成文 郝相忠 杨子元 徐卫军 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期154-160,共7页

分别以聚丙烯晴(PAN)基石墨毡(GF)和粘胶基石墨毡为固体催化电极,通过不同阴极电位下电化学生成H2O2的浓度表征2种电极氧还原反应(ORR)的活性,考察了在最佳电位下,2种电极对亚甲基蓝(MB)的降解效果。利用扫描电镜(SEM)、视频光学接触角... 分别以聚丙烯晴(PAN)基石墨毡(GF)和粘胶基石墨毡为固体催化电极,通过不同阴极电位下电化学生成H2O2的浓度表征2种电极氧还原反应(ORR)的活性,考察了在最佳电位下,2种电极对亚甲基蓝(MB)的降解效果。利用扫描电镜(SEM)、视频光学接触角测量仪、X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱表征2种石墨毡的表面结构和石墨化程度,利用电化学阻抗测试(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)分析2种石墨毡的电化学性质。结果表明,石墨化程度较大的粘胶基石墨毡表面惰性强,降低了氧活性物质的积聚,阻碍了ORR的进行。而PAN基石墨毡具有更大的电活性面积,从而有利于ORR的发生。在溶液pH为3、Fe^(2+)浓度为0.3 mmol/L、外加电位为-0.85 V、氧气流量为300 mL/min条件下,90 min时PAN基石墨毡的H2O2产量可达160.7 mg/L,对100 mg/L亚甲基蓝的矿化率为58%。 展开更多

关键词 石墨毡 石墨化程度 亚甲基蓝 氧还原反应

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