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载气对炭/炭复合材料沉积速率、体密度和微观结构的影响
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TQ342.76[化学工程—化纤工业]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学物理科学与核能工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(21071011).
中文摘要:

分别采用H2和CO2作为载气,CH4为前躯体,通过等温化学气相渗积制备炭/炭复合材料,通过偏光显微镜、拉曼光谱、X射线衍射和透射电镜对材料微观结构表征以及渗积过程密度变化,研究载气对沉积速率、体密度和微观结构的影响规律。结果表明:在渗积前50 h,CH4-H2体系的沉积速率明显大于CH4-CO2体系,但在其余渗积时间里,CH4-H2体系的沉积速率小于CH4-CO2体系。当载气从H2变成CO2时,复合材料的体密度从1.626 g/cm3增加到1.723 g/cm3,最大径向密度梯度从0.074 g/cm3减小到0.056 g/cm3。同时,基体炭从纯的粗糙体炭转变为杂化粗糙体炭含有过度生长锥,且平均石墨化度从62.7%下降到50.8%。这些显著的变化是由于CO2的氧化作用降低了表面沉积速率,却没有降低孔内沉积速率,同时大量的缺陷形成于层状石墨烯结构中导致形成过度生长锥,降低了热解炭织构。

英文摘要:

Effect of carrier gases( H2 and CO2) on the densification rate,bulk density and microstructure of carbon/carbon composites fabricated by isothermalchemical vapor infiltration from methane( CH4) was investigated. In the initial 50 h,the densification rate obtained from CH4-H2 is obviously higher than that from CH4-CO2,while the densification rate from CH4-H2 is lower than that from CH4-CO2 with a further increase of infiltration time. When the carrier gas is switched from H2 to CO2,the average bulk density of the compositeincreases from 1. 626 to 1. 723 g / cm3,the maximum radial density gradient decreases from 0. 074 to0. 056 g / cm3,the matrix changes from the pure rough laminar to hybrid rough laminar pyrocarbon with overgrowth cones,and the average degree of graphitization reduces from 62. 7% to 50. 8%. These significant changes are caused by the fact that CO2 can effectively reduce the surface deposition rate but does not inhibit the in- pore infiltration,and thatdefects are formed in the deposits by a CO2 introduction in gas phase and the resulting overgrowth cones deteriorate the texture degree of pyrocarbon.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764