关键词： 炭   炭复合材料   化学气相渗透   显微结构   孔径分布   力学性能  

摘要： 以天然气为碳源,氢气为载气,采用等温化学气相渗透工艺对预制体初始密度为0.5 g/cm3(纤维体积分数为28%)的针刺整体毡进行致密化,在70 h内制备出表观密度为1.76 g/cm3的炭/炭复合材料。采用压汞法对复合材料的开孔孔径分布进行了分析,用偏光显微镜和扫描电镜观察了基体的微观组织,分析了三点抗弯试样的断口形貌。结果表明,复合材料中的开孔以小于40μm的微孔为主,基体热解炭几乎全部由粗糙层热解炭组成,仅在化学气相渗透的初始阶段在炭纤维的表面形成了很薄的一层各向同性热解炭,复合材料的抗弯强度达到210 MPa。

关键词： 质子交换膜水电解   析氧电催化剂   复合载体   微结构  

摘要： 质子交换膜水电解(PEMWE)制氢技术以其独特的优势被视为未来全球能源与环境协调发展的优先选择.析氧电催化剂是PEMWE制氢技术发展的关键瓶颈之一,主要原因在于其表面的析氧反应(OER)可逆性差、反应动力学过程缓慢.为了提高析氧过程反应动力学,需要研制高效的电催化剂.本文从材料组分与结构的角度出发,采用具有质子传导特性的复合载体,探索微结构可控复合载体材料的合成技术,开发出一系列的高效氧电极复合载体材料以及载体催化剂.实现载体材料高质子、电子导电性及微结构的可控优化,对于PEMWE的理论研究和应用都具有重要意义.

关键词： 累托石   累托石复合材料   微结构  

摘要： 层柱粘土是一种二维类分子筛,它可作为催化剂载体并将其应用于选择性催化还原(SCR)反应中.实验中采用离子交换法制备TiO2柱撑累托石和Al2O3柱撑累托石,此后把V和W的金属氧化物负载在层柱累托石上,得到累托石复合材料.实验研究结合XRD,SEM,TEM,比表面积和孔径分布测定等表征手段,初步探讨累托石复合材料的微结构.结果表明:累托石复合物柱撑效果明显,层状结构更加明显,比表面积大幅增加,累托石复合物为层状多孔结构,金属氧化物能够均匀负载.

关键词： 复合材料   陶瓷颗粒   陶瓷网格   浇铸  

摘要： 采用粉末冶金法制备Al2O3、ZTA及WC颗粒增强的铁基复合材料,并对其显微结构和硬度进行了测试分析。结果表明,Al2O3与铁基之间有明显缝隙;ZTA与铁基结合良好,无明显缝隙;WC与铁基呈冶金结合,无缝隙。复合材料基体硬度达到62 HRC,ZTA、WC颗粒硬度分别达1 500 HV、2 800 HV。

关键词： 碳纳米管   强流脉冲发射   立体微结构   单元尺度  

摘要： 为比较不同微结构对于碳纳米管冷阴极电流发射能力的增强效果,采用酞菁铁高温热解方法,以化学镀铜层为缓冲层在两种不同单元尺度的微结构阵列的硅基底上制备了CNTs薄膜,并在20 GW脉冲功率源系统中采用二极结构对其强流脉冲发射特性进行了比较研究。基底微结构阵列的单元尺度为10μm×20μm(其中微锥底边长为20μm,单元节距为30μm)和20μm×20μm。结果表明:在相同的峰值电场下,基底微结构阵列的单元尺度越小,CNTs薄膜的强流脉冲发射电流越大;且随着峰值电场的增加,单元尺度越小,CNTs薄膜的发射电流的增长速度越快。

关键词： 混合碳源   炭   炭复合材料   化学气相渗透   热解炭  

摘要： 为了探明碳源组成对化学气相渗透(CVI)制备的炭/炭复合材料密度分布及结构的影响,本文分别以丙烯(C3H6)单一碳源、丙烯/乙炔(C3H6/C2H2)混合碳源为原料,N2为稀释气体,针刺整体炭毡为预制体,在自制CVI炉中980℃负压工艺条件下制备了炭/炭复合材料。分析了碳源组成对炭收率及所制备试样密度分布的影响,并采用偏光光学显微镜、拉曼光谱对其组织结构进行了表征。研究结果表明:相同条件下,C3H6/C2H2较C3H6的炭收率高,所制备的炭/炭复合材料内外密度梯度较小,热解炭定向度高。

关键词： BNNTs/B4C陶瓷复合材料   烧结温度   显微结构   力学性能  

摘要： 以碳化硼(B4C)粉、硼(B)粉和氮化硼纳米管(BNNTs)为原料,采用热压烧结工艺,制备出高性能BNNTs/B4C陶瓷复合材料。研究了烧结温度对BNNTs/B4C陶瓷复合材料显微结构与力学性能的影响。采用硬度计、万能试验机、X射线衍射仪、扫描电镜等手段对样品性能进行了表征。实验结果表明,在最佳烧结温度2050℃,保温时间30 min,压力30 MPa时,BNNTs/B4C陶瓷复合材料的相对密度达到99.6%,力学性能最佳,维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为38.6 GPa、513.19 MPa、6.58 MPa·m1/2。

关键词： 低能离子束刻蚀   透过率   表面粗糙度   纳米结构  

摘要： 使用微波回旋共振离子源,研究Ar+离子束在不同角度、不同入射能量下对蓝宝石表面的刻蚀效果及光学性能。结果表明:所用能量800eV,1 000eV及1 200eV时透过率都有很大的提升,由原来的50%提高到70%~80%,在能量为1 000eV时增幅最大,能量为1 200eV时增幅最小;在相同能量、不同角度下刻蚀后蓝宝石粗糙度呈先增大后减小的趋势,而在相同角度、不同能量下粗糙度方面无明显规律。刻蚀后表面形貌测试表明:角度不变,能量为1 000eV时出现点状纳米结构,能量为1 200eV时出现柱状纳米结构;能量不变,角度为10°、50°及80°时出现了规律较明显的点状或条状纳米结构,角度为30°时表面较为光滑。

关键词： 固体氧化物燃料电池(SOFC)   NiO粉末   NiO/SDC阳极材料   微结构   电池性能  

摘要： 分别采用商用氧化镍和煅烧碱式碳酸镍所得氧化镍粉末与Ce0.8Sm0.2O2-δ(SDC)粉末混合,经压制烧结制得燃料电池NiO/SDC阳极烧结体,经H2还原后得到Ni/SDC金属陶瓷阳极材料,考察了不同NiO原料和加入量对阳极烧结体和阳极材料的微结构及相关性能的影响,还对以Ni/SDC为阳极构建的燃料电池单电池的性能进行了测试。实验结果表明:煅烧碱式碳酸镍所得NiO粉末和商用NiO粉末的平均粒径分别约为1.1μm和8μm,前者更为均匀细小;由煅烧碱式碳酸镍所得NiO所制备的Ni/SDC阳极材料具有更高的电导率,含40%NiO的阳极材料(S-Ni/40SDC),在H2气氛中的电导率可达117.5 S·cm-1。以煅烧碱式碳酸镍所得的NiO制备的NiO/SDC为阳极,SDC为电解质,(Y0.5Ca0.5)BaCo3ZnO7-50SDC为阴极的单电池在700℃下的最大输出功率达225 mW/cm2,开路电压为0.85 V,电池性能优于以商用NiO为阳极原料所构建的单电池。

关键词： 纳米金刚石薄膜   氧离子注入   电化学性能   微结构  

摘要： 在纳米金刚石薄膜中注入剂量为1012cm-2的氧离子,并进行700,800,900和1000?C的真空退火处理,系统研究薄膜的微结构和电化学性能结果表明,氧离子注入未退火(O120)和氧离子注入1000?C退火(O121000)电极的电势窗口分别为4.60 V和3.61 V,远大于其他电极的电势窗口,并且这两个样品的电极传质效率较高,说明氧离子注入和高温退火有利于提高电极的传质效率.红外光谱测试表明,样品O120和O121000的表面没有碳氢基团终止层,而其他样品均含有氢终止层,说明氧离子注入和高温退火破坏了薄膜表面含碳氢基团的氢终止层,提高了薄膜的电化学性能Raman光谱测试结果表明,金刚石含量较高、内应力较小和非晶石墨相无序化程度较大的样品具有较好的电化学性能;并且薄膜晶界处的非晶碳的团簇数量或者尺寸减小,样品的电化学性能提高.