李海英
,
高晓晴
,
张国兵
,
郭全贵
,
刘朗
功能材料
将双向拉伸聚酰亚胺(PI)薄膜叠层、压制炭化、高温热处理后制得了高定向石墨材料.借助TG、元素分析、XRD等测试手段分析了PI薄膜层叠成型体在热处理过程中质量、尺寸、化学组成、微观结构的变化.结果表明成型体炭化期间薄膜面向收缩较大,层叠方向尺寸变化不大,对材料进一步加压石墨化后,发现材料沿层叠方向有较大收缩,沿径向收缩较小.XRD分析表明PI薄膜热处理过程中会发生从高分子定向膜到无定型炭,再到高有序石墨结构的转变.经2800℃处理后的材料具有高的取向性和传导性能,四探针法测得样品的电阻率为0.79μΩ·m,根据电阻率与热导率的相关公式推得其热导率为1000～1600W/m·K.
关键词:
聚酰亚胺薄膜
,
炭化
,
石墨化
,
传导性能
高晓晴
,
郭全贵
,
刘朗
,
宋进仁
功能材料
炭材料具有高热导率、低密度、优异的机械性能,是近年来最具发展前景的一类散热材料.本文结合炭材料结构和传导机理主要介绍目前国内外在提高炭材料热导率方面的研究工作及发展趋势.
关键词:
炭材料
,
热导率
,
低密度
宋金亮
,
郭全贵
,
仲亚娟
,
高晓晴
,
冯志海
,
樊桢
,
史景利
,
刘朗
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(12)60002-X
以中间相沥青和添加中间相炭微球的沥青为原料,调整发泡压力和发泡湿度制备沥青泡沫,经1273K炭化和2973 K石墨化,制备了高密度石墨泡沫.为了进一步提高石墨泡沫的密度,采用573 K的沥青反复浸渍炭化未添加中间相炭微球的沥青在1273K下所制的泡沫炭,再经2973K石墨化获得增密度后的石墨泡沫.而后制备了相应石墨泡沫/石蜡复合材料.研究了石墨泡沫热物理性能的影响因素和石墨泡沫/石蜡复合材料的热行为.研究表明:沥青组分、发泡温度和发泡压力决定了石墨泡沫的结构和热物理性能,而石墨泡沫的热导率决定了复合材料的热行为.与石蜡相比,石墨泡沫/石蜡复合材料的热扩散系数提高了768至1588倍.石墨泡沫/石蜡复合材料的潜热与石蜡的质量分数成正比.该复合材料是快速响应电子散热材料的良好选择.
关键词:
高密度石墨泡沫
,
石蜡
,
散热能力提高
仲亚娟
,
李四中
,
魏兴海
,
高晓晴
,
史景利
,
郭全贵
,
刘朗
新型炭材料
以石墨泡沫(Graphite foam,GF)、炭毡(Carbon felt,CF)和压缩膨胀石墨(Compressed expansed natural graphite,CENG)作为相变储能材料(Phase change material,PCM)石蜡的强化传热载体,制备了三种不同结构炭材料-石蜡相变储能材料体系.采用扫描电镜(SEM)、激光热导仪和差示扫描量热仪(DSC)对其结构和热性能进行了表征和测试.结果表明:浸蜡后的GF、CF和CENG的热导率分别比纯石蜡的热导率提高了437倍、14倍和25倍;比较三种储能材料体系的储能行为发现,三种储能材料体系的相变潜热分别为42.34 J/g, 48.38 J/g和57.82 J/g.
关键词:
炭材料
,
石蜡
,
相变储能材料
,
热性能
赵建国
,
郭全贵
,
高晓晴
,
魏兴海
,
史景利
,
要立中
,
刘朗
新型炭材料
利用膨胀石墨孔隙结构的吸附性能,制备了石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料,用差示扫描热量法研究了其的热性能.结果表明:石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料的相变温度不随石蜡含量的改变而变化,但其相变潜热随着石蜡含量的增加而增加、导热性能却随着石蜡含量的增加而小.膨胀石墨的多孔结构对石蜡有很好的吸附性能,石蜡在固-液相变时,末见有液态石蜡的渗出.
关键词:
膨胀石墨
,
石蜡
,
相变材料
高晓晴
,
郭全贵
,
史景利
,
李贵生
,
宋进仁
,
刘朗
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.01.004
以中间相沥青基短切炭纤维和中间相沥青为原料,采用模压成型、炭化、致密化、高温石墨化等一系列常规工艺,制备了传导性能良好的炭/炭复合材料.主要考察了中间相沥青与中间相沥青基炭纤维质量配比对材料密度及传导性能的影响,并进一步研究了材料微晶参数的变化与材料性能的相关性.结果表明:中间相沥青与纤维质量配比对材料的导热、导电性能以及微晶参数有很大影响.随着中间相沥青用量的增大,材料导热、导电性能均提高,石墨层间距d002减小,石墨微晶尺寸La、Lc增大;当中间相沥青与炭纤维质量比为 0.8时,制备出的炭/炭复合材料石墨微晶尺寸最大,常温传导性能最佳(垂直于压制方向的面向热导率为385W/(m·K),电阻率为2.85μΩ·m);进一步提高中间相沥青用量,石墨微晶尺寸La、Lc减小,材料的传导性能降低.
关键词:
短切炭纤维
,
中间相沥青
,
炭/炭复合材料
,
热导率
,
电阻率
,
微晶参数
高晓晴
,
郭全贵
,
刘朗
,
史景利
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.054
以短切炭纤维、中间相沥青和Ti粉为原料,采用模压成型、炭化、致密化、高温石墨化等一系列常规工艺,制备了含Ti组元的炭/炭复合材料.考察了Ti组元的添加对复合材料传导性能和微观结构的影响,结果表明:Ti组元的添加能增强复合材料界面、促进晶粒的完善和长大,提高材料的传导/力学性能.当Ti含量为7.3%时,2500℃高温石墨化后所制复合材料的面向热导率最高,为482W/(m·K);进一步3000℃高温处理后材料面向热导率达556W/(m·K).同时本文探讨了Ti组元的催化石墨化机理.
关键词:
炭/炭复合材料
,
Ti组元
,
热导率
,
微观结构
孔垂周
,
高晓晴
,
郭全贵
,
宋进仁
,
杨禹
新型炭材料
采用热压与致密化工艺分别在1 000﹑1 100﹑1 200和1 300 ℃下制备出纳米粘土增强一维炭/炭复合材料( C/C).利用XRD﹑激光拉曼光谱等研究纳米粘土的热转变规律,利用体密度﹑导热率﹑抗弯强度及模量等数据研究纳米粘土的热转变对C/C复合材料的影响. 采用场发射扫描电镜分析试样微观形貌. 结果表明,热压温度对纳米粘土增强C/C复合材料的结构和性能影响显著. 1 200 ℃热压制备的C/C复合材料抗弯强度最大为230. 1 MPa,模量最大为87. 3 GPa. C/C复合材料中的纳米粘土1 200 ℃热压转变成莫来石﹑方石英﹑无序粘土﹑有序炭及无序炭. 这些组分均匀分散在基体中,可改善基体炭结构以及基体炭和炭纤维的界面,提高复合材料的力学性能;1 300 ℃热压时纳米粘土中的SiO2与基体炭发生碳热还原反应,破坏了基体结构,导致材料的抗弯强度和模量降低,而反应产物SiC提高了材料的导热率.
关键词:
纳米粘土
,
C/C复合材料
,
热压温度
,
结构
,
性能
高晓晴
,
郭全贵
,
史景利
,
翟更太
,
刘朗
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2005.02.008
以多壁碳纳米管和中间相沥青为原料制备了碳纳米管/碳复合材料,主要研究了碳管用量及热处理温度对材料制备的影响,考察了材料的弯曲强度、硬度和热、电传导性能.结果表明:随着热处理温度的增加,材料表现出较大的收缩和失重,碳管用量较少的样品失重、收缩更大,碳管用量15%(质量分数)的样品经2 500℃处理后密度可达1.90g/cm3;复合材料表现了远高于基体碳的弯曲强度和硬度;然而热、电传导性能远远低于基体碳.
关键词:
碳纳米管/碳复合材料
,
弯曲强度
,
硬度
,
热导率
,
电阻率
宋玉强
,
沈以赴
,
陈凯锋
,
许超
,
王晶晶
材料开发与应用
采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为桥接剂在玻璃鳞片表面接枝包覆端羧基液态丁晴橡胶(CTBN),制备GF-HDI-CTBN三元复合材料,并通过FT-IR、SEM、EDS、TGA等手段对复合材料的结构、形貌、表面元素和接枝率等进行表征.以复合材料为填料配制防腐涂料,测试其对涂料性能的影响.结果表明,以HDI为桥接剂,在玻璃鳞片表面成功接枝包覆上了端羧基液态丁晴橡胶,端羧基液态丁晴橡胶呈密集肌纤维状,均匀包覆在玻璃鳞片表面;所制备的端羧基液态丁晴橡胶改性玻璃鳞片防腐涂料的拉伸强度、断裂伸长率、附着力和耐冲击性都得到了明显的提高,且当GF-HDI-CTBN添加量为20％时改善最为明显.
关键词:
端羧基液态丁晴橡胶
,
玻璃鳞片
,
涂料
,
接枝改性
