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2004年  第19卷  第04期

锂离子电池中电解液与石墨类负极活性材料的相容性
徐仲榆, 范长岭, 尹笃林
2004, 19(04): 241-248.
摘要(2701) PDF(2677)
摘要:
选择了一种具有良好贮锂结构的人造石墨试样作为锂离子电池负极活性材料,考察了它在六种不同电解液中的恒电流充、放电性能和循环伏安特性,采用傅立叶变换红外光谱分析了不同电解液在试样颗粒表面发生还原反应时所形成的固体电解质中间相膜的成份和含量。据此得出的结论是:电解液与石墨类负极活性材料能否相容的问题,实质上就是所选定的电解液能否与其颗粒表面发生缓和的还原反应、生成薄而致密的只允许锂离子通过的固体电解质中间相膜。
炭化温度对竹炭微观结构及电性能的影响
江泽慧, 张东升, 费本华, 岳永德, 陈晓红
2004, 19(04): 249-253.
摘要(4670) PDF(4729)
摘要:
将5年生毛竹竹材在氮气氛下进行炭化处理,采用SEM、TGA、XRD、EDXA等研究炭化温度对竹炭微观结构、元素含量及其电阻率的影响。结果表明:随着炭化温度的升高,竹炭微观结构收缩程度增加,竹材经500℃、750℃和1000℃炭化后,其横切面的收缩率分别是21%、38%和40%,微晶结构趋于向石墨有序化的中间状态变化。竹炭不同部位的C元素含量和电阻率不同,并随温度变化而变化。500℃时C元素的质量分数为:表层(49.25%)<内部(91.43%)<内表层(95.53%)。竹炭电阻率在750℃发生明显的突变,表层、内部和内表层的电阻率比500℃时降低98倍~187倍。随着温度的升高,竹炭导电性增强的原因是由于石墨微晶尺寸增大和灰分含量降低所致。
磷氮硼(PNB)系催化剂处理对粘胶纤维热裂解行为的影响
李辉, 温月芳, 杨永岗, 刘朗
2004, 19(04): 254-260.
摘要(3953) PDF(3520)
摘要:
催化剂是制备粘胶炭纤维的关键之一,利用含硼、含磷氮和含磷氮硼三种物质作为制备炭纤维的催化剂,通过TG-MS手段分析了三种催化剂对粘胶纤维在惰性气氛下热解行为的影响。结果表明:三种催化剂的加入均使粘胶纤维的裂解反应向低温侧移动,并大大提高了粘胶纤维在600℃时的热解收率,三种催化剂均能提高粘胶纤维裂解产物中水和二氧化碳的生成;含硼类催化剂不能抑制焦油、醛酮和呋喃类物质的生成,而含磷氮和含磷氮硼催化剂对焦油、醛酮和呋喃类物质的抑制作用较强。磷氮硼并用时的催化效果优于单独使用磷氮或硼,二者对粘胶纤维的裂解具有协同催化作用。
添加纳米碳管对高密度聚乙烯力学行为和结晶过程的影响
童昕, 赫秀娟, 成会明
2004, 19(04): 261-267.
摘要(3483) PDF(1804)
摘要:
利用熔融法制备了一系列具有不同纳米碳管含量的纳米碳管(CNT)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。对其拉伸性能的研究结果表明,添加质量分数分别为2%,5%和10%的纳米碳管使HDPE的拉伸模量分别提高了7.4%,27.0%和28.6%,屈服强度分别提高了3.3%,14.4%和18.5%,但是会降低HDPE的断裂强度和断裂伸长率。同时,对复合材料中HDPE结晶过程的研究表明,纳米碳管可以提高HDPE的开始结晶温度,降低结晶活化能,但是会使HDPE的结晶速率下降,结晶度降低。
氨化对湿纺PAN初生丝条结构的影响
任富忠, 吕春祥, 梁晓怿, 吴刚平, 贺福, 凌立成
2004, 19(04): 268-274.
摘要(4469) PDF(3477)
摘要:
用氨化树脂进行湿法纺丝,采用接触角测量仪研究了通氨量对树脂亲水性的影响,借助光学显微镜、扫描电镜和压汞仪阐明了凝固浴温度、凝固浴中二甲亚砜的浓度和通氨量对初生丝条截面形貌和孔结构的影响。结果表明:随着树脂亲水性的增强和温度的升高,初生丝条的截面形貌趋向于圆形;树脂氨化后在湿纺初生丝条中生成的孔的总体积明显降低,且随着通氨量的增大在初生丝条中有一部分微米级大孔(6μm~100μm)转变为纳米级小孔(孔径<140nm),并且随着凝固浴温度和二甲亚砜浓度的升高初生丝条中大孔所占的体积百分数明显降低。
人工神经网络建模在抗烧蚀炭/炭复合材料基体改性研究中的应用
陈强, 李贺军, 李爱军, 孙国岭, 李克智
2004, 19(04): 275-280.
摘要(3280) PDF(1644)
摘要:
基体改性是防止炭/炭复合材料氧化的主要手段。通过将人工神经网络引入炭/炭复合材料的基体改性研究,借助Levenberg-Marquardt算法对不同添加剂组成改性试样所具有的氧化烧蚀率学习,建立了炭/炭复合材料改性添加剂组成—氧化烧蚀率的BP网络模型。研究结果表明:所建模型可以较好地反映添加剂含量与试样氧化烧蚀率间的内在规律,网络模型的输出值和实验验证值间的误差<0.5%,将模型筛选出的最优配方用于基体改性,试样的氧化烧蚀率下降了49.5%,说明将人工神经网络用于炭/炭复合材料基体改性是可行和有效的。
非均相成核中间相炭微球的形成过程及其结构演变
李同起, 王成扬, 郑嘉明, 王慧
2004, 19(04): 281-288.
摘要(2914) PDF(2056)
摘要:
以含有喹啉不溶物的煤焦油沥青为原料,在410℃、不同反应时间下获得一系列中间相炭微球(MCMB)和小于0.5μm的碳质颗粒(SCP)。通过对中间相沥青的软化点、族组成和MCMB、SCP的形貌及MCMB断面结构的分析,认为非均相成核MCMB的形成和生长过程不同于均相成核的融并生长过程,而是SCP碳质颗粒的构筑过程,我们称之为“球形基本单元构筑”过程。在MCMB生长过程中,体系的黏度对SCP的形成和MCMB的生长起着重要的作用。非均相成核MCMB的内部结构不是三种模型结构(“地球仪”型、“洋葱”型和“同心圆”型)中的任一种,而是炭层具有收缩点的复杂结构,并且球体的结构不具有“继承性”,即随着反应时间的延长而不断发生变化和调整。MCMB内部分子在球体生长过程中的主要变化趋势是分子的不断缩合长大,而不是分子片层的平行趋向。
压力梯度CVI工艺制备2D炭/炭复合材料的弯曲断裂行为(英)
薛辉, 李贺军, 侯向辉, 李克智, 韩红梅
2004, 19(04): 289-292.
摘要(3244) PDF(1518)
摘要:
采用三点弯曲方法测试了压力梯度化学气相浸渗法(CVI)工艺制备的2D炭/炭复合材料的性能,借助于扫描电镜研究了断口和界面形貌,分析了密度和纤维基体界面对材料力学性能的影响。结果表明,随试样密度增加,2D炭/炭复合材料的断裂模式从剪切断裂、层间分离向拉伸断裂转变。材料密度对弯曲强度和模量影响很大,但对弯曲挠度基本没有影响。揭示了影响2D炭/炭复合材料弯曲挠度的关键因素是纤维与热解炭基体界面的结合情况。
煤-树脂混合物残炭的形貌分析(英)
Imtiaz Ahmad, Mohammad Ishaq, Mohammad Arsala Khan, Mohammad Shakir Ullah, Ali Bahader
2004, 19(04): 293-297.
摘要(3086) PDF(1717)
摘要:
借助扫描电子显微镜研究了原煤及其各种树脂混合物经微型反应釜中350℃和400℃处理后所获残炭的形貌。结果表明:富氢煤的显微组分被分解,而丝炭和角质等煤的显微组分难分解。添加诸如高密、低密聚丙烯及聚苯乙烯等树脂后可加速煤的显微组分的分解,并改变了其残炭的显微形貌。
不同原料气催化热解法制备碳纳米管的研究
李颖, 李轩科, 刘朗
2004, 19(04): 298-302.
摘要(4622) PDF(4152)
摘要:
以CH4和C3H6为原料气,Ni-SiO2为催化剂,采用催化裂解法制备了碳纳米管。考察了两种原料气在单位催化剂上的产量与碳纳米管的转化率,并运用TEM、XRD和Raman对所获碳纳米管的形貌结构性能进行了分析。结果表明:以CH4为原料气时单位催化剂上的产率虽低而转化率却较高。说明当C3H6发生分解时,分解出来的碳只有少部分转化成了碳纳米管,而大部分为副产物;当CH4分解时,副反应较少,因此转化率较高。同时微观结构的分析也表明:采用CH4为原料气时,产物的形貌比较均一,其有序程度较高,碳纳米管的结构缺陷也较少。
质子交换膜燃料电池复合材料双极板的研究
邹彦文, 张杰, 贺俊, 郑永平, 唐亚平, 孙斌, 邱学良
2004, 19(04): 303-308.
摘要(3747) PDF(4429)
摘要:
以高分子预聚物为粘合剂,天然或人造石墨为导电骨料,通过模压一次成型制备质子交换膜燃料电池双极板。研究了导电骨料的组分、树脂的种类及其含量,成型温度、成型压力对双极板性能的影响。结果表明:1)导电骨料的组分、树脂的种类及其含量对制品的性能影响较大;成型温度、成型压力对制品的性能影响较小。2)人造和天然两种石墨混合组分为导电骨料的制品,其导电性能明显高于单一石墨组分的制品;乙烯基树脂为粘合剂的性能优于以邻苯基树脂为粘合剂的双极板的性能。3)使用质量分数为16%~18%的乙烯基树脂作粘结剂,在成型压力为10MPa~20MPa,成型温度为150℃~200℃时制备的复合材料双极板的电导率>300S/cm,抗折强度>30MPa,空气透气率为10-7 cm2/s。
天然准纳米针状石墨的发现及其结构表征
冯有利, 郑辙, 郭延军, 于立竞
2004, 19(04): 309-311.
摘要(2345) PDF(1670)
摘要:
在新疆苏吉泉花岗岩所含团块状石墨中发现一种细长针状物,经高分辨电镜能谱分析其化学成份为碳。电子衍射数据分析表明其结构为2H多型石墨。确认该细长针状物为准纳米针状石墨,其长度可达12500nm,宽度为150nm,边缘平直,且晶面条纹平直度极高。认为这种准纳米针状石墨会具有优异的力学性质,可能是一类高强度的材料。
碳纳米管溶解性及其化学修饰
晋卫军, 孙旭峰, 王煜
2004, 19(04): 312-318.
摘要(4531) PDF(5720)
摘要:
详细评述了增加碳纳米管在水和有机溶剂中溶解性的途径,包括单一溶剂直接分散、电子供-受体电荷转移、可溶性聚合物或表面活性剂筒状胶束包裹等非共价键相互作用和顶端开口、化学衍生以及侧壁化学修饰等共价化学修饰。指出今后一段时期碳纳米管化学的主要任务为通过非共价的或共价的化学修饰,改善碳纳米管本身的性能和用途,并耦合其他如化学的、生物的或物理的功能扩展其应用范围。进一步深入理解碳纳米管化学(尤其是其溶液化学)反应理论。
新金刚石
温斌 李廷举 董闯 金俊泽
2004, 19(04): 319-319.
摘要(2846) PDF(2877)
摘要: