CVD制备热解炭块体材料及其微观结构研究

CVD制备热解炭块体材料及其微观结构研究

作者：谢志勇， 黄启忠， 苏哲安， 张明瑜， 尹彩流， 王秀飞， 黄伯云

作者单位：中南大学 粉末冶金国家重点实验室,湖南 长沙 410083

相似文献(10条)

1.期刊论文张伟刚.K.J. Hüttinger.ZHANG Wei-gang.K.J. Hüttinger化学气相沉积与渗透过程中热解炭织态结

构生成机理研究-新型炭材料2006,21(2)

为研究热解炭织态结构的生成规律,采用不同压强的甲烷为碳源,在1 100℃条件下进行了化学气相沉积和化学气相渗透实验.化学气相沉积以具有不同表面积/自由体积比([A/V]值)的直通方形多孔陶瓷为基体;化学气相渗透实验在直径为1mm细直孔内表面沉积和对炭纤维体积分数为7%的炭毡进行致密化.借助正交偏光显微镜(消光角)和透射电子显微镜(定向角)对在不同实验条件下制备的热解炭进行分析和定量表征.研究发现:热解炭的织态结构可以在两种不同的沉积条件下形成.当甲烷压强较低时为化学生长阶段;当甲烷压强较高时为物理形核阶段.在化学生长控制阶段,热解炭的织态结构可以利用之前提出的"颗粒填充模型(P-F模型)"加以解释.该模型假设高织构热解炭的沉积一定对应于气相中存在具有合适比例的芳香化合物(例如苯)和线性小分子(主要是C2H2),当二者的浓度比偏离该最优比(或者偏大,或者偏小),均将导致中织构甚至低织构热解炭的生成.在化学生成控制阶段,化学气相沉积和化学气相渗透对热解炭织态结构影响的差别,除了[A/V]值而外,还有氢气的作用.在化学气相渗透过程中,基体内部生成的氢气快速扩散至基体表面,使内外沉积速率和织态结构均发生较大变化.

2.会议论文吴文军.张伟刚氢气对丙烯热解与热解炭化学气相沉积的影响2007

本文以丙烯为碳源、多孔陶瓷为沉积基体,研究了在不同温度和不同浓度的氢气对热解炭化学气相沉积速率的影响。实验结果表明:以丙烯为气源热解炭在850～950℃之间发生化学气相沉积的表观活化能△Ea约为345kJ/mol;氢气对沉积动力学的影响包含两个方面:在均气相反应中,少量的氢气加速了丙烯的裂解,使沉积速率有所提高,而大量氢气则有效地抑制芳香化合物的生成,降低了沉积速率;在表面反应中,氢原子能够在芳香碳平面边缘形成断裂能很高的C-H键,强烈地抑制热解炭的生成,热解炭沉积速率的倒数与氢气分压呈线性关系。

3.期刊论文杨昕.陈惠芳.潘鼎化学气相沉积热解炭机理及其化学动力学-炭素2002(2)

综述了化学气相沉积热解炭的沉积机理、化学动力学的发展状况及一些基本理论问题,着重介绍了K.J.Huettinger等提出的沉积模型.

4.学位论文张群抑制溶损反应改善焦炭热性质2003

围绕焦炭溶损反应的研究前沿,采用改进的GMDH方法得到了焦炭溶损反应性的控制模型.以此模型指导配煤可炼制出符合高炉热性质要求的焦炭;提出采用负催化技术和化学气相沉积技术改善焦炭热性质的方法,并对其工艺条件、影响因素及机理进行了详细研究,提出工业实施的设想.1.在总结国内外焦炭质量预测模型的基础上,采用了最新发展的GMDH方法作为数学模型的创建工具,以19种单种煤和64个配煤在SCO炉上的试验数据为基础,建立了适用于大生产焦炭的溶损反应性控制模型,并研究了焦炭热性质的影响因素及其作用大小.2.进行了采用负催化剂抑制溶损反应改善焦炭热性质研究,考察了对焦炭溶损反应性具有负催化作用的物种和化学形态.3.化学气相沉积改善焦炭热性质的研究,采用甲烷化学气相沉积的方法在焦炭内外表面进行热解炭的沉积,对焦炭的气孔结构以及气孔壁的碳结构进行修整,以降低焦炭的反应性,提高焦炭的反应后强度.考察了温度,反应时间,流率,CH<,4>浓度等因素对改善焦炭热性质的效果,结果表明1000℃,51 l/h,4-6小时为本实验条件下最佳的甲烷化学气相沉积条件.用SEM、偏光显微镜对沉积前后焦炭的微观结构进行了观察,从微观角度证明了热解炭沉积的效果,气相色谱分析甲烷裂解的尾气成分,发现含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁烯及C<,6>、C<,7>有机烃等,提出了甲烷裂解路径的假设及热解炭沉积的机理.利用TG-DTG对焦炭进行非等温热重分析,获得了甲烷化学气相沉积对焦炭溶损反应动力学参数的作用规律,推导出焦炭溶损反应动力学方程,再次证明焦炭的溶损反应为一级反应.

5.期刊论文吴文军.朱永平.张伟刚.WU Wen-jun.ZHU Yong-ping.ZHANG Wei-gang在氧化铁表面沉积热解炭及其气

化与还原-新型炭材料2007,22(2)

采用流动反应器研究了丙烯热解和在铁黄颗粒表面生成热解炭的化学热力学以及化学气相沉积(CVD)过程.发现在600 ℃之前丙烯热解发生的化学气相沉积基本为表面反应过程;在热解炭沉积过程中铁黄颗粒的比表面积迅速减少,同时由于脱去水分而发生失重;随着温度的升高,Fe2O3逐渐被还原为

Fe3O4和FeO,在800 ℃以上Fe2O3完全被还原为Fe3C.在化学气相沉积过程中,500 ℃以前铁黄可以保持大长径比形貌,在600 ℃～700 ℃之间则生成长径比较小的哑铃型颗粒.非球形氧化铁颗粒在氢气还原过程中能够保持原有形状,同时被还原成为单质铁.上述化学气相沉积和气化过程可以用于制备热解炭包覆的或者纯净的非球形铁颗粒材料.

6.期刊论文刘树和.英哲.王作明.李峰.白朔.闻雷.成会明.LIU Shu-he.YING Zhe.WANG Zuo-ming.LI Feng.BAI

Shuo.WEN Lei.CHENG Hui-ming天然石墨球-热解炭核壳结构的制备及电化学性能研究-新型炭材料2008,23(1)

通过化学气相沉积的方法,以乙炔为碳源,天然石墨球为原料,采用不同流化床CVD工艺和不同的反应时间,制备出具有光滑表面或颗粒状热解炭包覆层的核-壳构型改性天然石墨球.改性天然石墨球的核体是具有高度有序石墨结构的天然石墨,而壳体是无序结构的热解炭.与天然石墨球相比,具有核-壳结构的改性天然石墨球的首次库仑效率和循环性能都得到显著改善.尤其是具有颗粒状热解炭包覆层的改性石墨具有优异的循环性能,在41次循环后其放电容量仍为首次容量的84%,这一改善归因于表面沉积的颗粒状热解炭有效地降低了改性天然石墨颗粒之间的接触电阻和增加了接触面积.

7.期刊论文程永宏.罗瑞盈.王天民化学气相沉积(CVD)炭/碳复合材料(C/C)研究现状-炭素技术2002(5)

主要介绍了炭/炭复合材料(C/C)的化学气相沉积(CVD)制备方法及其影响因素,以及热解炭的组织与沉积机理.概括了CVD的基本方法,如等温法、压差法、热梯度法等.分析了温度、气流速率、气体浓度、预制体及孔隙的形状大小状况等对CVD过程的影响.列举了热解炭的组织,包括光滑层、粗糙层、各向同性体碳以及它们的变体,并对其生长特征及性能进行了较详细的描述.综述了热解炭的沉积机理,典型的有分子沉积、固态沉积、液滴沉积机理等.

8.期刊论文刘立海.黄启忠.谢志勇.王秀飞.LIU Li-hai.HUANG Qi-zhong.XIE Zhi-yong.WANG Xiu-fei热解炭的

微观结构及其测试方法-炭素技术2007,26(4)

主要介绍了利用正交偏光显微镜(PLM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和喇曼光谱(RS)等测试方法,对采用化学气相沉积(CVD)法制备的C/C复合材料的热解炭的表面微观形貌、沉积炭层间距d002、微晶尺寸Lae及其石墨化度等参数进行表征和测量,从而判断沉积的热解炭的织构类型(光滑层、粗糙层和各向同性炭),并且分析了上述各种测试手段的优缺点.

9.会议论文许力.吴峻峰.白朔.成会明硼掺杂各向同性热解炭材料的制备与表征2008

采用化学气相沉积法制各出硼掺杂各向同性热解炭和纯各向同性热解炭材料。利用扫描电镜、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)对两种材料的微观结构、显微组织及硼在硼掺杂各向同性热解炭中的化学状态进行了表征和分析。结果表明：沉积所得的硼掺杂各向同性热解炭材料结构均匀致密，主要由直径为500nm～2μm的球形颗粒状结构堆积而成，为热解炭和碳化硼两相混合物。与纯热解炭相比，硼掺杂热解炭的颗粒尺寸和层间距较小，石墨化程度较高。XPS分析表明，硼掺杂热解炭中的硼含量为2.82at％，硼(B)主要以B-C或B-C和B-O混合键的形式存在。

10.期刊论文赵建国.李克智.李贺军.李翠艳热梯度化学气相沉积工艺制备炭/炭复合材料-新技术新工艺2005(6) 阐明了热梯度化学气相沉积工艺(CVI)的优越性和用于制备炭/炭复合材料的热梯度化学气相沉积工艺原理;壁冷式热梯度CVI工艺克服了等温化学气相沉积易形成闭孔的缺陷,实现了快速均匀致密化;热梯度CVI工艺设备简单且安全系数高,所制备的炭/炭复合材料密度均匀性好,通过控制工艺参数,利用

热梯度CVI工艺可以制备不同微观组织结构的热解炭.

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/b28871421.html,/Conference_6562056.aspx

下载时间：2010年5月17日