新型含锆聚碳硅烷制备C/C-SiC-ZrC 复合材料及烧蚀性能

目的提高C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。方法通过交联固化-碳化工艺获得新型含锆聚碳硅烷(Polyzirconocenecarbosilane, PZCS)裂解产物。采用FT-IR、XPS、TG、XRD、SEM等分析手段表征PZCS先驱体基本结构和固化、裂解产物结构及元素分布等。以PZCS为溶液浸渍先驱体,通过PIP工艺制备得到C/C-SiC-ZrC复合材料,采用氧乙炔烧蚀试验表征其抗烧蚀性能。结果 PZCS陶瓷先驱体经过交联固化工艺能够显著提高其陶瓷产率。TG结果表明,980℃时陶瓷产率达66.37%,所得陶瓷粉末为分散均匀的SiC-ZrC复相陶瓷。C/C-SiC-ZrC复合材料经过氧乙炔试验烧蚀600 s后,其线烧蚀率为0.0067 mm/s,表现出良好的抗烧蚀性能。结论 SiC-ZrC复相陶瓷基体烧蚀过程中,氧化形成SiO2和ZrO2等氧化物涂层,氧化物隔离层能够隔离氧气和热量,阻止其向复合材料内部进一步扩散,可有效提高复合材料烧蚀性能。     

HfB2-HfC-SiC 改性 C/C 复合材料的超高温烧蚀性能研究

目的制备HfB_2-HfC-SiC复相陶瓷改性C/C复合材料,并探究该材料的超高温烧蚀性能。方法采用化学气相渗透结合前驱体浸渍热解工艺制备HfC-SiC复相陶瓷改性C/C复合材料(C/C-HfC-SiC)和HfB_2-HfC-SiC复相陶瓷改性C/C复合材料(C/C-HfB_2-HfC-SiC),采用大气等离子烧蚀实验研究材料的超高温烧蚀性能。结果C/C-HfC-SiC和C/C-HfB_2-HfC-SiC复合材料2200℃线烧蚀率分别为1.54×10~(-3),1.38×10~(-3)mm/s。结论复合材料具有独特的微结构特征,亚微米级的HfB_2和HfC基体均匀弥散分布在SiC基体中。复合材料表面原位生成的液相SiO_2和固相HfO_2复合氧化物膜,既可以抵抗高速气流的冲蚀,又可以抵抗氧化性气氛的向内扩散,是复合材料具有优异超高温抗烧蚀性能的主要原因。     

热解碳微观结构调控与纳米压痕测试

目的研究前驱体种类对热解碳结构的影响及热解碳的性能。方法以甲烷为主要前驱体,添加5%丙烯,在碳布缝合预制体上进行沉积实验,对所得具有不同结构热解碳的样品进行纳米压痕测试。结果添加丙烯降低了实验温度,所得沉积效率仍高于纯甲烷,所得热解碳结构在不同时期有所差异。纤维束内部的热解碳结构对材料的整体性能影响较大,当纤维表面为ISO结构热解碳时,纤维束内硬度和模量偏高,分别为3.96 GPa和32.0 GPa,断裂模式为脆性断裂;当纤维表面为RL结构热解碳时,纤维束内的强度和模量偏低,分别为1.93 GPa和19.7 GPa,断裂模式为假塑性断裂。结论前驱体的种类对热解碳的结构影响较大,所得材料性能具有较大差异。     

颗粒冲蚀对注射法制备C/C-ZrC-SiC复合材料 抗烧蚀性能的影响研究

目的采用ZrC和SiC复相陶瓷对C/C复合材料进行改性,研究改性后的复合材料受到颗粒冲蚀破坏的烧蚀行为。方法采用注射法将ZrC和SiC复相陶瓷前驱体引入到等温化学气相渗透法(ICVI)制备的低密度C/C复合材料中,再通过高温热处理、ICVI的方法制备出ZrC和SiC复相陶瓷改性的C/C(C/C-ZrC-SiC)复合材料,随后对制备的复合材料进行高速颗粒冲击实验破坏,并对破坏后的试样进行氧乙炔火焰烧蚀,研究其烧蚀行为。结果改性后的复合材料线冲蚀率和质量冲蚀率分别为253.1μm/s和79.8 mg/s,相较于同孔隙率的C/C复合材料分别降低了49.2%和61%。颗粒冲蚀破坏后C/C-ZrC-SiC复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为4.26μm/s和1.44 mg/s,相比于同孔隙率的C/C复合材料,分别降低了37%和39%。结论由于引入的ZrC和SiC陶瓷相的硬度大于碳基体,C/C-ZrC-SiC复合材料在受到高速颗粒的冲击时,能通过硬质陶瓷相起到抗冲击作用,使得改性后的复合材料抗冲蚀性能大幅度提高。受到颗粒冲蚀破坏后的C/C-ZrC-SiC复合材料内部仍存在超高温陶瓷相,烧蚀过程中能够形成ZrO2骨架结构和SiO2球形颗粒,进而有效保护碳纤维和热解碳基体。     

炭化压力对编织C/C复合材料致密过程及结构的影响

目的研究不同炭化压力环境对C/C复合材料致密过程及结构的影响。方法通过浸渍/高压炭化工艺在不同炭化压力下制备高温煤沥青炭块及沥青基C/C复合材料,并研究不同炭化压力环境下对其密度和孔隙的影响。结果制备沥青炭的炭化压力由20 MPa增大至60 MPa时,沥青炭体积密度由1.08 g/cm~3增加至1.39g/cm~3,质量比表面积由14.74增加至16.51,开孔率由26.73减少至7.94,孔隙填充效果明显改善,浸渍-炭化的增密效率得到提升。结论在编织C/C材料的致密过程中,压力越大,其孔隙越小,分布越均匀,故产品致密效果越好。     

金矿床中碳质的热液改造

<正> 在反映成矿外部环境变化方面,碳质具有很高的灵敏性。例如,沉积岩岩石成因的研究令人信服地表明,不同的含碳岩石发生区域和接触变质作用时,随着温压参数的增大,碳质在碳化程度和结构有序度增高的方向上按下列公式发生连续的变化:沥青—碳沥青—次石墨—石墨。这种规律性常常按碳质的变种形态作     

市政污泥制备铁/碳复合材料的研究与应用

实验研究了以市政污泥为碳源,将其与Fe SO4·7H2O相结合,通过"浸渍-低温炭化-高温活化"工艺制备出了新型铁/碳复合材料。将制备得到的最佳新型铁/碳复合材料进行XRD和SEM表征,同时应用于印刷线路板有机废水的预处理,发现该新型铁/碳复合材料对含重金属的高浓度有机废水具有良好的处理效果。     

温度对城市有机垃圾热解焦油成分的影响

以城市有机垃圾热解焦油为对象,研究了不同热解终温下(600~800℃)焦油的特性及其随温度的变化规律.结果表明:随着热解终温从600℃升高至800℃,焦油中C含量从74.49%增至83.42%;焦油的芳香化程度高于原料而低于热解炭,焦油的极性低于原料和热解炭,随着热解终温的升高,焦油的H/C和O/C逐渐降低;多环芳烃(PAHs)是焦油的主要成分,随着热解终温从600℃升高至800℃,其含量从54.06%增至83.45%;萘及其衍生物是焦油PAHs的主要成分,其含量在热解终温600、700、800℃时分别占PAHs的50.72%、46.80%、39.26%.研究结果证明了垃圾热解焦油可用作碳基复合材料和作为制备染料、树脂、溶剂、驱虫剂等的原料.     

硅碳比对机床铸件性能的影响

在一定的碳当量的条件下 ,提高硅碳比 (Si/C) ,可以提高机床铸件的抗拉强度、硬度及硬度均匀性 ,降低残留应力 ,改善铸造性能和机加工性能 ,降低废品率。从而达到提高机床的刚度和精度稳定性的目的     

乐清湾盐沼湿地有机碳密度及碳储量估算

滨海盐沼湿地是蓝色碳汇的重要组成部分,充分挖掘盐沼湿地碳汇能力对我国应对气候变化具有重要的理论和现实意义。本研究在探明乐清湾盐沼植被分布的基础上,采用野外采样和实验室测定相结合的方式,研究了典型盐沼植被的固碳能力,定量估算乐清湾盐沼湿地的碳储量,并系统地分析了不确定性。结果表明：（1）乐清湾主要优势种为入侵种互花米草,分布面积为3352.87 ha,另有盐地碱蓬、芦苇等本地盐沼植物呈零星分布;（2）互花米草具有强大的固碳能力,其碳密度由地上生物量碳密度、地下生物量碳密度、沉积物碳密度构成,共计（102.97±9.52）Mg C/ha,其中沉积物碳密度的贡献最大,达（91.11±9.49）Mg C/ha;(3)乐清湾互花米草盐沼湿地总碳储量达（345244.99±31935.38）Mg C,不确定性为12.01%。其中,地上生物量碳储量为（16700.11±4814.43）Mg C,地下生物量碳储量为（23076.19±10005.75）Mg C,沉积物碳储量为（305468.70±31823.15）Mg C。研究结果可为海湾盐沼湿地保护提供科学依据,为建立完善的碳储量监测和评估体系提供...     

河口水体中溶解CO_2及其稳定同位素在线同时测定的技术研究——吹扫-EA-IRMS联用法

稳定碳同位素比值(13 C/12 C)是指示碳生物地球化学行为的有效指标。本研究研制并优化了CO2及其稳定同位素测定的吹扫预处理系统,将该系统与EA-IRMS联用实现了溶解CO2、其它形式DIC及二者碳同位素比值的在线同时测定,测得河口水样中易逃逸CO2及其它形式DIC的相对标准偏差分别为3.7%和3.0%;二者的δ13 C值的标准偏差分别为0.30‰和0.15‰。运用此法对九龙江9个站位表层水中不同形态DIC的碳同位素进行测定,得出易逃逸CO2的δ13 C平均值为-12.90‰,其他形式DIC的δ13 C平均值为-5.63‰。该法为水体中无机碳及其稳定碳同位素的测定研究提供了新途径。     

滨海沼泽湿地转化为养殖塘对其碳储量的影响

以闽江河口为研究区域,配对采集芦苇(Phragmites australis)湿地、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地和互花米草(Spartina alterniflora)湿地的植物、土壤(0~100cm)及由其围垦而成的水产养殖塘沉积物(0~100cm)样品,测定其有机碳含量,计算生态系统碳储量,并估算沼泽湿地围垦造成的碳释放量.结果表明,闽江河口芦苇湿地、短叶茳芏湿地、互花米草湿地生态系统碳储量分别为(152.85±8.88),(151.63±6.33),(155.85±10.82)Mg C/hm²,其转化成的养殖塘沉积物碳储量分别为(112.69±4.26),(128.24±15.81),(118.59±8.26)Mg C/hm²,转化后生态系统碳储量分别下降26.3%、15.4%和23.9%,引发的碳排放分别为(145.49±33.00),(120.66±26.49),(136.76±27.61)Mg CO₂-eq/hm².上述生态系统碳储量下降的64%来自植物碳库的损失,36%来自土壤碳库的减少.滨海沼泽湿地围垦为养殖塘明显降低滨海湿地碳储量,因此,退塘还湿生态恢复可对滨海湿地固碳增汇起到重要作用.     

松嫩平原玉米带土壤碳氮比的时空变异特征

土壤碳氮比(C/N)是土壤质量的敏感指标,是衡量土壤C、N营养平衡状况的指标,它的演变趋势对土壤碳、氮循环有重要影响.通过野外调查、采样和分析,运用地统计学方法和GIS技术,探讨1980～2005年松嫩平原玉米带土壤C/N的时空变化规律.结果表明,1980年和2005年土壤C/N的平均值分别为10.56和12.30.2...     

C/YAG复合材料的抗烧蚀性能研究

目的对C/YAG复合材料的烧蚀性能和烧蚀机理进行研究。方法以高固相含量Y_2O_3-Al_2O_3溶胶为原料,低成本的碳纤维针刺毡为增强体,通过浸渍-干燥-热处理工艺制备C/YAG复合材料,利用SEM和XRD对烧蚀后材料的微观结构和物相组成进行分析。结果复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.05g/s和0.12 mm/s。结论 C/YAG复合材料高的质量烧蚀率和线烧蚀率主要归因于氧乙炔焰高热流和强剪切力作用。烧蚀后材料的微观形貌可以分为中心区、过渡区和边缘区三个区域。其中烧蚀中心区主要受到热化学腐蚀和机械剥蚀的作用,而过渡区和边缘区主要受到热化学腐蚀和热物理侵蚀的作用。     

多功能富氧净水器在养殖领域的研究与应用

多功能富氧净水器的研究,采用聚丙烯微孔滤膜、复合活性炭纤维、酸性洗涤纤维及复合炭粒作为过滤吸附材料,并采用三碘树脂杀菌剂和载银活性炭复合杀菌剂进行灭菌,应用"综合过滤渗透法"的机理,将净化、矿化、灭菌、增氧等有机结合并进行反复的研究和试验,有效去除了水中微生物、污染物,降低化学需氧量和水的硬度,达到净化水质,增加水中溶解氧等预期效果,成功的应用在水产养殖等领域。     

秦岭太白红杉林土壤有机碳密度研究

土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)库是陆地生态系统中最大的碳库,确定土壤有机碳储量及影响因子对碳循环和气候变化的研究具有重要意义.在秦岭太白山南、北坡分别沿不同海拔梯度共调查了太白红杉(Larix chinensis Beissn)林的18个样点,共计54个土壤剖面,分南、北坡对太白红杉林土壤有机碳密度进行了估算,并分析了土壤有机碳的主要影响因子.结果表明:太白红杉林北坡土壤有机碳平均密度在枯落物层为(0.31±0.18)kg/m2,在0～100 cm土层为(15.84±9.08)kg/m2;南坡土壤有机碳平均密度在枯落物层为(0.27±0.07)kg/m2,在0～100 cm土层为(14.51±7.85)kg/m2;太白红杉林南、北坡0～100 cm土层土壤有机碳平均密度为(15.18±8.51)kg/m2.秦岭太白红杉林北坡0～100 cm土层土壤有机碳密度随海拔的增加呈显著减小趋势(P0.05),此外,该层土壤有机碳密度随年降水量的增加呈下降趋势.土壤容重与w(有机碳)呈显著负相关(P0.05).     

成都碳质气溶胶变化特征及二次有机碳的估算

利用2020年6月~2021年5月在成都市观测的碳质气溶胶小时分辨率数据,分析了气溶胶中总碳(TC)、有机碳(OC)、元素碳(EC)和二次有机碳(SOC)的变化特征.结果表明:观测期间m(TC)、m(OC)、m(EC)和r(OC/EC)的年均值分别为(9.5±4.4)μg/m³,(6.4±3.2)μg/m³,(3.2±1.1)μg/m³,2.2±0.5.成都m(TC)、m (OC)、m (EC)均表现冬为季最高((15.8±8.2),(11.1±5.8),(4.6±2.5)μg/m³),春秋次之,夏季最低((6.1±0.9),(4.5±2.0),(2.7±1.4)μg/m³)的特征.r(OC/EC)季节均值(1.9~2.6)以及四个季节的m(TC)、m(OC)、m(EC)呈现早(07:00~09:00)晚(22:00~01:00)“双峰”的日变化特征,表明机动车排放源对成都碳质气溶胶的影响较大.春夏季OC与EC的相关性小于秋冬季,表明春夏季OC、EC来源差异较大.由EC示踪法和最小相关性法得到m(SOC),r(SOC/OC)在夏季最大(40.4%),冬季最小(27.3%).春、夏季SOC与O₃呈显著正相关,表明较强的光化学反应对SOC生成有重要贡献.选取各季节连续高m(TC)时段与季节平均作对比,发现碳质气溶胶有明显夜间积累过程,夏季高浓度时段二次生成使得m(OC)增长显著高于m(EC),r(OC/EC)也迅速上升.