《复合材料 Composites》课程教学资源（学习资料）第六章 碳/碳复合材料_以甲苯为前驱体化学液气相沉积法制备碳/碳复合材料

采用旋转圆盘电极,用双脉冲电位法从简单的镀液中电沉积Cu-Ni层状材料。研究了镀液中铜含量、添加剂、转速对镀层的组成和结构的影响,并用扫描电镜和X-射线衍射研究了镀层的形貌和组成。结果表明:镀层由纯铜和含有少量铜的铜镍合金层交替组成;为了降低铜在镍层中的含量。可以采取降低镀液中铜含量和降低转速来实现

利用差热分析(DTA)、X-射线分析(XRD)等测试手段,研究了反应火焰喷涂过程中喷涂粉末(Fe-Ti-C体系)的反应机理.研究结果表明,在反应火焰喷涂合成TiC-Fe涂层中,喷涂粉末在飞行过程中的反应是逐步进行的.喷涂距离为125~170mm是发生反应的主要区域.在到达工件表面时,反应已基本结束.因此,与传统热喷涂相比,反应火焰喷涂的优势在于,利用廉价原料一步合成、沉积比较昂贵的涂层材料

以钛铁粉、铁粉和蔗糖(碳的前驱体)为原料,采用前驱体热分解复合技术制备了Fe-Ti-C系反应热喷涂粉末,并通过普通等离子喷涂技术原位合成并沉积了TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了喷涂粉末和复合涂层的相组成和显微结构.结果表明:前驱体热分解复合技术制备的Fe-Ti-C反应喷涂粉末粒径均匀,原料粉末颗粒间的结合强度高;所制备的TiC/Fe复合涂层主要由不同含量TiC颗粒分布于金属Fe基体内部而形成的复合片层叠加而成;TiC颗粒大致呈球形,粒径呈纳米级;TiC理论质量分数53%的TiC/Fe金属陶瓷涂层的耐磨粒磨损性能较好,SRV磨损实验中涂层的磨损面积为基体(45钢)的1/25左右

采用生物活性玻璃(BG)、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)等生物活性陶瓷与3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)复合,制备了性能良好的骨组织工程支架材料,分析了PHBV/BG,PHBV/TCP,PHBV/HA三种复合多孔支架在模拟生理溶液中的一系列化学反应,以及多孔材料在模拟生理溶液中浸泡后的成分、结构和微观形貌的变化。研究结果表明,三种复合支架材料在模拟生理溶液中发生了降解反应而失重；PHBV/BG和PHBV/TCP在模拟生理溶液中还发生了生物矿化反应,在表面形成矿化沉积层,为具有骨生物活性的结晶态类骨碳酸羟基磷灰石；而PHBV/HA在模拟生理溶液中没有明显的生物活性反应

运用电磁学和热流体学的方法研究了直流大阳极喷嘴长电弧通道等离子体炬中电弧的行为,并通过实验证明了温度梯度与电场梯度作用于流体时所产生的特殊现象;结果表明:电弧弧柱的高温效应剧烈排斥冷气流的混入,使CVD过程受到抑制.新产生的胶体粒子在热泳现象作用下逐渐沉积于通道内壁上.改变不同气体的进气位置以及减小温度与电场梯度并增设径向旋转磁场,可有效地解决上述问题

对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)的硅衬底金刚石薄膜,做了在液氮温区注入载流子,升温测其电流-温度关系的实验.观察到as-grown样品有明显的热激发电流峰.重复实验时,峰基本消失.经氢等离子体在~900℃处理2.5h后,再重复实验,该峰又出现.推断热激发电流峰是由硅衬底金刚石薄膜内氢致陷阱中的载流子撤空引起的.这些能级在金刚石禁带中的陷阱是可以通过适当热处理消除的

通过人工模拟的方法,利用阴阳离子型聚电解质溶液制得自组装膜.将装有该自组装膜的玻璃基片放入模拟体液SBF中,选择适当的条件,可诱导羟基磷灰石在其上面的沉积.实验结果表明:SBF溶液的pH值对羟基磷灰石在膜上的诱导结晶特性有较大的影响;当pH值为7.40时,利用自组装膜和SBF模拟体液进行生物矿化得到的晶体最为细致紧密.诱导矿化实验表明,利用聚电解质稀溶液制成的自组装膜可以成功地进行生物矿化材料的研究

研究了利用(KOH+K3(Fe (CN)6)+H2O和H2SO4+H2O2)两种溶液浸蚀硬质合金基体,分别选择性刻蚀WC和Co的表面预处理过程.在浸蚀过的硬质合金基体上,用强电流直流伸展电弧等离子体CVD法沉积金刚石薄膜涂层.结果表明,两步混合处理法不仅可以有效地去除硬质合金基体表面的钻,而且还显著粗化硬质合金基体表面,提高了金刚石薄膜的质量和涂层的附着力

采用物理气相沉积的方法通过控制生长参数,在硅衬底上获得不同形貌的氧化锌纳米阵列.在金属场发射系统中测量了它们的场致电子发射性能,发现阴极发射电流不稳定主要是由于氧化锌纳米阵列的不均匀性造成的.采用高压励炼技术可以增强氧化锌场发射的稳定性,使电流波动明显降低.此外,形貌对氧化锌纳米阵列的场发射电流密度和阈值电压有明显影响,而且不同形貌的氧化锌纳米阵列的抗溅射能力也不相同