|
|
|
摘要 研究低温各向同性热解炭密度、显微硬度和孔隙结构随沉积条件的变化规律。用准稳态流化床化学气相沉积（FBCVD）工艺制备低温各向同性热解炭，并采用密度计、显微硬度计、扫描电镜、透射电镜、压汞仪等分析热解炭材料的密度、显微硬度、孔隙结构。结果表明：随着沉积温度和丙烷气体浓度的升高，热解炭的密度和显微硬度逐渐降低，沉积温度和丙烷气体浓度能够显著影响热解炭的形貌和孔隙，进而影响热解炭的密度和硬度；相似密度热解炭的孔隙结构也不相同，高密度热解炭的孔隙主要是由生长特性间的孔隙组成，这些孔隙的多少对高密度热解炭的密度有较大影响，沉积条件为中低沉积温度（1 250～1 350℃）和中低浓度丙烷气体（25%～40%）得到的各向同性热解炭结构均匀，孔隙较少，密度较高，硬度较大。
|
|
| 关键词 ：
热解炭,
化学气相沉积,
沉积条件,
密度,
孔隙结构
|
| Key words：
pyrocarbon
chemical vapor deposition
deposition conditions
density
pore structure
|
|
|
基金资助:国家自然科学基金（50975070）；浙江省自然科学基金（LY12E05002）
|
［1］Zhang Dongsheng, Li Kezhi, Li Hejun, et al. Coefficients of thermal expansion of low texture and isotropic pyrocarbon deposited on stationary substrates［J］.Materials Letters.2012, 68(1): 68-70.
［2］Zhang Jianhui, Chen Xin. The pyrocarbon deposition techniques of mechanical heart valve prostheses［J］. Key Engineering Materials, 2011, 464: 749-752.
［3］Ahmad KA, Ahmad FA, Balendu CV, et al. Prosthetic heart valves: Types and echocardiographic evaluation ［J］. International Journal of Cardiology, 2007, 122(2):99-110.
［4］Mohammadi H, Mequanint K. Prosthetic aortic heart valves: Modeling and design ［J］.Medical Engineering & Physics, 2011, 33(2):131-147.
［5］张建辉, 邢兴. 人工心瓣热解炭断裂韧性有限元分析［J］. 中国生物医学工程学报, 2013, 31(6): 889-894.
［6］张建辉, 孙海博, 王根明, 等. 人工心瓣含硅热解炭涂层的微观结构［J］.中国生物医学工程学报, 2011, 30(5):757-761.
［7］LópezHonorato E, Meadows PJ, Xiao P. Fluidized bed chemical vapor deposition of pyrolytic carbonI: Effect of deposition conditions on microstructure［J］.Carbon, 2009, 47(2):396-410.
［8］Meadows PJ, LópezHonorato E, Xiao P. Fluidized bed chemical vapor deposition of pyrolytic carbonII: Effect of deposition conditions on anisotropy［J］.Nuclear Engineering and Design, 2009, 47(1):251-262.
［9］曹伟, 李克智, 张东生, 等. CVD 制备各向同性热解炭的微观结构表征及沉积机制研究［J］. 炭素技术, 2010, 29(4): 21-24.
［10］李建青, 满瑞林, 谢志勇, 等. 采用微正压 CVD 法制备块体各向同性热解炭［J］. 中南大学学报： 自然科学版, 2011, 42(3):600-604.
［11］吴峻峰, 白朔, 成会明. 热处理对各向同性热解炭材料微观结构和力学性能的影响［J］. 新型炭材料, 2006, 21(3): 225-230.
［12］李克智, 和永岗, 李贺军, 等. 化学气相沉积低温热解炭的微观组织结构与沉积模型［J］.新型炭材料, 2012, 27(2):81-86.
［13］张建辉, 孙海博, 王根明, 等.采用选区电子衍射法测定人工机械心瓣热解炭的择优取向度［J］.中南大学学报：自然科学版, 2013, 44(3):1006-1010.
［14］Kaae JL, Wall DR. Microstructural characterization of pyrolytic carbon for heart valves ［J］.Cells and Materials, 1996, 6(4):281-290.
［15］李建青. 电磁场化学气相沉积制备各向同性热解炭及微观结构研究［D］.长沙: 中南大学, 2011.
［16］吴峻峰, 白朔, 刘树和,等. 大尺寸各向同性热解炭材料的制备与表征［J］.新型炭材料, 2006, 2(2):119-123.
［17］Oberlin A. Pyrocarbons ［J］.Carbon, 2002, 40(1):7-24.
［18］樊彦贞, 张燕, 史景利,等. 炭材料孔结构的分析［C］//第八届全国新型炭材料学术研讨会论文集.桂林,2007,280-282.
［19］钟华锋, 张建辉. 低温各向同性热解炭的微观结构［J］.炭素技术, 2012, 31(6):44-47.
［20］Kaae JL. The mechanism of the deposition of pyrolytic carbons［J］. Carbon, 1985, 2(6):665-673.
［21］左劲旅, 张红波, 黄启忠,等. C/C复合材料的体积密度和石墨化度对硬度的影响［J］.中南工业大学学报，2003,34(3)：225-227.
［22］Kaae JL. Microstructures of isotropic pyrolytic carbons ［J］.Carbon, 1975, 13(1):55-62.
|
|
|
