炭毡气相沉积时致密化及机构的优化.docx
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炭毡气相沉积时致密化及机构的优化
炭毡气相沉积时致密化及机构的优化
摘要
用纤维体积系数为7.1%的炭纤维毡在温度为1070℃和1095℃、甲烷压力从5Kpa到30Kpa两个条件下进行渗透来证实源自直径为1mm毛细管模型研究的内外致密化。
测定体积密度和剩余开放孔隙率,作为在炭毡不同高度渗透深度的一个参数。
用偏振光显微镜来研究渗透炭的组织结构,同时借助消弧角表征渗透炭的组织结构。
分别在最大压力30Kpa、温度1070℃和13.5Kpa、1095℃下演示了内外致密化,使得体积密度达到1.9g/cm3以上。
高纯织构炭基体是在1095℃、压力9.5Kpa到11Kpa范围之内形成的,而甲烷压力较低或较高及温度较低时是很难形成。
基于炭沉积生长机理的试验结果也有利地支持着最近得出的高织构炭是在芳香烃与小线性炭氢化合物(乙炔优先)比值最佳的气相中形成的这一结论。
这一模型被称为微粒填充模型。
芳香烃是分子微粒,小线性炭氢族是分子填料,而且芳香烃和小线性炭氢族对于生成被充分压实的平面结构也是很必要的。
关键词:
A.热解炭B.化学气相渗透C.水银孔限度计;光学显微镜
D.微观结构
介绍
等温等压气相渗透是用于生产航天航空产业(火箭、飞弹喷嘴和刹车盘)所需炭增强炭被认可的一种方法。
自从20世纪60年代发展以来,这个方法被认为已经受到强烈的扩散限制。
为了克服这一问题,低渗透率尤其是极低压力被推荐且已经得到应用。
此外,对几个特殊方法如温度和压力梯度、强迫及脉冲流动已经进行了研究,但是仍不能代替用于批量生产的传统等温等压气相渗透方法,如飞机刹车盘的批量生产。
在2000和2001年,第一次从试验研究和数字模拟中得出渗透分布型,这一分布型可能从多孔预制体的表面到中心依次增加。
也就是说,他们不一定像渗透扩散限制方法中所说的那样会减少。
以上研究都是基于对直径为1mm,长度为50mm的毛细管的渗透研究。
圆柱状毛细管,尤其是直径较大的,大概也不是一种多孔结构的代表,比如用于生产炭纤维增强炭的炭纤维预制体。
独立于纤维组织,炭纤维预制体具有较高的表面积/体积比值(A/V),这一比值对沉积化学和动力学的研究有重大影响。
因此,这次研究的第一目标就是,通过炭纤维结构的渗透,再次得出并证实以上的结果。
对于应用于工业尤其是航空航天领域的炭纤维增强炭来说,具有高织构炭的基体是必须的,但是文献中的大多结果表明,在不断的气相渗透中,组织结构的变化通常是从低织构到高织构,或从中织构到高织构。
研究的第二个目标是开发出一种将炭形成的化学过程同炭组织相联系的方式,且可根据不同的方法来测定。
由于对炭形成的化学过程了解甚少,使用方法则是由与芳香生长机理类比构成。
一种炭形成的模型是生产具有完整理想组织基体的炭纤维增强炭所需的。
现有的模型是不完整的,且由于各种原因不能应用于化学气相渗透。
模型是以表面积/体积比(A/V)为基础,根据从较大族中形成的(芳香烃或多环芳烃)、在渗透初始阶段沉积的低或中织构炭发展而来的。
随着不断地渗透,向中或高织构炭的转换归因于表面积/体积比值(A/V)的增加,从而引起从大族到较小族(线性炭氢族)炭形成化学过程的转移。
其它基于气相沉积和气相渗透研究的模型将具有高织构炭的大族与具有中织构炭的小族联系起来。
得出不同结论的原因将在下面讨论。
试验将以炭纤维毡作为纤维预制体来进行研究。
炭毡在1070℃和1095℃高温、5Kpa-30Kpa甲烷压力下渗透,而另外进行的试验是用甲烷-氢混合物代替纯甲烷。
测定密度和孔径分布作为渗透深度的一个参数来研究渗透分布型。
渗透炭的组织结构是由偏振光显微镜测定的,且由消弧角Ae来表征。
2.试验
2.1渗透试验
图1是一个渗透反应堆的方案。
1.炭毡(4)被装入一个圆柱形的样基座(5)。
借助样基座,气体流动被限制在一个约2mm宽的狭窄环状物内(气冷堆)。
所以用中等流量气体流动可以达到短的气体停留时间,这一点是非常重要的。
长方形炭毡的尺寸是42mm(长)×16mm(宽)×40mm(高)。
根据毡的长度,如果从两侧渗透(如图1所示),渗透深度可达到21mm。
在一个单独的实例中,如果将毡的一侧密封,渗透深度可增加到42mm。
该炭毡来自于Conradty(Nümberg,Germany),没有经过高温处理,其纤维体积分数是7.1%,纤维密度是1.72g/cm3。
截面
图1渗透反应堆的示意图
1.气体出口2.热电偶口3.石墨薄片4.毡5.样品片基座6.气体流动通道7.热电偶口8.陶瓷管9.空间支持器10.装配(石墨)11.加热原件12.气体入口
气体从底部向顶部流动。
在给定温度和压力下的停留时间是由高度40mm的环状物的圆柱部分所判定;没有考虑到甲烷分解引起的体积变化。
渗透温度的加热是在流动的纯氩气中进行,温度在毡的顶部受到控制(如图1所示)。
在达到预期温度之后,热电偶被移除以避免在渗透的几天时间里狭窄出口管的关闭。
最终,渗透在理想的甲烷流动中启动。
2.2样本和分析方法的准备
渗透毡被切分成12个样本(如图3所示)。
所有样本的体积密度均已测定,使用水银孔限度计研究孔径分布。
出于此目的,必须使用一套两个样本,样本2A和3A被用于外围(“表层”),样本2B和3B被用于内部区域(“中心”)。
水银孔限度计测出了更多重要的参数,如体积密度、骨架密度、累积孔体积和表面面积。
有了这些数据,就可以测定渗透炭的密度(基体密度)(公式
(1)):
ρ基体=
ρ体积-δFρ纤维
ρ骨架
ρ体积-δFρ骨架
ρ基体、ρ体积和ρ骨架分别代表基体密度、体积密度和骨架密度,ρ纤维和ρF代表炭纤维的密度和体积分数,分别是1.72g/cm3和7.1%。
此外,在渗透不同阶段(致密化)的表面积体积比是根据公式
(2)得出的:
[A/V]=累积孔表面积每克/累积孔体积每克
图2来自渗透区块样本的准备
用偏振光显微镜(PLM)研究A和B的截面(如图2所示)的微观结构;测定消弧角Ae,定量描述炭的组织结构。
在完全圆形纤维截面的实例中,误差约为±1°。
由于毡的纤维并不是圆形的(见下),误差范围则为±1.5°。
3.结果
3.1致密化
在温度1070℃和1095℃,甲烷压力5Kpa到30Kpa,相同的停留时间0.1s且加入两种甲烷-氢混合物和相同渗透时间120h等条件下进行了渗透试验。
图3是关于从两边渗透中得到的毡不同高度时的典型体积密度分布型。
从表面到中心密度的增加表明沉积率的增加,且与模型研究相一致。
当甲烷沿着炭毡表面流动,甲烷气相反应的高级状态引起了炭毡上部较低密度的倾斜。
毛细管的研究也得到了相同的结果。
图3体积密度作为炭毡在不同高度到中心的距离的一个参数(□)5mm;(○)15mm;(▽)25mm;(△)35mm。
渗透条件:
1070℃,20Kpa甲烷,r=0.1s,t=120h。
图4体积密度作为在不同高度到炭毡表面的距离(见图3)。
渗透条件:
1070℃,20Kpa甲烷,r=0.1s,t=120h。
密度分布型是在相同条件下获得的,但当仅从一边渗透时,如图4所示,一端被密封的炭毡得到完全致密,使得密度达到1.92g/cm3左右。
这么大的密度,连同接近表面密度的急剧降低,证实了从模型研究中得出的结论:
增加的渗透深度可能有利于改进致密化。
根据改进后的气相渗透模型,这是由在较大渗透深度处从表面到内部沉积率的较强增加造成的。
从毡表面到中心的密度增加一般是在较低温度1070℃(所有压力),和较高温度1095℃(较低压力13.5Kpa以下)条件下获得的。
结果总结于图5和图6中。
这些数字显示出平均体积密度的分布型,在不考虑高度影响的情况下,且渗透时间相同。
在1095℃和20Kpa、30Kpa压力下,密度分布型从表面到中心轻微减小。
从表面到中心小于3%到5%的密度差不足以证明一个决定性的扩散限制的出现,尤其是考虑到在如此异常高的压力下。
图5平均体积密度作为不同甲烷压力下到炭毡中心距离的一个参数。
(□)5Kpa;(○)10Kpa;(△)20Kpa;(▽)30Kpa。
渗透条件:
1070℃,r=0.1s,t=120h。
图6平均体积密度作为不同甲烷压力下到炭毡中心距离的一个参数。
(□)5Kpa;(×)7.5Kpa;(○)10Kpa;(﹡)13.5Kpa;(△)20Kpa;(▽)30Kpa。
渗透条件:
1095℃,r=0.1s,t=120h。
由于各种影响因素的复杂性,体积密度是一个全球性的属性。
假设纤维体积系数不变,体积密度是根据基体密度以及关闭的和剩余的开放孔隙度测定,因此,需额外测定孔径分布。
图7和图8给出了典型的结果。
这些数字表示孔入口直径为3nm的开放孔的累积体积[在1070℃,20Kpa(图7)和1095℃,10Kpa(图8a)、20Kpa(图8b)下渗透]。
图7累积孔体积作为毡孔入口直径的一个参数。
渗透条件:
1070℃,120Kpa甲烷。
图8累积孔体积作为毡孔入口直径的一个参数。
渗透条件:
1095℃,10Kpa(a)和20Kpa(b)甲烷。
从所有被研究样本中得到结果总结于表1。
表1给出了外围(‘表面’,样本2A和3A的平均值)孔体积和内围(‘中心’,样本2B和3B的平均值)孔体积两个单个数值。
根据图7和图8,孔径分布暗示直径小于1μm的孔很难在较长渗透时间里被填充,以至于直径为1μm孔的剩余开放孔隙度的总体积与直径为3nm孔的剩余开放孔隙度的总体积产生差别。
图7和图8结果的对比,表1的数据以及图5和图6的体积密度表明,从表面到中心密度的增加与低于表面的中心开放孔体积是相一致的,反之亦然。
运用公式
(1),结合纤维体积分数,纤维密度以及渗透炭的体积密度和骨架密度,炭基体密度可以被估算出来。
因为这一估算将直径小于3nm的关闭孔和开放孔考虑在内,最终得到的值代表一个下限。
图9毡的基体密度作为甲烷压力的一个参数,渗透条件:
1070℃(●)和1095℃(○)。
图10体积密度作为在不同高度下(见图3)到毡中心距离的一个参数,渗透条件:
1095℃,20Kpa甲烷(实心符号),20Kpa甲烷+4Kpa氢气(空心符号),20Kpa甲烷+10Kpa氢气(空心加点符号)。
图9是关于两个温度下渗透得到的结果。
这个数据表示的是样本2B和3B(中心)的平均基体密度作为甲烷压力的一个参数。
甲烷压力有着非常明显的影响;在1095℃和11Kpa时大约2.15g/cm3的最大基体密度值象征着高织构炭的获得,这一收获来自于甲烷压力在既不太高也不太低的情况下。
1070℃时,甲烷压力的影响也是相似的,但是,在总的压力范围之上密度还是较低。
图11毡的基体密度作为氢气分压的一个参数,渗透条件:
1095℃,20Kpa甲烷和甲烷-氢气混合物。
图10和表2是关于在20Kpa甲烷压力与外加4Kpa和10Kpa氢气条件下渗透的结果。
加入纯甲烷(图10,实心符号),从表面到中心密度的轻微减小预示着扩散限制的开始。
外加的氢气使得从表面到中心密度增加,却又暗示了并不存在扩散限制,尽管总压力从20Kpa增加到24Kpa和30Kpa。
与4Kpa相比,在10Kpa氢气压力时得到的较低体积密度说明了氢气对沉积率的抑制作用。
图11是关于根据公式
(1)测定的作为氢气分压的一个参数的基体密度。
达到6Kpa左右的额外氢气造成中心部分的密度增加,而与此同时,在增加的氢气分压下表面的密度则呈连续下降的态势。
3.2微观结构
使用偏振光显微镜研究基体炭[1A到4A和1B到4B(图2)所有截面]的微观结构。
在大多数情况下,不仅从底部到顶部(1到4),而且从表面到中心(A到B),观察到的微观结构是不同的。
显微图片与截面1A和4B相一致,表明了基体炭最显著的结构差别。
图12显示的是,1070℃时,随着甲烷的增加所得到的不同的微观结构。
在压力为5Kpa时,一个低织构炭层紧跟着一个中织构炭层(a)。
当压力增加到10Kpa时,截面4B发生了戏剧性的变化–只有一个单独的高织构炭层(b)。
在仍旧较高的甲烷压力20Kpa和30Kpa下,截面1A显示出一个中织构炭层(c,d),在截面4B也同样观察到这一现象,但是只限于甲烷压力为30Kpa(d)。
图12样本1A和4B的显微图片,渗透条件:
1070℃,甲烷压力,5(a),10(b),20(c)和30Kpa(d)。
放大500×:
1mm相当于2μm。
1095℃渗透的结果汇编于图13。
5Kpa时的组织结构与1070℃时的相似(a)。
10Kpa甲烷压力时形成一个高织构炭单层(b)。
13.5Kpa时与10Kpa时的结果类似,除了在截面4B形成了一个中织构炭的次层。
压力为20Kpa时(图14a),由于中织构炭向高织构炭的转换,则又形成了两层。
压力增加到30Kpa时,中织构炭的沉积得到青睐,且经在1070℃时观察到过。
图13样本1A和4B的微观结构,渗透条件:
温度1095℃,甲烷压力5Kpa(a),10Kpa(b),13.5Kpa(c)and30Kpa(d)。
每一个显微图片的宽度是120μm。
20Kpa甲烷压力和甲烷-氢混合物下获得的微观结构如图14所示。
外加的4Kpa氢气没有显著改变在截面4B沉积的第一和第二层的组织结构(比较图14a和b),但是第一低织构层的厚度却明显减小。
相似氢气的作用在截面1A中也可以被观察到,尽管第一层的厚度只是轻微减小。
外加10Kpa的氢气引起了组织结构戏剧性的变化(图14c)。
两个截面中极低织构的一个非常薄的扩散炭层紧跟着第二层,且显示非常弱的消弧。
消弧角Ae用于不同组织结构的定量表征。
图15(1070℃)和图16(1095℃)是关于纯甲烷压力下沉积的结果。
这些数字表示的是由最低角度(样本1A)和最高角度(样本4B)测定的两组消弧角。
虚点线表示的消弧角的范围与高(HT)、中(MT)、低(LT)织构炭相符合。
图14样本1A和4B的微观结构,渗透条件:
温度1095℃,甲烷压力20Kpa(a),甲烷压力20Kpa+氢气压力4Kpa(b),甲烷压力20Kpa+氢气压力10Kpa(c)。
每一个显微图片的宽度是120μm。
压力对第一和第二层消弧角的影响在温度1070℃和1095℃时是相似的,但是,与1070℃时相比,1095℃时消弧角的数值明显要高一些。
在分别两个温度下,甲烷压力在10Kpa到15Kpa之间,消弧角的数值达到最大时,炭的织构程度最高。
在较低和较高压力下,较低消弧角预示着较少织构炭的沉积。
更值得注意的是,在分别两个温度下,甲烷压力为10Kpa会形成一个单独的层。
因此,这些角度暗示出具有决定性结果的一个交点。
从第一到第二层的转换导致压力增加时组织结构(较高Ae)的改进以及压力降低时不够理想的组织结构(较低Ae)的出现。
基于这些结果,4.3部分会涉及到炭形成的一个化学模型。
从实际的观点出发,值得注意的是,在1095℃、压力范围从9.5Kpa到11Kpa下(图16),可以生成拥有高纯织构基体炭的炭纤维增强炭。
在这个压力范围内,消弧角角度小于18°。
第一和第二层的18°与24°之间的不同消弧角可能是由单个高织构层内组织结构的变化造成的。
这样的变化是用偏振光观察不到的,因为他产生一个总层的整体或平均值。
图15消弧角作为甲烷压力的一个参数,渗透条件:
温度1070℃。
符号释义见图3。
温度为1070℃时不能获得一个高纯织构炭基体。
图15的结果表明了甲烷压力为17Kpa左右生成中纯织构炭和甲烷压力为26Kpa左右生成低纯织构炭的可能性。
图16消弧角作为甲烷压力的一个参数,渗透条件:
温度1095℃。
符号释义见图3。
在1095℃进行渗透时,第一层的平均厚度在截面1A和4B测定(图17)。
在甲烷压力为0Kpa到10Kpa左右的低压力状态下,两截面中的层厚度急剧增加。
压力从9.5Kpa到11Kpa范围之内,两截面中获得一个高纯织构炭单层(图16)。
压力大于11Kpa,又形成了两个层,第一层的厚度随着甲烷压力的增加(高压力范围)而强烈增加。
在高压和低压状态下,截面4B(中心)中的层厚度大于截面1A(表面)中的层厚度。
在高压30Kpa时出现的相反的情形则归因于扩散限制,由图6的体积密度和表1的孔隙度表示。
在低压力状态下,增加的层厚度与改进的组织结构相符合,与高压状态时并不理想的组织结构形成对比(图16)。
图17样本1A和4B的层厚度作为甲烷压力的一个参数,渗透条件:
1095℃。
4.讨论
4.1致密化
模型研究显示,从中心到表面可能发生一个多孔结构的致密化(内外致密化),假设围绕多孔结构的空间中气体的停留时间足够短,得以防止甲烷的明显再分解。
此外,已经表明,增加的压力和渗透深度不仅有助于加速致密化的过程,而且有助于优先内外致密化。
这是可行的,考虑到这一过程不是被进入结构的甲烷扩散测定的,而是被在多孔结构中形成的较大炭氢族的外扩散测定的(由于停留时间的延长)。
在1070℃、30Kpa和1095℃、13.5Kpa渗透条件(图3,5和6)下,被用作表征致密化的一个粗略衡量手段的体积密度证实了内外致密化。
增加了的渗透深度的有益影响是从图3和图4的结果对比中推断出来的。
增加的体积密度反映出压力增加时渗透过程的加速(图5,压力达到30Kpa;图6,压力达到13.5Kpa)。
因为气相渗透,致密率随着致密化的进程而不断减小,在压力增加时,经过120小时相等时间的渗透后获得的体积密度则低估了压力的真正作用。
由于相同的原因,内部和外部之间体积密度的差别在渗透早期阶段达到最大值,且随着渗透和致密化的进程达到平衡。
在不同体积密度下,由于渗透时间不变,压力对内外致密化的有益影响只能间接来源于相似的密度分布型。
如上所述,体积密度是一个全球性的属性。
因此,需要指出的是,从剩余孔隙度可以得出同上相同的结论(图7和8,表1和2)。
在所有内外致密化的实例中,样本B(中心)的开放孔隙率低于样本A(表面)的。
在1095℃、20和30Kpa下,源自体积密度分布型的扩散限制的开始也通过从外到内不断增加的开放孔隙率(图8b,表1)得到证实。
与较低压力13.5Kpa和10Kpa相比,20Kpa和30Kpa时的低体积密度可能是较小程度上由剩余孔隙(开放和关闭)引起的,且主要是因为渗透炭的密度过低。
总结这些结果,可能得出以下结论:
在高表面积/体积比(A/V)的炭纤维结构的渗透中,从内到外的致密化也是可能的,这已在深度达到40mm的渗透中得到论证,且体积密度可以很容易达到1.9g/cm3。
10Kpa的甲烷压力甚至更有助于内外致密化及缩小渗透时间。
参考研究所需的参量,经过大约5天时间渗透之后,毡的密度可以达到1.9g/cm3以上。
在等温等压气相渗透的基础上,工业过程所需时间从2个月到3个月不等,但是却没有获得相似的体积密度。
使用甲烷-氢气混合物得到了一个很有趣的结果。
这一结果表明,渗透条件为1095℃、甲烷压力20Kpa时,微弱的扩散限制可以被完全克服。
这一效果可能主要是由气相和表面反应堆的选择性氢气阻滞引起的。
任何一种化学反应堆的阻滞相当于被降低的泰勒模量,从而相当于被增加的毛孔效果因素。
具体细节将在下面结合炭结构讨论,通过加入氢气,该炭结构表现出沉积化学的一个变化。
4.2微观结构
令人高度满意的是,经过快速渗透达到高密度,然而没有生成理想的基体炭组织,又是没有任何价值的。
致密化和组织结构研究结果表明,1070℃太低以至于不能渗透出高织构炭。
出现这种情况的原因在4.3中讨论。
1095℃的结果更是令人憧憬的。
10Kpa和13.5Kpa甲烷压力下的最大致密化与10Kpa下高纯织构基体炭相一致,13.5Kpa下一个几乎高纯织构炭沉积在厚度约1μm(表面)和2μm(中心)的较低组织的第一个薄层上(图13和17)。
轻微压实的毡经过渗透后,显然可以避免这一薄层,因为在厚度为1μm或2μm薄层沉积(13.5Kpa)之后,像这样的毡与已被使用过的毡相符合。
压实的毡所表现出的较高初始表面积/体积比(A/V)和较低初始孔体积暗示了在渗透的开端毡内气体的停留时间较短。
有了这些前提条件,炭形成的化学过程被从较大族转移到较小族。
根据表面积/体积比(A/V),像这样的族对于生产高织构炭是必要的。
加氢作用下,对炭组织的控制也是可能的,因为芳烃的形成和成长,尤其是芳烃中炭的形成在加氢作用下受到强烈抑制,这导致了炭形成的化学过程从较大芳香族到较小族的转移,从而生成高织构炭。
这是在20Kpa甲烷压力下进行的研究。
在无氢的情况下,形成厚度约5μm(表面)和8μm(中心)低织构炭的第一层(图14)。
向高织构炭的转换(第二层)又是由上面所示的增加了的表面积/体积比(A/V)造成的。
在4Kpa加氢作用下,低织构炭第一层的厚度减小。
第二层明显是由高织构炭形成(见图14的截面4B,和表3相应的消弧角)。
要想完全移除中心的第一层需要加小许氢气分压,但可惜的是,毡表面区域的致密度却因此下降。
这是从4Kpa和10Kpa加氢的研究结果中推断出来的(图11和14,表3)。
现有的结果表明,甲烷压力、外加氢气和初始的表面积/体积比(A/V)可以控制炭组织。
由于产生了额外的扩散问题,后两个策略是最重要的。
如果使用或需要被提高的压力和温度来控制炭组织,这些问题就会出现。
在这个阶段,将现有的研究结果与较早PiersonandLieberman从相似炭毡渗透中获得的关于炭微观结构或组织结构的研究结果相比较是很有帮助的,尽管没有研究渗透率和致密化分布型。
但是,这又不是十分紧要,因为温度梯度方法已被应用,在这个过程中,扩散限制可能或多活少会被排除在外。
此外,结论是基于第一层沉积在邻近热板的纤维上。
所以,任何温度梯度的影响也可能被忽视。
就结果而言,应该说作者只将中织构炭(光滑层)、高织构炭(粗糙层)和各向同性炭区别开来。
由于没有考虑到低织构炭(黑暗层),作者描述关于辨别中织构炭和各向同性炭的困难是不足为奇的。
事实上,假设各向同性炭与低织构炭相一致,绝对没有任何组织的炭应该是在极端的条件下形成的。
在这些叙述和定义的基础上,已经可以证明,高织构炭是在中压下沉积的,反之增加或减少的压力导致较少组织结构的炭的生成,压力增加达到中织构程度而压力减小却生成低织构炭。
毡的压紧度作用于中织构向高织构的过渡,且最终在加氢作用下变成低织构。
这些趋势与现在的研究结果完全一致。
这也同样适用于温度上升的案例中。
温度上升引起中织构向高织构的过渡,且最终在高温下变成低织构。
这个条件在该研究中还没有涉及到。
不同的组织结构与热力平衡测定的乙炔/苯分压比值有关。
从根本上说,乙炔和苯之间的区别是很令人关注的,因为气相热解和这些炭氢化合物的炭形成化学过程是不同的。
另一方面,化学动力学明显控制炭的形成,也就是说那个研究的条件和本研究的条件相去甚远。
图18方案显示外加芳基(萘基和苯基)(a);分子内脱氢环化(b);进一步外加萘基(c);通过添加乙炔关闭四炭槽(d和e);通过添加乙炔五员环转化为六员环(f和g)。
此外,大体上观察到的中、高、低织构顺序(各向同性)的结论还没有得到本研究结果的证实。
从低或高压开始,他们建议了所有可能的转换:
低–中–高–中–低(图16)。
这点非常重要,因为中低织构炭是在非常不同的条件下形成。
将来用透射电子显微镜法研究炭的纳米结构也是非常令人期待的。
4.3炭形成的化学过程与炭组织的联系
在可以讨论炭的沉积和形成机理之前,必须要先声明几点。
大多关于不同炭组织形成的论文中,炭沉积和炭形成机理之间没有明显的区别。
然而这个区别是必要的,沉积机理只与炭组织有间接关联,而炭组织是根据炭的形成机理确定的。
例如,不同的沉积机理炭形成的化学过程是没有必要相同的。
也就是说,关于炭形成机理和与其相关的炭组织结构的
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