丙烯在模型孔中CVI過程的熱解炭沉積
本文選題:熱解炭 + 丙烯; 參考:《新型炭材料》2017年05期
【摘要】:本文在溫度為1 223 K,總壓強40 kPa(N_2∶C_3H_6=9∶1)和停留時間0.56 s下,以丙烯為前驅(qū)體在內(nèi)徑為1.0 mm和長度31.0 mm的模型孔中裂解沉積生成熱解炭。以15 h為沉積周期經(jīng)75 h沉積實驗得到最終試樣,通過制樣觀察熱解炭沿模型孔長度方向的沉積厚度,分析在基底水平和垂直方向上熱解炭的沉積速率變化。結(jié)果表明,在該實驗條件下熱解炭沿模型孔長度方向由孔口到末端的沉積速率降低;而在垂直方向位置較低處的模型孔,熱解炭沿長度方向的沉積速率梯度較小。通過耦合丙烯的均氣相反應(yīng)機(jī)理和總括反應(yīng)機(jī)理,對該實驗條件下丙烯在模型孔中的熱解炭沉積過程進(jìn)行模擬。在平推流反應(yīng)器模型中,運用均氣相反應(yīng)機(jī)理對丙烯裂解的氣相組分變化進(jìn)行模擬,并將平推流反應(yīng)器相應(yīng)位置的氣體組分濃度作為對應(yīng)模型孔入口的初始濃度。運用總括反應(yīng)機(jī)理的熱解炭沉積模型,對丙烯在模型孔中的化學(xué)氣相滲透過程進(jìn)行模擬。對照熱解炭在模型孔中沉積厚度的實驗結(jié)果,證明該模型的合理性。模擬和實驗結(jié)果表明通過減少氣體停留時間可適當(dāng)減緩熱解炭表面封孔現(xiàn)象。
[Abstract]:At a temperature of 1 223 K, a total pressure of 40 KPA and a total pressure of 40 KPA, the pyrolytic carbon was formed by pyrolysis and deposition of propene as precursor in a model pore with an internal diameter of 1.0 mm and a length of 31.0 mm. The final sample was obtained by 75 h deposition experiment with 15 h deposition cycle. The deposition thickness of pyrolytic carbon along the length of model pore was observed by sample preparation, and the deposition rate of pyrolytic carbon in horizontal and vertical direction of substrate was analyzed. The results show that the deposition rate of pyrolytic carbon decreases in the direction of pore length from the orifice to the end of the model under this experimental condition, but the deposition rate gradient along the length of the pyrolytic carbon is smaller at the lower perpendicular position. The pyrolytic carbon deposition process of propylene in the model pore was simulated under the experimental conditions by coupling the homogeneous reaction mechanism and the overall reaction mechanism of propylene. In the model of flat push-flow reactor, the change of gaseous component of propylene cracking was simulated by the mechanism of homogeneous gas phase reaction, and the concentration of gas component in the corresponding position of the reactor was taken as the initial concentration of the corresponding pore entrance. The chemical vapor permeation process of propylene in the pore of the model was simulated by the pyrolytic carbon deposition model based on the overall reaction mechanism. Compared with the experimental results of deposition thickness of pyrolytic carbon in the pore of the model, the rationality of the model is proved. The simulation and experimental results show that the sealing phenomenon of pyrolytic carbon surface can be reduced by reducing the gas residence time.
【作者單位】: 上海大學(xué)材料復(fù)合及先進(jìn)分散技術(shù)教育部工程中心;上海航天設(shè)備制造總廠;
【基金】:教育部博士點基金(20113108120019) 上海人才發(fā)展資金(2011028) 航空基金(2013ZFS6001) 上海市科委基金(13521101202)~~
【分類號】:TQ127.11
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,本文編號:1922299
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