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活性炭有大量的小孔洞,能吸附一些可溶性的膠體和大分子有機物,在一定程度上凈化水質,但不能除去所有雜質,如鹽等離子就不能除去
活性炭是一種黑色粉狀,粒狀或丸狀或無定形具有多孔的碳。主要成分為碳,還含少量氧、氫、硫、氮、氯。其主要有木材、果殼、煤等經過高溫活化而成。碳元素是自然界穩(wěn)定的元素,活性炭亦有這一特點?;钚蕴績瓤紫督Y構發(fā)達,具有較大的表面積(500~1000米2/克),甚至更高,有很強的物理吸附性能,能吸附氣體、液體或膠態(tài)固體;對于氣體、液體,吸附物質的質量可接近于活性炭本身的質量。其吸附作用具有選擇性,非極性物質比極性物質更易于吸附。在同一系列物質中,沸點越高的物質越容易被吸附,壓強越大、溫度越低、濃度越大,吸附量越大。反之,減壓、升溫有利于氣體的解吸。
活性炭常用于氣體的吸附、分離和提純、溶劑的回收,糖液、油脂、甘油、的脫色劑,飲用水及冰箱的除臭劑,防毒面具中的濾毒劑、空氣凈化,還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體等。
(一)碳化硅的合成和用途
碳化硅的合成是在一種特殊的電阻爐中進行的,這個爐子實際上就只是一根石墨電阻發(fā)熱體,它是用石墨顆粒或碳粒堆積成柱狀而成的。這根發(fā)熱體放在中間,上述原料按硅石52%~54%,焦炭35%,木屑11%,工業(yè)鹽1.5%~4%的比例均勻混合,緊密地充填在石墨發(fā)熱體的四周。當通電加熱后,混合物就進行化學反應,生成碳化硅。其反應式為:
SiO2 3C→SiC 2CO↑
反應的開始溫度約在1400℃,產物為低溫型的β-SiC,基結晶非常細小,它可以穩(wěn)定到2100℃,此后慢慢向高溫型的α-SiC轉化。α-SiC可以穩(wěn)定到2400℃而不發(fā)生顯著的分解,至2600℃以上時升華分解,揮發(fā)出硅蒸氣,殘留下石墨。所以一般選擇反應的終溫度為1900~2200℃。反應合成的產物為塊狀結晶聚合體,需粉碎成不同粒度的顆?;蚍哿?,同時除去其中的雜質。
目前,吸波材料在各個領域中的應用越來越廣泛。尤其在領域,為了加強自身建設,通常將吸波材料涂層應用于戰(zhàn)斗表面,以達到“隱身”的目的。吸波材料在裝備力量與電子科技中占據重要地位。
在國際上,美國對吸波材料作為“隱身材料”的應用已經較為成熟,例如,美國將吸波性能良好的碳化硅材料作為涂層涂于軍事表面,減弱目標向外散發(fā)的雷達特征與紅外線等,使得敵軍無法檢測到目標,從而在中占據優(yōu)勢 [1-2]。在海灣和科索沃,人們都可以看到有關“隱身材料”的應用經驗。因此,吸波材料作為“隱身”技術的應用越來越重要,為增強我國軍事實力,建設事業(yè),必須對吸波材料進行深入研究與應用。
較為常見的吸波材料為碳化硅,可以用于一些電子設備、屏蔽設備等,尤其在信息化中,可以減弱目標的光電特征、紅外信號等 [3]。碳化硅作為吸波材料,分為不同的類型,如鐵磁金屬微粉吸波材料、鐵氧體吸波材料、納米吸波材料、多晶鐵纖維吸波材料、陶瓷吸波材料、導電高聚物吸波材料。本文就通過試驗研究碳化硅涂層的吸波性能,以期為事業(yè)作出貢獻。
碳化硅的原料有石英砂、石油焦等,又叫金剛砂,化學結構為六方形晶體,通常比重為 3.2,硬度較大,平均為3000kg/mm2。碳化硅具有很多優(yōu)點,如導熱系數高、膨脹系數小、體積小和強度高等。碳化硅涂層被電磁波影響,從而產生感應電流,應電流易受電磁場影響改變方向,同時由于材料的高電阻阻礙,電磁波的能量會變?yōu)闊崃可⑹В茨芰肯?,這樣雷達等電子設備的信號大大減弱,這種現象稱為吸波性能。
不同類型的碳化硅材料具有不同的吸波能力。例如,異形截面的碳化硅與邊界規(guī)則的碳化硅截面具有不同的吸波性能,不同碳化硅的表面曲率不同,其電荷聚集的能力也不同,通常曲率較小則容易聚集電荷。另外,不同厚度的涂層對吸波性能也有不同的影響。