微波烧结ZrO2(n)增韧Al2O3复合陶瓷组织与性能研究

文章采用微波烧结制备ZrO2/Al2O3复合陶瓷,探讨了纳米ZrO2对Al2O3陶瓷的烧结、力学性能和显微结构的影响.结果表明:纳米ZrO2的加入会对Al2O3陶瓷的显微结构产生影响,ZrO2颗粒以"晶内型"和晶界型两种形式存在,ZrO2的相组成与其含量有关.合理的实验配方及制备工艺有利于ZrO2以四方亚稳相存在.ZrO2含量为15vol%时,ZrO2全部由四方相组成,有利于应力诱导相变增韧,该ZrO2/Al2O3复合陶瓷的硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为13350MPa、6.41MPa·m1/2和502MPa.ZrO2/Al2O3复合陶瓷増韧机制为应力诱导相变增韧、内晶型结构增韧和微裂纹増韧.     

ZrO2-Al2O3两相陶瓷复合材料力学性能与增韧机制的研究

研究了ZrO2-Al2O3二元复相陶瓷材料的力学性能、烧结行为和增韧机制。研究结果表明ZrO2-Al2O3复相陶瓷可以在体积分数为lO％～30％的纳米ZrO2含量范围内都保持较高的抗弯强度和断裂韧性；ZrO2颗粒的存在能够有效抑制晶界运动从而达到促进材料致密化、改善显微结构的目的。在ZrO2-Al2O3复相陶瓷中相变增韧和裂纹偏转是主要的增韧机制。此外，ZrO2纳米颗粒使位错钉扎或堆积，起到了分散阻碍裂纹的作用，达到强韧化效果。     

Al2TiO5/Al2O3复合材料的制备及其力学性能

采用正交实验的方法研究了MgTi2O5和Fe2TiO5复合添加剂对Al2TiO5/Al2O3复合材料力学性能的影响。实验得出在Al2TiO5中添加5mol%的MgTi2O5和1mol%的Fe2TiO5复合添加剂时,Al2TiO5与Al2O3合成的Al2TiO5/Al2O3复合材料具有最佳的力学性能。在此基础上制备了Al2O3体积百分含量为10%、20%、40%、60%、80%、90%的Al2TiO5/Al2O3复合材料,并且研究了复合材料的微观结构;Al2TiO5/Al2O3复合材料的烧结致密度、强度与弹性模量随Al2O3体积百分含量的增大而增大。Al2O3体积百分含最从10%增加到90%时,复合材料的三点抗弯强度从16.25Mpa上升至272.05Mpa     

LaNbO4-MoSi2复合陶瓷的制备及力学性能

采用高温固相反应法合成了LaNbO4粉末,并通过热压法制备了LaNbO4-MoS i2复合陶瓷材料。通过扫描电镜、金相显微镜、X射线衍射仪进行试样显微组织结构和断裂特征分析,测试了其显微硬度、抗弯强度和断裂韧性等力学性能。实验结果表明:合成的LaNbO4粉末有少量未反应的La2O3剩余,固相反应前原料粉的高能球磨使得反应后LaNbO4结构由单斜相变成以四方相为主。LaNbO4-MoS i2复合试样与单相MoS i2相比,其晶粒明显细化,致密性提高,强度、硬度和断裂韧性均有较大提高。采用具有畴切换增韧特性的LaNbO4颗粒作为一种新的增强剂对MoS i2基陶瓷进行复合改性具有一定的研究价值。     

微波烧结ZrO_2/LaNbO_4-MoSi_2复合陶瓷耐磨性研究

文章测定了无润滑条件下ZrO2/LaNbO4-MoSi2纳米复合陶瓷的磨损特性曲线,并对其磨损特征进行了分析.结果表明,ZrO2/LaNbO4-MoSi2纳米复合陶瓷的磨损特征以粘着磨损为主.第二相纳米ZrO2颗粒和LaNbO4颗粒的加入能明显改善MoSi2陶瓷的耐磨性.     

飞机电热防冰用BaTiO3热敏陶瓷力学性能的改进

飞机电热防冰系统用ＢａＴｉＯ３基ＰＴＣ热敏陶瓷材料要求有低电阻及优良的ＰＴＣ效应，同时有良好的力学性能。本文叙述了在ＢａＴｉＯ３为基的ＰＴＣ材料中，通过配方组成设计及先进的工艺制备手段，获得了居里温度５０℃，室温体电阻率８０Ω·ｃｍ，ＰＴＣ效应１０６数量级，耐电压２４０Ｖ／ｍｍ，断裂韧性ＫＩＣ１９．１４ＭＮ／ｍ３／２，冲击韧性２．６Ｊ／ｃｍ２，抗弯强度１０８ＭＰａ，综合性能优良的ＰＴＣ材料。初步实验表明，该发热体陶瓷具有较强的防冰和化冰能力。     

SiC_p/Al复合材料用SiC表面预氧化处理研究

通过对SiC颗粒的高温氧化和增重实验,研究了SiC高温氧化规律和氧化动力学,探讨了SiC高温氧化后SiC_p/Al复合材料的界面反应。结果表明,SiC颗粒氧化增重随氧化时间增加,先快速增加,后缓慢增加,符合抛物线规律。SiO_2氧化膜厚度随加热温度升高而增加。氧化温度低于900℃时氧化速度较慢,超过1 300℃时氧化膜厚度随氧化温度增加而增加不明显,SiC颗粒表面氧化处理应以氧化温度为1 100℃和氧化时间为10 h为宜。SiC颗粒氧化处理可使SiC_p/Al复合材料界面反应形成Al_2O_3界面相,而有效抑制了界面相Al_4C_3的产生。     

乳液聚合法制备纳米Al2O3/PS核壳式复合粒子

针对纳米粒子易团聚的特点,本文采用乳液聚合方法制备纳米Al2O3／PS复合粒子来进行改性,考察了不同工艺参数对乳液聚合的影响,并运用TEM、FTIR对复合粒子进行了表征。研究发现：在反应温度为800℃,乳化剂为$DS和OP—10复合乳化剂,St和纳米Al2O3投料比为2：1,单体滴加速度为5滴／min条件下所制备出的复合粒子具有以纳米驰03为核,PS为壳的核壳式结构,其包覆层厚度大约为10～20nm。     

Zn／纳米CeO2复合镀层的制备及其性能研究

采用电镀方法制备了Zn/纳米CeO2复合镀层,分析了镀液中CeO2颗粒悬浮量、阴极电流密度和镀液温度等因素对复合镀层中纳米CeO2复合量和膜层质量的影响,用正交试验法优选了各工艺参数。采用电化学方法和浸泡法研究了Zn/纳米CeO2复合镀层的耐蚀性。结果表明,相对于纯镀锌镀层,复合镀层晶粒细小,平整光滑,显微组织均匀、致密,并且镀层耐蚀性能有提高。     

纳米颗粒在储层微流道中的减阻机理实验研究

用SNP1-1、SNP2-2和SNP2-4三种疏水纳米材料分别与柴油配制成3种油基纳米液,用SNP2-2分别与ND3和ND4配制成2种水基纳米液,通过岩心流动实验测试了这5种纳米液的减阻效果.实验结果显示,3种油基纳米液使岩心水相渗透率提高了42%、49%和24%,2种水基纳米液分别使岩心水相渗透率提高了17.5%和75%,5种纳米液都具有减阻效果,但不同纳米液的效果差异明显,这说明增注液不具有唯一性,但纳米粒径、修饰剂和分散剂对减阻效果有明显的影响.测试了SNP2-2油基纳米液处理岩心的耐冲刷能力,岩心经180倍孔隙体积(PV)水的驱替,仍具有一定的效果,说明纳米边界层流道壁面有较强的吸附能力.现场采用SNP2-2和ND4配制的纳米液进行了三口井的增注试验,注水压力最大降幅12.5MPa.研究结果与实验前的设想相符,较好地说明了纳米减阻机理.     

纳米SiO_2/氟碳杂化透明疏水耐磨涂层的制备及其性能研究

通过低温微波法制备了纳米二氧化硅(SiO_2)粒子,对其进行表面疏水化改性后,引入双键官能团处理,制备了一种高透明、耐磨性好且疏水的纳米SiO_2/氟碳杂化涂料。采用XRD、TEM、FTIR等手段对纳米SiO_2粒子进行了表征,并研究了改性纳米SiO_2的用量对杂化涂层的透明性、耐磨性、疏水性、强度、硬度以及耐沾污性的影响。结果表明:改性纳米SiO_2的含量对杂化涂层的透明性影响很小,杂化涂层具有较好的附着力、硬度、耐磨性、疏水性和耐沾污性,改性纳米SiO_2的最佳用量为5%。     

Li2Ru0.6Mn0.4O3/氧化石墨烯复合材料的制备 及电化学性能

采用氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)与固相法制备的Li_2Ru_(0.6)Mn_(0.4)O_3复合得到Li_2Ru_(0.6)Mn_(0.4)O_3/GO复合电极材料,并利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)和能谱仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)分别对其晶体结构、形貌进行了表征。氧化石墨烯不仅可以改善Li_2Ru_(0.6)Mn_(0.4)O_3的导电性,而且可减小其在电解液中因溶解而发生的副反应。电化学测试表明:复合后电极材料的循环性能和倍率性能得到了明显的改善,200圈以后容量依然为初始容量的87.5%;5C大倍率的充放电后,电流密度回到0.1C时,容量保持在初始容量的95%以上。     

多孔SiO2负载纳米ZnO抗菌材料的制备及其性能研究

针对纳米ZnO在制备以及使用的过程中极易发生团聚从而影响其抗菌性能这一缺点,设计实验使得纳米ZnO在溶胶凝胶过程中与多孔SiO₂进行复合。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)以及透射电子显微镜(Transmission electron microscopy, TEM)等可以发现,ZnO很好地复合在多孔SiO₂的骨架上并且分散得较为均匀。通过表面积测试(Brunner-emmet-teller measurement, BET)以及光致发光光谱(Photoluminescence spectrum,PL)的测试可以发现,复合材料的比表面积得到提高且光学性能加强。通过菌落计数法探究复合材料与单组分纳米ZnO的抗菌性能差异以及复合材料中纳米ZnO含量的变化导致的抗菌性能的变化。结论证明,当纳米ZnO与多孔SiO₂进行复合之后,材料的抗菌性能得到了极大的提高,抑菌率超过了99%。     

SiCp／Al电子封装复合材料预制坯的制备

文章研究了粘结剂的含量、成型压力和烧结工艺对SiCp预制坯性能的影响规律,结果表明:随着粘结剂含量的增加,预制坯中SiC颗粒的体积分数越来越小,抗压强度在粘结剂含量为30%时达到最大,随后缓慢下降;成形压力在10-25MPa之间时,随着成型压力的增大,预制坯中SiC颗粒的体积分数越来越大,其抗压强度也越来越大;在800℃以下烧结时,随着烧结温度的提高,预制坯中SiC颗粒的体积分数变得越来越小,但在800℃以后没有明显的变化,预制坯的抗压强度随着烧结温度的提高而增大,在1100℃时,效果最好。     

纳米TiO2／聚氨酯复合涂层的制备及其耐盐水浸泡性能

本文利用硅烷偶联剂对纳米TiO2进行表面改性,并将改性和未改性的纳米TiO2按不同比例添加到聚氨酯涂料中,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂层,实验结果表明,经硅烷偶联剂改性后的纳米TiO2在涂料中分散良好,粒径在100 nm左右.改性后的纳米TiO2能够有效提高涂层的耐盐水浸泡性能.当改性纳米TiO2添加量为3%时,涂层的耐盐水浸泡性能最好.该涂层在经过56天的盐水浸泡后,铅笔硬度从3H下降到HB,附着力从1级下降到3级,光泽度从120.9下降到99.6,耐冲击性能从22 N·cm下降到12 N·cm,在所有试样中下降程度最低.     

锂铝硅系透明微晶玻璃析晶动力学和热处理工艺研究

文章利用TiO2/ZrO2复合晶核剂制备出Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃,研究了复合晶核剂组分对其光学性能的影响,并分析不同MgF2含量的LAS微晶玻璃析晶动力学和热处理工艺.当TiO2/ZrO2比例为1.5/2.5时,微晶玻璃颜色最浅,晶化温度较低.随MgF2含量增加,微晶玻璃析晶活化能和晶化指数都有所提高,玻璃容易析晶,且热处理温度降低.MgF2含量为0.5wt%时微晶玻璃透明度最高;含量高于0.5wt%时微晶玻璃出现分相开裂和乳浊现象.随着预核化温度提高,DTA曲线晶化放热峰出现宽化,最佳热处理温度应取预核化后晶化峰出现宽化时对应的预核化温度和晶化温度.     

热引发前线聚合法快速制备蒙脱土/环氧树脂复合材料

采用热引发前线聚合法(TFP)快速制备了蒙脱土/环氧树脂纳米复合材料,研究了填料含量对前线聚合反应的前线推动速率Vf和最高前线温度Tmax的影响,并通过使用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和力学性能测试等手段对不同固化物的性能与结构进行测试和表征。结果表明:不同体系的前线推动速率和最高前线温度均随蒙脱土含量的增大而变小;采用TFP法使蒙脱土/环氧树脂复合体系完全固化;蒙脱土在固化物中实现了插层或剥离,对基体树脂具有较好的增韧作用。     

Al掺杂对SnO_2纳米晶的能带及染料敏化太阳电池效率的影响

宽带隙二氧化锡(SnO_2)纳米晶体具有良好的物理化学稳定性和较高电子迁移率,可用于染料敏化太阳电池(DSSCs),也是DSSCs中TiO_2光阳极的重要替代品。然而,基于SnO_2光阳极的DSSC光生载流子易于复合,因此电池效率不高。故通过水热法合成了不同比例的Al掺杂SnO_2纳米晶,采用丝网印刷法制作Al掺杂SnO_2薄膜光阳极。在标准条件下(AM 1.5,100 mW/cm~2)测试电池效率,与纯SnO_2DSSCs相比,2%Al掺杂SnO_2电池的开路电压(0.6 V)、电流密度(9.61 mA/cm~2)、填充因子(61.08%)都有所提高,电池效率由1.28%提高到3.51%。研究结果表明:Al掺杂能有效调节SnO_2带隙,同时抑制光生载流子的复合,从而有效提高电池效率。     

Si@SiO2/N掺杂碳复合材料的制备及电化学性能研究

提出了一种核壳结构的Si@SiO_2@NC(NC为N掺杂碳)复合材料用于改善锂离子电池硅基负极材料在充放电过程中硅的体积膨胀和导电性差而导致的容量衰减等问题。该复合材料采用氧等离子体技术处理Si纳米颗粒的表面获得SiO_2层,然后在其表面碳化聚苯胺涂层获得N掺杂的无定形碳。SiO_2中间层具有可靠的缓冲效果和良好的机械支撑,可以在充放电过程中抑制Si纳米颗粒的体积膨胀,N掺杂的无定形碳可以用作电子和Li~+的快速传输通道。与Si纳米颗粒相比,Si@SiO_2@NC复合材料的首次放电容量可达2 583.1 m Ah/g,库仑效率为81%,在电流密度为200 m A/g时,循环40次后仍然具有1 015 m Ah/g的高可逆容量。     

不同形貌CeO_2的制备及其在污水催化臭氧化处理中的性能

采用水热合成法,以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,分别制备了CeO2纳米片、纳米棒和纳米管等3种不同形貌的催化剂,并对其进行了化学结构和表面性能的表征;将这些催化剂用于催化臭氧化降解废水时发现催化剂的表面形态及反应体系的控制条件对催化效率具有显著的影响,其中CeO2纳米管表现出最优良的催化活性。在CeO2纳米管用量为0.5 g,臭氧投加量为15 mg/min时催化臭氧化反应2 h后,对体积为1 L、初始TOC浓度为100 mg/L的柠檬黄溶液中的有机物矿化率高达97%,因此,纳米CeO2作为催化臭氧化技术中新型催化剂具有很大的发展前景。