基于选区激光烧结的无机纳米Al2O3粒子增强增韧聚苯乙烯的研究

基于选区激光烧结（SLS）技术，进行了无机纳米Al2O3粒子改性聚苯乙烯（PS）的试验研究。结果表明，在一定的激光烧结工艺参数条件下，激光烧结件中的纳米Al2O3粒子在PS基体中分布均匀，且其冲击强度、拉伸强度最大分别达到了12．1kJ／m^2和31．2MPa，相对于纯PS烧结件提高了60％和380％。同时，冲击断面SEM显示其属典型的韧性断裂，无机纳米Al2O3粒子起到了增强增韧PS的作用。     

高分子包覆纳米CaCO3的制备及其在PS中的应用

用丙烯酸（AA）与苯乙烯（St）及丙烯酸甲酯（MA）与苯乙烯（St）共聚包覆改性纳米CaCO3，通过红外光谱及透射电镜对改性前后纳米CaCO3的结构和微观形貌进行了表征，利用改性后的纳米CaCO3填充聚苯乙烯（PS），测试了PS／纳米CaCO3复合材料的力学性能。结果表明包覆改性后的纳米CaCO3对，PS有增强增韧作用。经MA与St共聚包覆改性的纳米CaCO3比用AA与St共聚改性的纳米粒子更能提高PS／纳米CaCO3复合材料的力学性能，其拉伸强度及无缺口冲击强度分别比纯PS提高14％和21％。     

纳米Al2O3对3Y-ZrO2陶瓷性能的影响

研究了纳米Al2O3添加剂对3Y—ZrO2陶瓷材料烧结和力学性能的影响。实验结果表明：添加纳米Al2O3（0．5mol％～2mol％）可以促进3Y—ZrO2的烧结，并提高材料的抗弯强度和断裂韧性。在1450℃下烧成的添加0．5mol％纳米Al2O3的3Y—ZrO2具有最高的强度和韧性值，分别为620MPa和13．9MPa·m^1/2，比纯3Y-ZrO2的最高强度和韧性（1500℃烧成试样）分别提高了11％和16％。     

PTFE/Al2O3纳米复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MM—200型摩擦磨损试验机研究了PTFE／Al2O3纳米复合材料的摩擦磨损性能，并采用扫描电子显微镜观察、分析了试样磨屑形状及磨损机理。结果表明，经表面处理的纳米Al2O3能明显提高PTFE的耐磨损性并改变其磨屑形成机理；当表面处理纳米Al2O3含量为3％时，PTFE纳米复合材料的磨损量最小，但在试验范围内，表面处理纳米Al2O3含量变化对PTFE纳米复合材料的耐磨损性影响不大，而PTFE纳米复合材料的摩擦系数则随表面处理纳米Al2O3含量增加而略有增大，导致PTFE磨损的机理主要是粘着磨损。     

无压烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷

用沉淀法包裹微米级SiC颗粒，通过常压、埋烧制备Al2O3／SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、TG和SEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化、烧成收缩和显微结构。结果表明：利用SiC粉埋烧及碳粉制造还原气氛，含8wt％SiC(平均粒径为5mm)的复合粉末经800℃煅烧、成型，试样于1550℃，2h烧结，可制备Al2O3／SiC纳米复合陶瓷，其相对体积密度达95．2％，在烧结过程中由SiC氧化形成的无定形SiO2及与基质氧化铝反应形成的莫来石前躯体可大大促进烧结。     

纳米ZnO／ABS复合材料的制备及性能研究

制备了改性纳米ZnO／丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，研究改性纳米ZnO用量对复合材料维卡软化温度及紫外线老化前后力学性能的影响。结果表明：适量添加改性纳米ZnO既可有效提高ABS复合材料的维卡软化温度及各种力学性能，又可赋予复合材料优良的耐老化性能。改性纳米ZnO用量为3％时，ABS复合材料的维卡软化温度达102℃，比纯ABS树N（98．7℃）提高3．2℃；紫外线老化前后复合材料的拉伸强度较纯ABS树脂分别提高37．4％和44．6％、断裂伸长率提高0．9％和357％、硬度提高45．4％和29％、缺口冲击强度提高13.8％和44．7％、无缺口冲击强度提高12．4％和44.4％。     

钛酸铝／氧化铝复合材料的制备及其抗铝液浸渗性能

以Al2O3,TiO2,MgO和Fe2O3粉末为起始原料制备出不同氧化铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料;通过考察浸于熔融铝液中试样断面显微结构和特征元素分布研究了复合材料抗铝液浸渗性能。研究表明,反应烧结得到的是含5％MgTi2O5（质量分数）和1％Fe2TiO5（质量分数）的钛酸铝复合固溶体与氧化铝组成的复合材料,复合材料的烧结致密度随试样中氧化铝含量的增加而增加。高钛酸铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料具有良好的抗铝浸渗性能。     

纳米A12O3改性聚四氟乙烯力学性能的研究

通过压制和烧结，制备了纳米Al2O3改性聚四氟乙烯(PTFE)，并研究了改性PTFE的物理机械性能。结果表明：纳米Al2O3粒子对PTFE有显著的增强作用，提高了复合材料的拉伸强度和硬度；降低了摩擦系数，但也使复合材料的断裂伸长率降低。     

原位聚合法制备钼酚醛树脂纳米复合材料的研究

采用原位聚合法，用表面处理过的二氧化硅(SiO2)纳米粒子对钼酚醛树脂进行填充改性，制备了钼酚醛脂／SiO2纳米复合材料，研究了SiO2纳米粒子填充改性对复合材料耐热性和力学性能的影响。实验结果表明，SiO2质量分数为2％时，材料的耐热性和冲击强度达到最大值，分别为105℃和4．3kd／m^2；SiO2质量分数为4％时，材料的拉伸模量和拉伸强度达到最大值，分别为1288MPa和30．3MPa。     

纳米氧化铝改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究

以纳米Al2O3作为填料填充改性聚四氟乙烯(PTFE),采用模压烧结成型的方法制备了不同纳米Al2O3含量的PTFE/纳米Al2O3复合材料,考察了偶联剂改性前后纳米Al2O3及其含量对复合材料硬度、摩擦系数和磨痕宽度的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨屑和磨损表面进行了微观分析。结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,复合材料的硬度和摩擦系数逐渐增大,磨痕宽度先大幅下降而后略有增加。另外,相对于未改性纳米Al2O3,PTFE/偶联剂改性纳米Al2O3复合材料的硬度和摩擦系数均较低,其磨痕宽度则较高。     

(Ni-P)-Al2O3纳米微粒化学复合镀--表面活性剂对镀层组织的影响

将纳米Al2O3应用于化学复合镀中,研究了表面活性剂对纳米Al2O3粉的分散状态和(Ni-P)-Al2O3纳米微粒复合镀层组织形貌的影响。结果表明,通过选择合适的表面活性剂对纳米Al2O3分散后再加入到镀液中进行施镀,方可得到分散均匀的复合镀层。     

氧化铝基体上羟基磷灰石/氟羟基磷灰石双层涂层的制备及性能

通过涂覆-烧结法在氧化铝(Al_2O_3)表面制得羟基磷灰石(HA)/氟羟基磷灰石(FHA)双层涂层,HA和FHA重复沉积在氧化铝基体上形成均匀涂层,然后在1300 ℃进行热处理.在此过程中,如果没有FHA中间层,HA会和Al_2O_3发生严重的反应,形成磷酸三钙和钙铝化合物.SEM、XRD及粘接拉伸试验表明:FHA中间层能有效地抑制HA与Al_2O_3的反应,所获得的双层涂层具有多孔粗糙的表面,但与Al_2O_3基体结合紧密.涂层经1300 ℃热处理后,其结合强度约为30 MPa.     

制备纳米氧化铝的研究

以硫酸铝溶液和氨水为原料,用喷射沉淀法制备纳米氧化铝,分析了溶液浓度和干燥方式对Al2O3前驱体粒度的影响。将浓度0.2mol/L的Al2(SO4)3与4.5%的NH3·H2O进行喷射实验,冷冻干燥,在1200℃下烧结,经XRD及粒度测试可知,产物平均粒径为30.9nm的αAl2O3。     

氧化铝掺杂聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究

通过溶液法，成功地制备了氧化铝掺杂聚酰亚胺纳米复合薄膜。探讨了Al2O3用量对聚酰亚胺纳米复合薄膜拉伸强度、热性能、电气强度的影响。结果发现，当Al2O3的质量分数达到5％时，整个复合体系的拉伸强度达到最大，相对于聚酰亚胺母体，复合材料的拉伸强度提高了16％；当Al2O3用量较小时，对聚酰亚胺纳米复合薄膜的Td10的影响不大，但当Al2O3的质量分数超过15％时，Td10则随Al2O3用量的增加而下降；同时实验结果表明，Al2O3的引入可以在一定程度上改善其复合体系的电气强度。     

GF/碳酸钙复合改性PS选择性激光烧结实验

针对选择性激光烧结工艺中聚苯乙烯(PS)粉末烧结件强度不足的缺点,通过添加玻璃纤维(GF)粉末和碳酸钙粉末制备PS/GF/CaCO_3复合粉末来提高烧结件强度。采用单因素实验法、弯曲强度测试和扫描电子显微镜分析探索了PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型的不同工艺参数范围,研究了不同工艺参数对烧结件弯曲强度的影响。结果表明,分层厚度在0.18~0.22 mm范围内,扫描间距在0.25~0.29 mm范围内,扫描速度在1 500~1 800 mm/s内可以确保PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型;分层厚度为0.18 mm,扫描间距为0.25 mm,扫描速度为1 500 mm/s时,PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件弯曲强度最高,可达10.94 MPa;在PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型的工艺参数范围内,随着分层厚度、扫描间距、扫描速度的增大,弯曲强度降低。     

纳米Al_2O_3改性聚丙烯的非等温结晶动力学

采用差示扫描量热法研究了聚丙烯(PP)及PP/纳米Al_2O_3复合材料的非等温结晶动力学。结果表明:纳米Al_2O_3有异相成核的作用,使PP的结晶峰温升高;PP的半结晶时间随纳米Al_2O_3含量增大而减小;纳米粒子的填充使PP的结晶活化能(△E)增大,含纳米Al_2O_3质量分数为2%的PP的△E最大。     

纳米Al_2O_3填充超高分子量聚乙烯的生物摩擦磨损性能研究

用纳米Al2O3对人工关节软骨UHMWPE进行填充改性,在生理盐水润滑条件下,评价了其摩擦磨损性能。结果表明,纳米Al2O3的加入,在一定程度上提高了UHMWPE的硬度,与钛合金对磨时的摩擦系数随Al2O3含量(<10%)的增加而增加;与不锈钢对磨时,摩擦系数有所增加;不同Al2O3含量(<10%)的UHMWPE,磨损率比纯UHMWPE低。纯UHMWPE的磨损表现为明显的犁沟以及塑性变形,加入纳米Al2O3的UHMWPE的磨损主要表现为磨粒磨损和轻微的塑性变形。     

原子转移自由基聚合体系中催化剂的脱除

采用甲苯为溶剂,酸性三氧化二铝为吸附剂脱除原子转移自由基聚合体系中的含铜催化剂,ICP AES表征铜的含量可降至10-6级。研究了两种催化剂CuCl/bpy和CuCl/dNbpy对苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯的原子转移自由基本体和乳液聚合的催化及脱除, 结果表明:虽然CuCl/dNbpy对聚合反应具有较好的催化活性,但由于与聚合物具有较好的相溶性,使得催化剂较难从体系中脱除,脱除效果次于 CuCl/bpy。而乳液聚合,由于体系的复杂性,使其在吸附剂脱除之后聚合物中的铜含量高于本体聚合。     

工艺参数对选择性激光烧结PS/SBS/纳米CaCO3制件弯曲强度影响

针对聚苯乙烯(PS)粉末选择性激光烧结(SLS)成型件强度较低的问题,采用机械混合法制备了PS/苯乙烯–丁二烯–苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/纳米CaCO₃复合粉末,通过单因素实验分析了SLS工艺参数对成型件弯曲强度的影响,并通过正交试验和极差分析获得了最优工艺参数组合。实验结果表明,烧结件的弯曲强度随着激光功率的增大而升高,随着扫描速度、扫描间距和分层厚度的增大而降低;激光功率对PS/SBS/纳米CaCO₃复合粉末烧结件弯曲强度的影响最大,分层厚度对弯曲强度的影响最小,扫描速度和扫描间距的影响介于两者之间;最佳工艺参数组合为:激光功率27 W,扫描速度1300 mm/s,扫描间距0.24 mm,单层厚度0.22 mm。在此工艺参数组合下PS/SBS/纳米CaCO₃复合粉末烧结件的弯曲强度为13.38 MPa;改性纳米CaCO₃与PS和SBS的相容性较好,能有效起到增强的作用。