树枝状聚酰胺改性纳米Al_2O_3/SiO_2混杂材料的制备研究

本文以3,5-二氨基苯甲酸、苯甲酰氯和KH550为主要原料,通过缩聚反应制备得到改性Al_2O_3/SiO_2混杂颗粒。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM),对改性产物的结构、微观形貌和热稳定性能进行了表征和研究。结果表明,采用PAMAM改性的纳米混杂材料,分散相分布均匀且尺寸较小,平均粒径在110nm左右,热稳定性明显提高。     

Al2O3—TiB2陶瓷刀具材料的研制及其耐磨性能研究

本文研制成功了一种新型陶瓷刀具材料即Al_2O_3-Ti B_2陶瓷刀具材料。文中讨论了该材料的研制方法,力学性能和微观结构特点,并对该材料的磨损行为和磨损机理进行了研究。结果表明:Ti B_2粒子的弥散可以明显提高该材料的耐磨性。加工淬火钢时该材料的抗磨损能力明显优于Al_2O_3-TiC陶瓷刀具材料。Al_2O_3-Ti B_2陶瓷刀具材料的磨损过程主要受粘着、耕犁和微破损机制的控制。     

ZrO2增韧Al2O3陶瓷耐磨性的研究

本文对五种不同含量ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷在磨粒磨损条件下的耐磨性进行了试验研究。试验结果表明,ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷的磨损机理不同于金属,它并不是简单的显微切削机理或犁沟机理,其耐磨性与陶瓷的硬度和弹性模量没有单调的依赖关系,而与材料的断裂韧性和抗弯强度呈现比较一致的趋向关系。扫描电镜对摩擦表面和抗弯断口的对比观测表明,ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷磨损破坏机理属于一次性脆性断裂机理。因此,欲提高该陶瓷的耐磨性应当着重于提高陶瓷的韧性和强度。利用ZrO_2的马氏体相变,可望提高陶瓷的韧性和强度,故可望提高Al_2O_3基陶瓷的耐磨性。     

混杂填料增强PA6复合材料摩擦磨损性能

利用M-2000型摩擦磨损试验机考察载荷以及纳米Si_3N_4/SiO_2与玻璃纤维的混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理.结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,以3%纳米Si_3N_4与玻璃纤维混杂填充耐磨性最佳;以5%纳米SiO_2与玻璃纤维混杂摩擦因数最低.     

Al_2O_3颗粒级配对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3系LTCC材料性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃和D_(50)分别为0.83μm与3.49μm的Al_2O_3粉料为原料,采用低温烧结法制备了玻璃/Al_2O_3系介电陶瓷材料。设计将两种氧化铝按一定配比混合以优化氧化铝颗粒级配,研究了氧化铝颗粒级配和烧成温度对玻璃/Al_2O_3材料的烧结性能、介电性能和力学性能的影响。随着氧化铝颗粒级配的优化,玻璃/Al_2O_3材料的收缩率、体积密度、相对介电常数、抗弯强度增加,而介电损耗减小。添加D_(50)为2.81μm的Al_2O_3混合粉料的玻璃/Al_2O_3材料于875℃烧结良好,显示出优异的性能:体积密度为3.09 g/cm~3,相对介电常数7.78,介电损耗0.53×10~(-3)(于10 MHz下测试),抗弯强度为181 MPa,因此该体系材料比较适合用作LTCC封装材料。     

等离子喷涂沉积Al2O3-SiO2涂层的光学性能

采用等离子喷涂技术制备Al_2O_3-SiO_2涂层,研究不同喷涂参数下颗粒熔融状态、微观结构、物相组成对涂层光学反射率的影响规律。结果表明:随着等离子喷涂功率的增加,颗粒熔融状态逐渐变得更加充分,Al_2O_3-SiO_2涂层中SiO_2部分由晶态向非晶态转变,部分Al_2O_3和SiO_2固相反应生成了Al_6Si_2O_(13),新相的产生将使得整个涂层材料体系的相组成更加复杂丰富,相界面增多,有利于涂层光学性能的提高。此外,在涂层的内部,层状结构的形成和孔隙率的增加均有益于涂层光学性能的提高。因此,粉末的熔融状态、涂层的微观结构和物相组成的优化对提高Al_2O_3-SiO_2涂层的光学性能提供了可能。     

Al2O3—ZrO2—SiO2系相图结构特征的研究

按照Al_2O_3/SiO_2比值,在Cevales给出的Al_2O_3-ZrO_2-3Al_2O_3·2SiO_2系的无变量点附近选择了6个组成,对其进行了熔体自然冷却、缓冷和淬冷析晶试验,并对析晶后的试样进行了XRD、SEM和EDAX分析,结果表明:(1)相平衡关系与Cevales给出的Al_2O_3-ZrO_2-3Al_2O_3·2SiO_2系相图的结构特征吻合得很好,其无变量点为低共熔点;(2)莫来石晶相的Al_2O_3/SiO_2比值波动于A_3S_2-A_(?-7)S之间,与Aramaki和Roy测定的Al_2O_3-SiO_2系莫来石稳态固溶体的Al_2O_3上限含量为74.3％是一致的;(3)析晶的单一莫来石晶相的EDAX能谱中不存在Zr谱线,ZrO_2在莫来石中的固溶问题,应进一步研究。     

SiO_2对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料烧结与介电性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃和α-Al_2O_3粉料为原料,低温烧结玻璃/Al_2O_3系介电陶瓷材料。设计调控基质玻璃中SiO_2含量,以优化Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃复合氧化铝材料的烧结与介电性能。结果表明,提高SiO_2含量,玻璃/Al_2O_3材料的烧成收缩率降低,试样烧结温度升高,烧结体介电常数先增加后减小,介电损耗先减小后增加,介电性能转折点出现在SiO_2含量为60 wt%。当SiO_2含量为60 wt%时,复合材料综合性能最好,试样在875℃烧结致密,体积密度为3.10 g·cm~(-3),10 MHz频率下介电常数为8.03,介电损耗为0.0005,因此该体系材料比较适合用作LTCC封装材料。     

一种环氧树脂复合绝缘材料制备与应用性能研究

针对当前高压线路对绝缘材料性能的要求,以E-51型环氧树脂作为原材料,分别通过纳米SiO_2和纳米Al_2O_3对E-51型环氧树脂进行改性,然后以介电常数和闪络电压作为评价标准,结果表明在纳米SiO_2和纳米Al_2O_3填料下,纳米Al_2O_3填料改性得到的介电常数较大,但其比表面积比纳米SiO_2,由此得出纳米Al_2O_3改性环氧树脂具有较大的介电常数;同时在不同含量下得到无论改性与否,其介电常数值都是先增大,后减小,而闪络电压则是改性的极值点要高于未改性的极值点;在粒径方面,不断减小粒径,介电常数和闪络电压都增大。由此得出,通过减小纳米材料的粒径,并经偶联剂处理,同时适当增加纳米改性材料含量,特别是纳米SiO_2含量,可有效提高绝缘材料的介电常数和闪络电压,进而提高整体性能。     

B_4C添加物对Al_2O_3-C和Al_2O_3-SiC-C耐火材料抗氧化性能的影响

在大气中1400℃下对添加标题提及的B_4C耐火材料的氧化特性进行了动力学研究。氧化率可以通过测量随氧化时间而变化的脱碳面积的比例来确定,也可以用一个圆柱体试样的局部化学反应模型进行分析。研究的结果表明,Al_2O_3-C耐火材料的氧化率由化学反应控制,Al_2O_3-SiC-C耐火材料的氧化率由质量转换控制。在Al_2O_3-SiC-C耐火材料的氧化区可观察到氧化铝颗粒表面有莫来石和9Al_2O_3·2B_2O_3,含SiO_2和B_2O_3的融体填充于气孔中。添加1.5％(质量百分比,下同)的B_4C,可以提高Al_2O_3-SiC-C耐火材料在空气中抗氧化性能。     

聚合物/Al_2O_3导热绝缘复合材料研究进展

Al_2O_3以其优越电绝缘性及良好导热能力、价格低廉等综合性能成为目前制备导热绝缘复合材料的一类重要填料。综述了聚合物/Al_2O_3导热绝缘复合材料的研究进展,重点阐述了氧化铝的用量、形状、粒径、表面改性、混杂填充及加工方法等对聚合物/Al_2O_3复合材料热导率及其他性能的影响,为制备综合性能优良的聚合物/Al_2O_3复合材料提供有益参考。     

（Ce—TZP）—Al2O3陶瓷力学性能及其增韧机理的研究

本文研究了不同Al2O_3含量对(Ce-TZP)-Al_2O_3陶瓷强度、硬度及断裂韧性的影响。结果表明:Al_2O_3含量在10—20wt%时,具有明显的增强效果,较大幅度地提高了硬度及强度,并保留较高的韧性。借助于磨损试验和X射线衍射分析,研究了Ce-TZP材料的增韧机理。结果表明:材料的磨损抗力与磨损面上单斜相增量呈一致增加的关系。可以认为,该材料的增韧以相变增韧为主要机制。     

不同载体铁基催化剂异相芬顿反应脱硝实验研究

采用溶胶凝胶法分别以SiO_2和Al_2O_3为载体制备Fe_2O_3质量分数为50%的负载型铁基催化剂,并对其进行表征,同时考察了温度、H_2O_2浓度对催化剂催化脱硝性能的影响。结果表明,制备的催化剂中的活性组分Fe_2O_3结晶度低,且粒径小,在载体中分散均匀;Fe_2O_3/SiO_2催化剂的比表面积是Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的5倍多;载体Al_2O_3有利于促进Fe(Ⅲ)的还原;2种催化剂的最佳反应温度为180~260℃,由于Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂具有比Fe_2O_3/SiO_2催化剂更高的零电位点(PZC),在此温度区间内,Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的脱硝效率平均比Fe_2O_3/SiO_2催化剂高约20%。     

CaO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃的结构与电导

在CaO-Al_2O_3-SiO_2系统中,选取了三组玻璃组成。第Ⅰ组:CaO·xAl_2O_3·(4-2x)SiO_2,第Ⅱ组:(3-2x)CaO·xAl_2O_3·2SiO_2,第Ⅲ组:CaO·Al_2O_3·xSiO_2。研究了密度、折射率、克分子折射度、直流电导和玻璃组份间的关系。实验结果表明:当Al_2O_3/CaO≤1时,Al~(3+)以AlO_4四面体存在,当Al_2O_3/CaO>1时,则超过Al_2O_3/CaO=1的Al~(3+)以AlO_6六配位存在。本文并从理论计算论证了Ca~(2+)为该系统玻璃的电导载流子。     

纳米SiO_2填充改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

通过冷压烧结成型工艺制备了纳米二氧化硅(SiO_2)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,探究了不同添加比例的纳米SiO_2/PTFE复合材料在不同转速下摩擦磨损情况。采用三维视频显微镜观察了样品的表面磨痕深度,借助扫描电镜观察摩擦表面形貌并分析磨损机理。结果表明,填充纳米SiO_2后的PTFE复合材料其摩擦因数虽有一定程度的升高,但其体积磨损率却大幅降低。且当纳米SiO_2填充质量分数为5%时,复合材料的体积磨损率降到最低,并在转速为80 r/min时较纯PTFE降低了89.5%。观察分析微观形貌发现,随着纳米SiO_2含量的增大,复合材料的磨损机理逐渐由犁耕磨损和黏着磨损向磨粒磨损转变,且当纳米SiO_2填充含量为10%时,出现轻微的疲劳磨损。     

炉外精炼渣碱度及Al2O3含量对镁铬耐火材料侵蚀的影响

本工作采用旋棒法研究了镁铬耐火材料在不同碱度和不同Al_2O_3含量的炉外精炼渣中的溶解动力学。结果表明:熔渣的CaO/SiO_2值越高,镁铬材料的溶解速度越小,但高CaO/SiO_2渣使试样粉化,故CaO/SiO_2≈1.2时,损毁程度最轻。熔渣Al_2O_3含量对侵蚀的影响因CaO/SiO_2值不同而各异。     

Al_2O_3对神东煤灰渣熔体特性的影响

向神东煤灰中添加Al_2O_3,通过煤灰熔融性测试,分析Al_2O_3对神东煤灰熔融温度的影响;通过激冷实验、X射线衍射(XRD)、热重分析及热力学软件FactSage,探究Al_2O_3对神东煤灰熔融特性的影响机理.结果表明,Al_2O_3始终起到提高煤灰熔融温度的作用.在Al_2O_3添加量(质量分数,下同)较低时,煤灰熔融温度升高趋势较为平缓;随着Al_2O_3添加量继续增大,煤灰熔融温度急剧升高.通过XRD检测及热力学软件FactSage模拟分析发现,Al_2O_3添加量较大时,在煤灰熔融过程中其与原煤灰中的SiO_2(以石英形式存在)形成了莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2),从而造成了煤灰熔融温度急剧升高.     

Al_2O_3对MgO陶瓷微观结构和性能的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、电子万能试验机和Archimedes排水法研究了不同Al_2O_3添加量对MgO结构和性能的影响。结果表明:Al_2O_3的添加改善了MgO陶瓷的烧结性能;Al_2O_3与MgO反应生成起结合作用的MgAl_2O_4分布在MgO陶瓷晶粒的周围,使颗粒间结合紧密并填充孔隙,从而降低气孔率,提升致密度;当Al_2O_3添加量为20%时,在1500℃烧结2h的样品综合性能最好,此时样品的线收缩率为20.93%,体积密度为2.422 g·cm~(-3),气孔率为12.41%,抗弯强度为45.6 MPa;Al_2O_3加入提高了MgO陶瓷的抗热震性,Al_2O_3添加量为10%时,MgO陶瓷的抗热震性最好。     

晶体生长抑止剂对Al2O3纤维晶化过程的影响

利用XRD、IR和SEM,研究了八种晶体生长抑止剂对Al_2O_3纤维品化过程的影响.结果表明纯Al_2O_3纤维析晶顺序为:无定形(?)η-(?)γ-/x-(?)δ-(?)α-Al_2O_3,当引入不同抑止剂时,Al_2O_3析晶的顺序发生变化,同时还能析出k-、(?)-和0—Al_2O_3.其中抑止剂SiO_2、B_2O_3、ZrO_2和P_2O_5对α—Al_2O_5晶粒的生长有较好的抑止作用.在SiO_2—Al_2O_3系统中,随着SiO_2含量的增加,α—Al_2O_3晶粒减少,同时析出莫来石晶相.     

Al_2O_3/SiO_2摩尔比对无碱铝硼硅酸盐玻璃黏温特性的影响

用高温熔融法制备了Al_2O_3/SiO_2比变化的无碱铝硼硅酸盐玻璃。固定无碱铝硼硅酸盐玻璃体系中SiO_2与Al_2O_3总量不变,研究了用Al_2O_3替代SiO_2对玻璃的熔化温度、成型温度、退火点、应变点等特征黏度参考点的影响;通过红外光谱和Raman光谱研究其结构变化。结果表明:随着铝硅比n(Al_2O_3/SiO_2)逐渐增加,玻璃网络中非桥氧减少,导致退火点(Ta)和应变点(Tst)不断升高;同时,在高温下,熔化温度(Tm)和成型温度(Tf)呈现下降趋势。