陶瓷基复合相变蓄热材料压制与烧结过程的应力分析

陶瓷基复合相变蓄热材料作为一种节能蓄热材料而备受关注．虽为一种功能复合材料其力学性能也应引起重视，特别是材料压制和烧结过程中应力集中现象，对材料的性能将产生重大影响．文章主要对陶瓷基复合相变蓄热材料压制与烧结过程的应力和应力分布进行了分析．     

Na2SO4/MgO复合相变蓄热材料的制备及性能研究

研究利用熔融盐Na<,2>SO<,4>的高潜热和陶瓷材料MgO的耐腐蚀等特性,采用粉末烧结工艺制备复合相变蓄热材料;对制备过程工艺参数进行初步研究;通过化学热力学分析、SEM-EDS、TG-DTA检测,对所制备材料的性能进行初步分析.这种新型复合材料兼备了固相显热蓄热材料和相变蓄热材料两者的长处,具备了快速蓄热、快速放热及蓄热密度高的性能.     

影响钨钼双金属压制的因素分析

通过对国内外钼基靶制备方法的分析,本文就钼基钨靶研究提出了粉末冶金的方法,对影响复合压制的一些因素进行了研究和探讨。其中,对粉末性能、压制压力和润滑剂的选取标准及要求做了详细的说明,同时为了保证复合压制界面的平整和有机结合,也对复合压制钨、钼压坯密度提出了要求。     

高速压制法制备90W-10Cu复合材料

采用高速压制技术(HVC)制备W90骨架,然后在氢气炉中1400℃高温熔渗得到90W-10Cu复合材料。研究压制温度及压坯质量对压坯密度及显微形貌的影响。结果表明:随压制温度升高,压坯密度增大,在950℃高速压制可获得相对密度大于80.65%的W骨架,钨颗粒连接致密,分布均匀,孔隙联通性好。当压坯质量增加时,由于外加的能量密度减小,导致压坯密度减小。通过2次高速压制,压坯密度进一步提高;90W-10Cu材料的相对密度达99.5%,热导率175W/(m.K),气密性1×10-10Pa.m3.s-1,热膨胀系数(CTE)为6.74～7.41/(10-6K-1),各项指标均达到相应热沉材料的要求。     

Si-Al电子封装材料粉末冶金制备工艺研究

采用粉末冶金液相烧结工艺制备了Si-50％Al（质量分数)电子封装材料。研究了压制压力、烧结工艺对材料微观组织及性能的影响。结果发现：低温烧结时，随压制压力增大，材料密度呈上升趋势，而高温烧结时，材料密度较高且变化不大；增大压制压力不仅提高了材料的致密度，而且改善了界面接触方式，在一定范围内使得材料热导率提高，但压制压力过大时，则会导致Si粉出现大量的微裂纹等缺陷，界面热阻急剧上升，从而降低热导性能；适当提高烧结温度和延长烧结时间可以提高材料的热导率。     

压制方式对电解Cu粉高速压制成形特征的影响

采用HYP35-2型高速冲击压机对电解Cu粉(150μm)分别进行单次和2次压制成形,测定压坯的密度、最大冲击力与脱模力,研究压制方式对成形过程的影响。结果表明,在总冲击能量相同的情况下,单次压制的压坯密度高于2次压制的密度;而2次压制时,第1次压制能量较小时获得的压坯密度高于第1次能量较大时的压坯密度。压制方式对最大冲击力的影响与其对压坯密度的影响相似。采用单次压制和2次压制的高速压制方式,脱模力均较低且稳定,压坯密度与最大压力之间的关系符合黄培云压制方程。此外,对比研究了单次压制和2次压制的应力波曲线。     

压制参数对铁粉温压致密化过程的影响

本文研究了压制压力、压制温度、加压速度等压制参数对温压压坯密度的影响。实验结果表明 :随着压制温度升高 ,压坯密度并非连续增加 ,而是有一个最佳温度点 ,超过这一温度点 ,压坯密度反而下降 ;加压速度快可获得高压坯密度。文章还利用压制方程对粉末加热温度的作用进行了分析     

粘结化铁基粉末的高速压制成形与烧结行为研究

研究了采用粉末改性处理和高速压制相结合的技术制备高密度铁基粉末冶金材料的工艺。所用的粘结化铁基粉末的名义成分(质量分数)为Fe-1.5Ni-0.5Cu-0.5C;重点研究了压制能量和粉末塑化改性对压坯密度的影响,以及高密度压坯的烧结致密化行为。结果表明:粘结化铁基粉末具有较高的流动性(25.1s/50g)和松装密度(3.2～3.4g/cm3)。未经塑化改性处理的粉末随着压制速度的增加,压坯密度提高缓慢,在8.7m/s高压制速度下,压坯密度为7.37g/cm3。塑化改性处理粉末具有优异的塑性变形能力,压坯密度随着冲击能量的增加而迅速增大,在6.2～8.7m/s的压制速度范围内,压坯密度为7.07～7.62g/cm3。经过8.7m/s高速压制和1 150℃烧结后,烧结体密度达到7.51g/cm3,相对密度为96.5%。     

高温复合相变蓄热材料及其在工业窑炉蓄热式燃烧系统中的应用

简单概述了蓄热式燃烧系统中蓄热体材料的基本性质及其选择原则，介绍一种新型高温显热惜热复合相变蓄热材料，探讨和分析该新型高温相变蓄热材料在工业窑炉蓄热式燃烧系统的应用方法。     

提高粉末冶金制品压坯密度的新技术

粉末冶金是一项以较低的成本制造高性能铁基粉末冶金零件的生产技术。然而 ,其制备的粉末压坯密度通常较低 ,因而影响了零件的性能。在此介绍了几种提高粉末冶金零件压坯密度的新技术 ,如温压、流动温压、高压温压以及高速压制等 ,并指出了粉末冶金技术的发展方向     

羟基磷灰石气凝胶复合相变材料的制备及其性能

以相变材料为核心的潜热储存技术,对加快新能源开发和提高能源利用率起着关键性作用。以油酸钙为前驱体,通过水热法合成了具有自支撑网络结构的羟基磷灰石（HAP）气凝胶,并采用浸渍法制备出自支撑羟基磷灰石复合相变材料。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射、热重法、差示扫描量热法等手段对所制备复合相变材料的形貌、稳定性、热性能等进行了表征及测试。实验结果表明,负载石蜡或十八醇的羟基磷灰石气凝胶复合相变材料均具有良好的热性能,质量分数60%石蜡@HAP气凝胶复合相变材料的熔融焓和凝固焓测量值分别为85.10和85.30 J·g?1,结晶度为81.50%;质量分数60%十八醇@HAP气凝胶复合相变材料的熔融焓和凝固焓测量值为113.78和112.25 J·g?1,结晶度为86.20%,且具有很好的热稳定性和化学稳定性。此外,羟基磷灰石气凝胶载体材料阻燃性好,无腐蚀且安全环保,有效拓展了相变材料在智能保温纺织物和建筑材料等领域的实际应用。      

高温相变储能微胶囊研究进展

相变材料的微胶囊化能解决相变材料在相变过程中的熔融渗出问题,提高相变材料的环境适应性、拓展其应用。本文主要对300 ℃以上的高温相变微胶囊材料的制备及其应用进行阐述,主要论述了相变材料的分类,微胶囊的合成方法,以及高温微胶囊的研究现状。且通过研究表明,具有高熔点、高焓值的氟化物微胶囊是一种非常有应用前景的相变材料。      

介孔二氧化硅基复合相变材料研究进展

相变储能技术的发展对于促进新能源开发和提高能源利用效率具有非常重要的意义。相变材料由于具有高储能密度和小体积变化等优势引起了人们的广泛关注。然而，相变材料在固–液相转变过程中易发生液体泄漏而限制了其应用。因此，人们选择用多孔支撑材料来解决相变材料的泄露问题。介孔二氧化硅材料由于具有良好的物理化学稳定性、生物相容性、阻燃性能、低毒性、耐腐蚀性、尺寸可控、表面形貌可调和高比表面积等优点，其作为载体材料能综合提高相变复合物的各方面性能并拓宽相变储能材料的应用空间。对近年来国内外关于介孔二氧化硅载体的孔尺寸、孔结构和孔表面性质对相变材料结晶行为的影响等方面进行了综合分析，并对今后提高介孔二氧化硅相变材料储能效率的研究方法的前景做了展望。      

多孔基定形复合相变材料传热性能提升研究进展

先进的相变储能材料是推动储能技术发展的核心和关键,在促进新能源开发和提高能源利用率中起着至关重要的作用。因在相变过程中具有高储能密度和小体积变化等优势,相变材料中应用最多的是固?液相变材料。然而在其相变过程中会发生固态向液态的转变,为了避免其在液相状态下的泄露,需要加以定形才能使用。多孔基复合相变材料在有效防止固液相变发生泄露的同时,还需兼顾定形复合相变材料传热性能的提升。本文针对这个问题进行了大量的调研,对近年来国内外在提高多孔基定形复合相变材料传热性能方面的研究进行了综合分析,介绍了三种强化传热的方法,分别是使用高导热多孔材料做载体材料、掺杂高导热纳米材料做添加剂以及构筑高导热多级结构多孔材料,并对提升复合相变材料传热性能研究方法的前景作了展望。      

生物质多孔碳基复合相变材料制备及性能

目前,通过多孔高导热载体与相变材料复合的方式提升有机复合相变材料综合性能的方法得到广泛应用。多孔碳作为负载能力强,导热性能良好的载体材料成为研究的热点,但如何绿色、廉价、简易地制备出该类载体仍是研究的难点。本文以天然生物质材料松木和竹木为碳源,在梯度温度和氮气气氛下热处理,使生物质材料碳化并进一步发生石墨化转变,制备出生物质天然孔道结构的多孔高导热碳基载体材料。采用真空熔融浸渍法将有机相变材料石蜡和多孔碳基载体材料进行高效复合,制备得到生物质多孔碳/石蜡复合相变材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、同步热分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、压汞分析仪（MIP）、差示扫描量热仪（DSC）、激光导热仪对载体材料及复合相变材料进行结构表征和性能测试。测试结果表明:生物质多孔碳载体材料孔道结构保存完好,石墨化转变明显,保证了有机相变芯材的高效稳定负载。传热效率上,相比于纯石蜡芯材,以松木和竹木为碳源制得的多孔碳/石蜡复合相变材料热导率分别提高了100%和216%,达到了0.48 W·m?1·K?1和0.76 W·m?1·K?1。在此基础上,通过对比松木和竹木为原料制得的复合相变材料的芯材负载量,相变焓值,热导率的变化,进一步探讨了生物质结构对复合相变材料性能的影响机制。      

金属有机骨架与相变芯材相互作用的分子动力学

金属有机骨架材料（metal-organic frameworks, MOFs）由于具有规整的孔道结构,较高的孔隙率十分适合作为相变材料的载体,从而实现对相变芯材的有效封装。本文采用分子动力学方法,对Cr-MIL-101负载十八烷,十八酸,十八胺和十八醇等不同芯材而构筑的复合相变材料的结构特性进行了研究,主要包括相变芯材和金属有机骨架基材之间的相互作用,芯材在金属有机骨架材料孔道内的扩散特性以及空间分布特性等。研究表明:十八酸和金属有机骨架基体之间的相互作用最强,十八醇和十八胺次之,十八烷最弱,具体体现在相变芯材分子与金属有机骨架材料之间的相互作用能,回转半径,分子动能,自扩散系数以及热容等众多方面,此外,当芯材分子间相互作用和金属有机骨架材料与芯材之间的相互作用达到平衡时,芯材分子在孔道内处于较为自由的状态,有利于扩散的进行,进而有利于芯材的结晶。      

茄子衍生多孔碳负载聚乙二醇相变复合材料

以茄子为原材料,通过水热处理–后续热解法及直接热解法分别制备出两种不同的茄子衍生多孔碳材料（HBPC和BPC）。以茄子衍生多孔碳材料为载体,采用真空浸渍法负载相变芯材聚乙二醇（PEG2000）,制备出聚乙二醇/茄子衍生多孔碳材料复合相变材料。通过扫描电镜、拉曼光谱、压汞法、傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射仪、热重分析仪和差示扫描量热仪对其进行结构表征及性能测试。结果表明,通过直接热解法制得的茄子衍生多孔碳材料为载体的聚乙二醇/茄子衍生多孔碳材料复合相变材料具有更好的相变储热效果,负载聚乙二醇的质量分数高达90.60%,熔融潜热为133.98 J·g?1,达到了较好的定形相变效果及良好的循环稳定性。      

轻质Si-Al电子封装材料制备工艺的研究

探讨采用传统粉末冶金方法制备轻质、高性能Si-50％Al(质量分数，下同)电子封装材料的可能性。研究了粉末粒度组成、压制压力、烧结温度对材料室温导热性和室温到200℃间热膨胀系数的影响。发现采用一定的粉末粒度组成，高压制压力、高温和适当的时间烧结能够获得综合性能较好的Si-Al复合材料。