SiC纳米粉体悬浮液导热系数研究

本文作采用非稳态热丝法,测量了水中加平均粒为25nm的碳化硅粉（简称n-SiC),乙二醇中加n-SiC,水中加平均粒径为0.6μm的碳化硅粉（简称μ-SiC）和乙醇中加μ-SiC等4个系列不同固体积含量悬浮液的有效热系数,实验结果表明：对于所研究的悬浮液,其有效导热系数相对增加量随固相加入量的增加而线性增加;固相颗粒形貌对有效导热系数相对增加量有显著影响;基体液体虽对有效导热系数相对增加量无明显影响,但有效导热系数的绝对量由基体液体的导热系数决定。     

Al_2O_3-H_2O纳米悬浮液导热系数研究

采用瞬变平面热源法测量了纳米Al2O3粉体分散于去离子水制备成的悬浮液的导热系数,分析了悬浮液的pH、分散剂的质量份额、纳米Al2O3粉体的质量份额等因素对悬浮液导热系数的影响。结果表明:在pH为8左右的时候,纳米Al2O3-H2O悬浮液的导热系数较大;悬浮液的导热系数随纳米Al2O3质量份额的增加而增加;在Al2O3纳米颗粒与SDBS分散剂质量分数比为1∶1时,悬浮液的导热系数较大,随着分散剂质量分数的增加,悬浮液的导热系数降低。     

氧化硅纳米流体的导热性能研究

采用瞬态热线法测量SiO2-水和SiO2-乙二醇两种纳米流体在不同体积分数和温度下的导热系数,分析研究纳米SiO2体积含量、温度及悬浮稳定性对纳米流体导热系数的影响。研究结果表明,纳米流体的导热系数显著高于基体液体的导热系数,且随着粒子体积分数的增大和温度的升高均有所提高;对于悬浮稳定性越好的纳米流体,它的导热系数增加量越大。     

纳米氧化锆在水中分散性研究

鉴于粉体分散对无机膜制备具有重要意义,研究了添加不同分散剂及其加入量对纳米氧化锆粉在水中的分散性,以及分散性与溶液pH值的关系。结果表明:悬浮液的分散性能受到分散剂及其加入量和pH值的影响,不同的分散剂在各自的加入范围内有其最佳加入量。通过对粒径和zeta电位分析,考察含分散剂时pH值对纳米氧化锆粉的分散性能,从中优选最佳pH值的范围。     

Al2O3的表面处理及粒子尺寸对SBR导热橡胶性能的影响

以丁苯橡胶为基质，微米氧化铝与纳米氧化铝为导热填料，制备了填充型导热橡胶，研究了微米氧化铝填充量，偶联剂表面处理对导热橡胶导热性能的影响。比较了纳米氧化铝和微米氧化铝填充的导热橡胶的导热性能及物理机械性能。并将2种粒子以不同配比加入了苯橡胶基质中，对其影响进行了探讨。结果表明，随着微米氧化铝填充份数的增加，丁苯橡胶的导热系数增大，但共加工性能和物理机械性能下降；用硅烷偶联剂KH-570，KH-550，A-151和钛酸酯偶联剂TM-S105表面处理后的微米氧化铝对导热橡胶的导热性能有一定影响，但并不显著，在相同填充量下，纳米氧化铝填充的导热橡胶比微米氧化铝填充的导热橡胶具有更好的导热性能及物理机械性能；在合适的比例下，纳米氧化铝与微米氧化铝混合填充的导热橡胶其导热效果优于单纯使用微米粒子填充的橡胶。     

纳米SiC、纳米Al2O3及其复合粉体的分散性研究

以六偏磷酸钠为分散剂,水为分散介质,研究了纳米Al2O3纳米SiC单相粉体以及Al2O3／SIC复合粉体悬浮液的分散性。研究结果表明,通过加入适量的分散剂,改变分散介质,调节pH值,可以获得分散性良好的纳米Al2O3纳米SiC及其复合粉体的稳定悬浮液;蒸馏水是较好的分散介质;球磨、六偏磷酸钠的用量、pH值对纳米Al2O3粉体、纳米SiC粉体及其复合粉体的分散影响很大。     

纳米ZrO2粉体在液相中分散的研究进展

综合近几年来纳米ZrO2粉体在液体介质中分散的研究情况,发现对纳米ZrO2粉体的分散研究主要集中在6个方面:pH值、盐离子(离子强度)、分散剂、固含量、液体介质和分散剂在ZrO2颗粒表面的吸附.通过这些方面的研究,人们能够得到颗粒分散均匀、不聚沉、流动性好、固含量高的ZrO2悬浮液,这就为采用胶态成型方法制备纳米ZrO2陶瓷及其复合材料奠定了基础.     

高导热系数聚丙烯复合材料的制备及研究

将氧化镁、氧化铝和石墨分别与聚丙烯熔融共混制备导热复合材料,考察了填料种类、基体黏度和增容改性对复合材料导热系数(λ)的影响。结果表明:增加填料含量能逐渐提高λ,且填料的λ直接决定了复合材料的λ;基体黏度越高,复合材料导热性能提高越显著;对氧化镁和氧化铝进行表面改性同时加入增容剂,可以明显减少填料的团聚,形成更多的有效网链,能有效提高复合材料的导热性能。探究了将氧化镁和氧化铝分别与石墨复配来制备高λ的复合材料,发现少量石墨与无机填料复配可以大幅提高复合材料的λ,当聚丙烯/增容剂/氧化镁/石墨质量比为30/10/50/10时,λ达到1.267 W/(m K),比不添加石墨时提高了50%;而对于氧化铝和石墨的复配体系,λ为0.622 W/(m K),相比于未添加石墨时增加了60%。     

氧化铝粉体在水悬浮液中的分散特性研究

采用Zeta电位表征Al_2O_3粉在悬浮液中的分散特性,研究了超声波分散时间、不同粒度Al_2O_3粉以及分散剂六偏磷酸钠的浓度和Al_2O_3粉体悬浮液pH值对Al_2O_3粉体Zeta电位的影响.研究结果表明:Zeta电位绝对值随超声波作用时间发生明显变化,在一定条件下存在一个最佳分散时间为4～6 min;悬浮液中Al_2O_3粉体颗粒的粒度对悬浮液的Zeta电位有重要影响;在Al_2O_3粉体悬浮液中添加分散剂六偏磷酸钠,Zeta电位随其浓度发生变化,存在一个最佳浓度0.5%;在不同pH值下,Al_2O_3粉体悬浮液的Zeta电位不同,在碱性条件下,粉体的分散性较好,且碱性越强,分散性越好.     

分散剂聚乙二醇对Si3N4纳米粉末分散性的影响

纳米相颗粒弥散在陶瓷基体中构成的陶瓷刀具材料具有优异的力学性能,制备这类复合材料的体的均匀混合.基于此,研究了制备Si3N4基陶瓷刀具材料所用纳米Si3N4粉末分散性与悬浮液pH值、分散剂聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)分子量及用量之间的关系.为得到分散良好、抗团聚的纳米Si3N4悬浮液,用PEG作为分散剂,测定了电位与pH值关系,进行了沉降实验.结果表明:所采用Si3N4纳米粉末等电位点在pH=5.5附近,最佳分散条件为PEG相对分子量为4 000,分散剂质量含量为0.5%及分散介质pH值在9.5～10之间.     

高导热低黏度环氧树脂灌封胶

以E-51型环氧树脂为基体,Al2O3为导热填料,CYH-277为稀释剂制备高导热低黏度环氧树脂灌封胶。优化了硅烷偶联剂KH-560、稀释剂CYH-277的用量;分别采用NDJ-7型旋转式黏度计和Hot Disk型热常数分析仪测试其黏度和导热系数。结果表明:硅烷偶联剂KH-560用量为1.25%(wt)时效果最优;随CYH-277用量的增加灌封胶黏度、耐热性能均逐渐下降,最佳用量为25%(wt);随Al2O3用量增加,灌封胶的黏度、导热系数均增大;用量相同时,填充20μm Al2O3的树脂体系相比于填充6μm Al2O3树脂体系黏度小、导热系数大,复配两种粒径Al2O3对应树脂体系的导热性最好;复配Al2O3用量为86%(wt)时,导热系数达到2.23W/(m·K),此时灌封胶的黏度为30100mPa·s,仍保持较好的加工流动性。     

PP/纳米Al_2O_3复合材料及其发泡材料的制备与表征

用PP与纳米Al_2O_3熔融共混法制备复合材料,再用超临界CO_2间歇发泡法制备发泡材料,并对材料的结晶行为、力学性能、发泡行为和导热性能进行研究。结果表明,纳米Al_2O_3能提高复合材料的结晶和熔融温度,但会降低PP链段运动能力,当纳米Al_2O_3含量为7%时,复合材料的结晶度由纯PP的28.10%降至24.46%;纳米Al_2O_3具有刚性粒子的增强增韧协同效果,当纳米Al_2O_3含量为5%时,纳米Al_2O_3的骨架效应使得复合材料的拉伸强度达到33.9 MPa,继续提高其含量后复合材料的拉伸强度略微下降。由于纳米Al_2O_3的刚性粒子增韧效果,当纳米Al_2O_3含量达到7%时,复合材料的冲击强度可达到5.26 k J/m2。纳米Al_2O_3起到异相泡孔成核剂作用,加入5%的纳米Al_2O_3后,发泡材料的泡孔密度提高至2.18×107个/cm3,其热导率在纳米Al_2O_3含量为7%时达到0.107 W/(m·K)。     

SiC/Al2O3/MVQ导热复合材料的制备与性能研究

分别使用碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)和SiC/Al2O3复配物制备了导热甲基乙烯基硅橡胶材料(MVQ),研究了SiC,Al2O3和SiC/Al2O3用量及表面改性对MVQ导热系数和力学性能的影响,结果表明,随导热填料用量的增大,MVQ导热系数增大;同等用量下,SiC/Al2O3/MVQ复合材料的导热性能均优于SiC/MVQ和Al2O3/MVQ;当SiC/Al2O3总用量为50份且SiC/Al2O3质量比为3/1时,复合材料导热系数为0.76 W/mK;随SC/Al2O3用量的增加,拉伸强度与拉断伸长率均降低,邵尔A硬度增大.表面处理后,复合材料导热性能得到进一步改善.     

PPS/Al_2O_3导热复合材料的性能及其应用

以微米级三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了聚苯硫醚(PPS)/Al2O3导热复合材料,研究了硅烷偶联剂表面改性对PPS/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响.研究表明,硅烷偶联剂时Al2O3的表面改性提高了PPS/Al2O3导热复合材料的力学性能,且材料的热导率随着Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3的质量分数为70%时,未改性和改性Al2O3填充PPS导热复合材料的热导率分别达到2.279 W/(m·K)和2.392 W/(m·K),后者的热导率在Al2O3含量较高时偏离Agari理论曲线.SEM分析表明,改性Al2O3在PPS中分散均匀,两者结合紧密.经应用研究表明,PPS/改性Al2O3质量比为40/60的导热复合材料完全可满足发动机零部件、高耐热电子元器件对材料导热与力学性能的要求.     

低浓度Al_2O_3-水纳米流体制备及导热性能测试

采用两步法制备低浓度Al_2O_3(40 nm)-水纳米流体,其体积分数为0.1%～0.5%.制备过程中不加分散剂,采用超声振动,并对其进行Zeta电位、粒度和吸光度测试表征其悬浮稳定性,结果表明当超声时间为3 h时,Al_2O_3-水纳米流体悬浮稳定性最好.进一步测试其导热系数,结果表明Al_2O_3-水纳米流体的导热系数均高于水的导热系数;室温下(17 ℃)当体积分数从0.1%增加到0.5%时,其导热系数从5.40%增加到17.9%.对于体积分数为0.2%的Al_2O_3-水纳米流体,当温度从17 ℃增加到57 ℃时,相应的导热系数从7.23%增加到23%;实验还发现纳米流体导热系数与纳米粒子的体积分数和温度均呈非线性关系.     

热探针法测量陶瓷粉末导热系数的实验研究

以Al2O3粉末为例,在分析探针法测量原理的基础上,用热探针法对Al2O3粉末的导热系数进行测量,研究在不同含水率和温度下Al2O3粉末导热系数的变化情况。试验结果发现,Al2O3粉末的导热系数随着秸秆密度,温度和含水率的增加而增加,并基本呈线性关系。     

多相悬浮混合法制备Al2O3-SiC(n)纳米复合陶瓷

采用多相悬浮混合制备纳米ＳｉＣ均匀分布在基质Ａｌ２Ｏ３中的纳米复合陶瓷,分别研究了加入分散剂ＰＭＡＡ－ＮＨ４后纳米ＳｉＣ和亚微米级Ａｌ２Ｏ３在水悬浮液中的分散稳定性,得出了两种单相水悬浮液高稳定,高分散的条件,并得出两相混合悬浮液均匀分散以及共同絮凝的条件,获得均分散的纳米复合陶次粉体,热压瓷体在力学性能得到相明显改善。     

Role of Sodium Citrate in Aqueous Milling of Aluminum Oxide

A study was initiated to identify the mechanism(s) by which chemical additives affect aqueous milling of oxide suspensions. Properties of milled Al2O3 suspensions containing sodium citrate were correlated with ground-powder characteristics. Maximum grinding efficiency was obtained at the sodium citrate concentration which resulted in the maximum (absolute value) zeta potential and the minimum suspension viscosity. The results indicate that sodium citrate indirectly affects comminution by altering the particle arrangements (state of dispersion) in suspension. Fracture strength measurements, determined on porous bulk Al2O3 samples pretreated in distilled water and aqueous sodium citrate solutions, did not support chemomechanical mechanisms.     

气粉两相流壅塞现象的实验研究

在均相流理论的基础上,对气粉两相流喷管的壅塞现象进行了实验考察和理论分析. 选择金属铝粉、三氧化二铝粉、空心三氧化二铝粉为固相,空气为气相,通过喷管流动实验测定了不同粉剂与固气比下的气粉两相流达到壅塞的临界压强比,计算得到了表观音速等参数,并在此基础上定义了两相流的有效绝热指数和固相的有效热容. 结果表明,在两相流未达到壅塞前,质量流量与滞止压强呈三次曲线关系;在壅塞后质量流量与滞止压强呈线性关系. 固相的浓度和物性对气粉两相流的临界参数有明显的影响,固相的有效热容随固气比的增加而减小,随固相导热系数的增大和粒度的减小而增大;对确定的喷管和粉剂粒度,固相的相对有效热容随其导温系数的增大而增大. 对常见的气粉两相流,固相对混合物热容的贡献很小,可以用气相的绝热指数按两相平衡流模型近似计算气粉两相流的表观音速.