高岭石声化学插层的XRD研究

以乙二醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及双氧水/冰醋酸等为插层剂,采用声化学法对高岭石进行了插层研究,考察了插层剂种类对高岭石插层率的影响.在此基础上,重点研究了以二甲基亚砜作为插层剂的情况下超声波功率、插层时间及插层剂的质量分数等工艺因素对插层率的影响,并采用XRD分析方法测试了高岭石的插层效率.结果表明：二甲基亚砜作为插层剂时插层率最高,插层率可达100%,二甲基甲酰胺和乙二醇次之,双氧水/冰醋酸插层率最低,插层率仅为14.9%.以二甲基亚砜为插层剂时,随着超声功率的增大,插层率先升高后降低;随着插层时间的延长,插层率呈增长趋势,而二甲基亚砜的质量分数对插层率的影响不大.在二甲基亚砜质量分数为75%、超声功率为300W、插层时间为2h的条件下,插层率达到100%,高岭石层间距从0.71nm被有效增大到1.10nm.     

高岭石插层复合物与纳米高岭石研究现状与展望

某些有机分子可进入高岭石层间形成有机插层复合物,基于高岭石有机插层复合物的功能性材料受到人们的广泛关注并成为当前应用矿物学的研究热点之一。本文介绍了高岭石有机插层复合物与纳米高岭石的研究历史和现状,阐述了高岭石有机插层复合物制备的主要影响因素、插层机理、表征、研究方法以及基于高岭石有机插层作用的纳米高岭石制备,同时对此领域今后的研究方向进行了展望。     

高岭石-醋酸钾插层复合物的制备与表征

用XRD、FT-IR和TG-DSC等方法研究了高岭石-醋酸钾插层复合物的形成过程.XRD谱显示高岭石的层间距由0.72 nm增大到1.42 nm.这表明醋酸钾已经成功地插入到高岭石层间.FT-IR谱表明醋酸钾可能与高岭石的内表面羟基形成了氢键.TG-DSC谱表明,高岭石-醋酸钾插层复合物很稳定,直到大约400℃时,醋酸钾才从高岭石层间脱嵌出来.研究结果还证明水也和醋酸钾一起插入到了高岭石层间.     

层厚对SiCw/SiC层状结构陶瓷拉伸性能的影响

采用流延法与化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)工艺相结合制备SiCw/SiC层状结构陶瓷,研究碳化硅晶须(SiC whisker,Si Cw)层的厚度对SiCw/SiC层状结构陶瓷拉伸性能和显微结构的影响.研究结果表明:适当的Si Cw层厚度能够有效提高SiCw/SiC层状结构陶瓷的致密度,改善其拉伸性能.当总厚度相同时,层厚梯度变化的陶瓷材料的密度和拉伸强度分别达到2.42 g·cm-3和92 MPa.     

高岭石/醋酸钾夹层复合体的制备与表征

论述了高岭石/醋酸钾复合体的制备、表征方法及夹层作用的影响因素。对目前在制备高岭石/醋酸钾复合体过程中存在的主要问题进行了分析。通过比较,指出了今后在合成高岭石/醋酸钾复合体过程中应注意的事项。     

十二胺在Fe2+掺杂高岭石层面吸附的密度泛函研究

为探究Fe²⁺掺杂对十二胺分子(DDA)及其阳离子(DDA⁺)在高岭石层面吸附的微观影响机制，对DDA和DDA⁺在Fe²⁺掺杂高岭石(001)及(■)面的吸附进行了密度泛函理论(DFT)计算.结果表明：DDA和DDA⁺在Fe²⁺掺杂高岭石层面的吸附机理为氢键和范德华静电引力共同作用.DDA在Fe²⁺掺杂高岭石层面吸附以氢键作用为主，范德华静电引力作用为辅；DDA⁺在Fe²⁺掺杂高岭石层面吸附以范德华静电引力作用为主，氢键作用为辅.Fe²⁺的杂质缺陷增强了高岭石(001)面的表面活性，对(■)面的表面活性影响较小.研究结果可为进一步研究煤泥水中黏土颗粒表面的真实吸附状态及煤泥水高效处理药剂的设计提供理论依据.     

微晶高岭石/环氧树脂复合改性水性聚氨酯的研究

用十六烷基三甲基溴化铵,十二烷基三甲基溴化铵,对微晶高岭石进行有机化处理,得到有机微晶高岭石;以有机微晶高岭石、环氧E-51复合改性,制备了有机微晶高岭石/环氧树脂复合改性的水性聚氨酯（OMMT/E-51WPU）。研究了有机微晶高岭石、2,2-二羟甲基丙酸和环氧E-51的质量分数对乳液及涂膜物化性能的影响。结果表明：当w（OMMT）=1.5%,w（DMPA）=4.0%,w（E-51）=4.0%,乳液及膜的物化性能较好,乳液呈透明蓝光,吸水率为5.9%,接触角98°,拉伸强度32MPa,断裂伸长率571%。     

SiCw/6061Al复合材料的切削机理研究

用挤压铸造(Squeeze casting)法制造了晶须体积含量为20%的碳化硅晶须增强6061铝合金(SiCw/6061A1)复合材料,分析了SiCw/6061A1复合材料的塑性变形特点,提出了SiCw/6061A1复合材料切削过程材料去除机制和切削表面残余应力形成机理。     

TiO2/石墨烯复合材料的水热法合成与光催化性能

为了提高TiO₂的光催化性能,采用水热法一步制备了TiO₂/石墨烯(TiO₂/RGO)复合物．采用XRD、FT-IR、RS、UV-Vis DRS、TEM等测试方法对其进行了表征,并研究了不同质量比的复合物在可见光下对甲基橙(MO)的光催化降解．结果表明:在TiO₂/RGO复合物中,TiO₂以10 nm左右的颗粒均匀地分散在石墨烯层上;与在同等条件下制备的TiO₂相比,TiO₂/RGO复合物在可见光区吸收明显增强,吸收边缘红移了20 nm;质量比为1∶0.005的TiO₂/RGO复合物,2 h内的降解率达到74.79％．可见将石墨烯与TiO₂复合,能够有效地提高TiO₂的可见光催化性能．     

一种硬质高岭岩剥片实验研究

以醋酸钾作为插层剂制备高岭石-醋酸钾复合体,高岭石层间距从0.714nm增大到1.42nm,夹层率为80%。利用复合体的结构不稳定性,进行功率超声剥片。讨论了在一定功率超声场中,浆液体积、浆液浓度和超声时间对剥片作用的影响。实验结果表明:在输入功率为150W、变幅杆断面直径100mm、超声频率为18kHz的条件下,浆液体积为200mL、浆液浓度为10%、超声时间为15min时超声剥片的效果最佳。声空化作用产生的冲击波、质点产生的巨大加速度是引起高岭石-醋酸钾插层复合体顺层剥离的根本原因。在声空化作用下,浆液中高岭石颗粒间的高速碰撞使其颗粒进一步变细。     

Electrorheological fluid of kaolinite-based ternary nanocomposite and its properties

Electrorheological fluids (ERFs) are typical suspensions composed of micrometer size particles and dielectric liquids[1―3]. The ER response produces an instantaneous and reversible change in rheological properties of a suspension when being exposed to an electric field normal to the flow direction. The material parameters of ERF such as vis-cosity, yield stress, and shear modulus can change obviously and reversibly upon the application of an external electric field. These characteristics f…     

SiO2／HAP晶须复合粒子的原位有机杂化（Ⅰ）——在PP中的应用

采用溶胶沉积法将HAP晶须加人到硅酸钠中．制成水性悬浮液，在酸性介质中，硅酸盐发生水解一缩合反应，使生成的溶胶沉积在HAP晶须粒子表面上，从而制备出具有壳一核结构的SiO2／HAP晶须复合粒子；在体系中引人亲油性诱导剂和有机改性剂，对该复合粒子进行原位有机杂化．将经上述表面改性的复合粒子作为填料填充到PP中，对其进行改性．实验表明：填充量为30％时，壳-核比为20％的SiO2／HAP晶须复合粒子为最佳填料；壳-核比为20％的SiO2／HAP晶须复合粒子为填料时，最佳填充量为20％～30％．     

莫来石基复合材料的显微结构与增韧特性(Ⅰ)——SiCw/莫来石体系

采用溶胶-凝胶工艺合成的高纯莫来石粉及Tokai碳化硅晶须,以热压方法制备了SiCw/莫来石系复合材料。高纯莫来石陶瓷呈现较高的强度和相当高的断裂韧性,添加SiC晶须后其强度和韧性进一步提高。根据显微结构分析认为,桥联和造成裂纹偏转是晶须的主要增韧机制。清除SiC晶须表层的SiO_2,利于其增韧效应的发挥。     

Hot compressive deformation behavior of an in-situ TiB whisker reinforced Ti matrix composite

An in-situ TiB whisker reinforced Ti matrix (TiBw/Ti) composite is fabricated by powder metallurgy technique followed by hot extrusion. Hot compressive deformation behavior of the composite, in which the TiB whiskers were oriented along the extruded direction, is investigated. The results indicate that the hot compressive resistance of the TiBw/Ti composite is higher than that of the unreinforeed Ti, and hot compressive resistance of the composite in the direction parallel to the whisker orientation is higher than that in the direction perpendicular to the whisker orientation. The hot compressive resistance of the composite increases with increasing strain rate and decreasing temperature. With increasing test temperature, the rate of the decrement of the compressive flow stress of the composite is higher than that of the unreinforced Ti. With increasing amount of compressive deformation, more and more TiB whiskers rotate and break during deformation. The rotation of the whiskers is easier at higher temperature, while, at lower temperature it becomes more difficult and whisker breakage becomes much more serious.     

硼酸镁晶须的制备及其中子辐射屏蔽性能

采用高温固相法制备硼酸镁晶须的最佳工艺条件为：焙烧温度大于900℃,焙烧时间为8.0 h.制得的晶须粗细均匀,晶型完美,直径约为1.5μm,长度约35μm,长径比约为24.经XRD、SEM和FT-IR分析确定为硼酸镁晶须.以酚醛树脂为基体,添加硼酸镁晶须制备硼酸镁晶须/酚醛树脂复合材料,探讨了硼酸镁晶须添加量和材料厚度对热中子屏蔽率的影响;当硼酸镁晶须添加量为40份时,热中子屏蔽率为73.64%,继续增加添加量,热中子屏蔽率增幅不大;材料厚度为1.0 cm时,热中子屏蔽率为85.01%,继续增加厚度,热中子屏蔽率增加不明显.实验结果表明,以硼酸镁晶须制备聚合物中子屏蔽材料不仅可行,而且对热中子辐射具有较好的屏蔽性能.     

硼酸铝晶须增强铝复合材料的电化学腐蚀行为

通过对不同扫描速率下电化学极化曲线的测试,研究了3种晶须体积分数的硼酸铝晶须增强纯铝基复合材料在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜观察了经极化处理后,复合材料表面的微观组织形貌.研究结果表明,随晶须体积分数的增加,复合材料阳极钝化区域逐渐减小,且相应复合材料表面被腐蚀程度也显著增加,即随体积分数的增加,复合材料发生腐蚀的敏感性逐渐增加.对同种晶须体积分数的复合材料而言,随扫描速率的提高,复合材料阳极极化曲线中钝化区域明显增大,从而表明在较高的腐蚀速率下,复合材料更易于钝化.     

氧化锌晶须的制备及其光催化性能

采用锌粉高温氧化法制备氧化锌晶须,研究氧化锌晶须在紫外光照射下光降解甲基橙的能力,用紫外可见光光谱对降解情况进行分析.结果表明:四脚氧化锌晶须的光催化效果要比一维氧化锌晶须好,四脚氧化锌晶须的尺寸越小光催化性能越高.     

Tensile properties of an aluminum matrix composite reinforced by SnO<Subscript>2</Subscript>-coated Al<Subscript>18</Subscript>B<Subscript>4</Subscript>O<Subscript>33</Subscript> whisker

Al18B4O33 whisker was coated by SnO2 particles using a chemical precipitation method, and an aluminum matrix composite reinforced by the coated whisker was fabricated by squeeze casting technique. It is found that the SnO2 coating can react with aluminum matrix during squeeze casting process, and Sn particles are induced near the interface between Al18B4O33 whisker and matrix. The tensile test at room temperature indicated that the tensile strength of Al18B4O33 whisker reinforced aluminum matrix composite can be enhanced by suitable content of SnO2 coating. The composites with various whisker coating contents exhibit maximum tensile plasticity at about 300 ℃, and the composite with a suitable whisker coating content could enhance its tensile plasticity evidently, which suggest that an Al18B4O33 whisker-Al composite with both high strength at room temperature and high formability at elevated temperature can be designed.     

四针状氧化锌晶须／EVA复合胶膜导热性能研究

采用溶液混合以及流延成膜工艺制备四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）／EVA导热型复合胶膜。分析T-ZnOw含量对胶膜热导率的影响。结果表明：T-znow能够有效地提高复合胶膜的热导率;采用质量分数为1．5％的KH570对T-ZnOw进行表面处理,红外光谱显示KH570接枝T-Znow表面成功,经过处理之后复合胶膜热导率进一步提高;最后将复合胶膜进行交联处理,交联后的胶膜热导率表现出小幅上升趋势。     

高岭土/SBR乳液共混纳米复合材料硫化延迟问题的改善

通过乳液共混改性制备的高岭土/SBR纳米复合材料具有优异的分散性,即使添加50 Phr高岭土也无团聚现象,但存在硫化起点延后,正硫化时间大幅延长的问题。通过FTIR红外分析,高岭石表面的羟基有较强的吸附作用,能吸附空气中的水份和带不成对电子物质。采用螯合剂TEA和醇类物质PEG600对高岭土表面进行包覆,能有效地缩短复合材料的硫化时间。