羰基铁粉表面改性及其电磁性能研究

用正硅酸乙酯（TEOS）对羰基铁颗粒进行表面改性,用扫描电镜、矢量网络分析仪等,对羰基铁在2—18 GHz范围内改性效果和影响规律进行了研究。结果表明,包覆Si O2降低了羰基铁介电常数实部,但对磁导率实部影响较小;羰基铁的电磁匹配性能得到改善。     

超细硅藻土粉体的硅烷改性

对作为橡胶补强剂的超细硅藻土颗粒的表面采用硅烷偶联剂进行处理进行实验研究,通过改性前后样品的堆积密度、石蜡中悬浮液的浊度、吸油量等对改性效果进行表征,并采用红外光谱对改性机理进行分析。结果表明:硅烷偶联剂双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物的质量分数为1.2%时,改性效果最佳,此时硅烷偶联剂分子与硅藻土颗粒表面之间以化学键合作用为主,形成Si—O—Si键合。     

羰基铁粉表面有机改性及其对磁流变液性能的影响

为了改善羰基铁粉与硅油的相容性,提高磁流变液的沉降稳定性,选用硅烷偶联剂为表面改性剂,采用分散聚合法对羰基铁粉进行表面改性。通过傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪等手段对改性前后羰基铁粉的结构、形貌和粒径进行了表征。同时还以改性前后的羰基铁粉为悬浮相,以硅油为分散相制备磁流变液。研究结果表明,改性后的羰基铁粉表面吸附有偶联剂,其粒径增大了2.4倍,与硅油有良好的亲和性,采用改性后的羰基铁粉可以显著改善磁流变液的沉降稳定性,同时偶联剂的添加会增大磁流变液的粘度,但是对流变性能影响较小。     

硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征

利用硅烷偶联剂对集料进行表面改性,使其与集料发生水解和固化反应。基于表面能理论、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等微观分析手段对改性前后的集料进行表征,通过直接拉伸、水煮法、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验等宏观手段对改性前后的集料性能进行验证。结果表明硅烷偶联剂表面改性后的集料接触角减小,由原来的亲水性变为亲油性;红外光谱(FTIR)发现硅烷偶联剂与集料之间产生了Si—O—C、Si—O—Si共价键和氢键;扫描电镜(SEM)观测到集料表面形成了一层聚硅氧烷偶联层薄膜,表明集料表面已引入了硅烷偶联剂中的亲油基团;浸水前后表面改性的集料比原集料抗拉强度损失率下降了42.2%;集料与沥青之间的粘附性等级可达到5级,沥青混合料残留稳定度提升11.54%,冻融劈裂强度比提升39.26%。说明了硅烷偶联剂成功对集料进行表面改性,并改善了集料的表面性能。     

隔离器用羰基铁系微波吸收材料的硅烷偶联剂改性

用硅烷偶联剂(KH-560)对羰基铁粉表面进行改性,以环氧树脂为基体、改性前后的羰基铁粉为吸收剂制备复合微波吸收材料。采用热重、红外光谱等手段对改性后的粉体进行了表征;对试制的羰基铁粉/环氧树脂复合材料的体电阻率、击穿强度、吸收损耗进行了测试,对使用该材料的隔离器性能进行了研究。结果表明,改性羰基铁粉在树脂中分散性较好,颗粒之间的绝缘程度得到提高,改性后制备的吸收体,击穿强度达700V/mm,体电阻率为4.99×108Ω.cm,6~18GHz频率范围内吸收损耗在1.8~7.8dB/mm之间。6~18GHz边导模隔离器负载中使用该材料,器件驻波比≤1.6时,插入损耗≤1.2,隔离度≥11dB,相对带宽为100%。     

原子层沉积氧化铝包覆羰基铁粉的抗腐蚀性及吸波性能

为了提高羰基铁粉的抗腐蚀能力及改善其电磁性能, 以TMA和H₂O为前驱体, 利用原子层沉积(ALD)方法对羰基铁粉进行表面包覆改性, 在羰基铁粉表面包覆不同厚度的氧化铝。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、综合热分析仪(TGA)、红外光谱(FTIR)和矢量网络分析仪等技术手段系统分析了改性前后羰基铁粉性能指标。结果表明, 通过ALD方法可在羰基铁粉表面生长纳米级别具有良好保型的氧化铝薄膜, 形成了极佳的羰基铁/氧化铝壳层结构复合材料。与原样品相比, 包覆改性后的羰基铁粉热稳定性与抗腐蚀性有极大的提高, 且随着包覆厚度的增加, 抗氧化能力增强, 最大抗氧化温度可超过550℃。同时羰基铁粉包覆氧化铝后, 其介电常数明显减小, 磁导率变化相对较小, 改善了原羰基铁粉的电磁参数与吸波性能。     

羰基铁粉填充室温硫化有机硅密封胶力学性能的研究

以羰基铁粉为吸收剂、107硅橡胶（PDMS）为基体，研究了偶联剂、气相白炭黑及羰基铁粉用量对室温硫化有机硅密封胶力学性能的影响；并利用扫描电镜对硫化胶断面的微观结构进行了观察。结果表明：羰基铁粉经硅烷偶联剂改性后，在硅橡胶基体中分散均匀，与硅橡胶界面结合较好；气相白炭黑能对硅橡胶起到一定的补强作用，并且提高了羰基铁粉的沉降稳定性；在一定范围内随着羰基铁粉在硅橡胶基体中体积含量的增加，其力学性能有较大程度的提高，羰基铁粉的最大填充量为57．5％。     

超细氧化铝粉体的表面改性研究

利用两种硅烷偶联剂、三种钛酸酯偶联剂对Al2O3粉体颗粒表面有机改性,比较了不同偶联剂对颗粒表面的改性效果,结果表明硅烷偶联剂未能对粉体表面进行有效的有机改性.红外光谱分析证实了偶联剂NTC401在Al2O3粉体表面进行了化学吸附,而偶联剂JSC和CT136在Al2O3粉体表面主要发生物理吸附.电镜照片说明,经NTC401改性的Al2O3粉体粒子之间的团聚得到了有效改善,而经JSC和CT136改性的Al2O3粉体粒子之间的团聚未得到改善.机理分析认为中心钛原子六配位的结构能够有效阻止颗粒团聚.     

隔离器负载用微波吸收材料的性能研究

以羰基铁粉、磷化羰基铁粉、硅烷改性羰基铁粉、铁镍合金粉为吸收剂;以环氧树脂为基体制备复合微波吸收材料。对制备的各种复合材料的体电阻率、击穿强度、磁损耗、吸收损耗进行了测试,并进行了对比分析,研究了不同频段下各因素对吸波性能的影响。结果表明,由磷化和硅烷改性羰基铁粉制备的吸收体的电阻率得到较大程度的提高,达到5.62×10~6Ω·cm以上,在高频段(10～18GHz)的吸收损耗为3.7～7.0dB/mm,击穿强度达700V/mm以上,电阻率的提高使吸波体具有良好的高频特性。片状铁镍合金粉和磷化羰基铁粉复合共掺制备的吸收体在低频段(2～7GHz)具有良好的磁损耗能力,吸收损耗为0.9～4.2dB/mm。     

羰基铁粉性质对磁流变液摩擦磨损性能的影响

选用7种羰基铁粉通过机械球磨法制备磁流变液,利用四球摩擦实验机测试不同荷载和转速条件下磁流变液的摩擦系数,观察并计算磨斑直径,用电子显微镜(SEM)观察磨斑形貌,分析羰基铁粉表面类型、包覆和粒径对磁流变液摩擦磨损性能的影响。结果表明,磷化型羰基铁粉制备的磁流变液摩擦磨损性能优于还原型,羰基型最差;纳米Si O2包覆羰基铁粉能够有效降低磁流变液的摩擦磨损;低荷载条件下,磁流变液摩擦磨损性能受羰基铁粉粒径影响较大,在一定范围内减小粒径能够改善润滑性能,而随着荷载升高,这种影响逐渐减小。     

SiO_2包覆羰基铁的微波吸收性能研究

以硅溶胶为前驱体,快速制备出SiO2包覆羰基铁吸收剂,研究了SiO2包覆对其热性能、电磁和吸波性能的影响。热分析结果表明,SiO2包覆羰基铁的抗氧化性能显著提高。与未包覆羰基铁相比,SiO2包覆羰基铁的介电常数和磁导率都有所下降。反射率结果表明,包覆后羰基铁在X波段内具有较好的吸波效果,当包覆后羰基铁质量分数为70%、涂层厚度为1.8mm时,涂层在8.2～12.4GHz频率范围内的反射率均小于-10dB。     

羰基铁粉表面纳米钴修饰及其对磁流变液性能的影响

羰基铁粉作为制备磁流变液最重要的磁性材料,其表面特性将对所制备的磁流变体系的磁流变效应、化学稳定性和沉降稳定性产生很大的影响.因此,在磁流变液制备中,磁性颗粒的表面修饰必不可少,也是磁流变液研究的重要内容.本文采用化学沉积方法,首先在微米级羰基铁粉表面均匀镀上一层纳米级金属钴,然后再对表面进行其它处理,以试图改善磁性材料的表面均匀性、提高饱和磁化强度并增强磁流变效应.在pH=10左右的硼砂缓冲溶液介质中,采用次亚磷酸钠直接还原钴盐的方法将纳米级金属钴包覆在羰基铁粉的表面.对影响钴化学沉积过程的因素例如pH值、温度、溶液浓度等进行了实验研究,并对实验条件进行优化.采用XRD、热分析、SEM、XPS和原子发射光谱对处理后的颗粒样品进行观察、表征和成分测定.采用钴处理前后颗粒作为磁性粒子制备磁流变液,对其沉降稳定性和磁流变效应进行比较,得到较为满意的结果.     

Preparation and properties of hybrid magnetic materials based on phthalocyanine polymer

Dicarboxylic acid containing 1,3-benzoxazine was synthesized and chemically bonded on iron carbonyl particles by post-coating method. The novel organic–inorganic hybrid magnetic composites were prepared via the interfacial reaction between iron phthalocyanine magnetic polymer and chemically modified iron carbonyl particles. The interfacial compatibility of hybrid magnetic materials was improved by the polymer coatings. The magnetic properties of prepared magnetic composites were measured by vibrating sample magnetometer (VSM). After the metallic particles were treated, the magnetic properties of obtained composites were enhanced, and with the feed ratio of coated iron carbonyl increased from 20 to 40%, the saturation magnetization of the magnetic composites increased from 48.82 to 65.06 emu/g; meanwhile the obtained magnetic composites exhibited excellent thermal stability up to 500 °C.     

TiO_2包覆对不同粒径羰基铁粉吸波性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法,分别在粒径为6μm和1μm的羰基铁粉表面成功包覆了一层二氧化钛薄膜;利用矢量网络分析仪测量了羰基铁粉和石蜡所制成的复合材料的电磁参数,对比分析了二氧化钛包覆前后羰基铁粉复合材料在微波频段的复介电常数、复磁导率和微波吸收性能的变化。实验结果表明:二氧化钛包覆层能有效地增大粒径为1μm的羰基铁粉的复磁导率和复介电常数,改善小粒径羰基铁粉的微波吸收性能。通过分析认为二氧化钛包覆层能有效地阻隔颗粒间涡流的形成,由此能很好地解释二氧化钛包覆层对1μm羰基铁粉微波吸收性能的增强效果。     

SiO2纳米壳的厚度对羰基铁/SiO2核壳复合粒子的性能影响

以聚乙烯毗咯烷酮作表面改性剂，用溶胶-凝胶法，通过控制反应时间，在羰基铁粒子表面均匀快速地包覆不同厚度的SiO2纳米壳层，并研究了SiO2纳米壳层厚度对羰基铁／SiO2核壳复合粒子的抗热氧化性能、静磁性能、微波介电常数和吸波性能的影响．结果表明：增加SiO2纳米壳层的厚度，羰基铁／SiO2核壳复合粒子的抗热氧化能力提高，比饱和磁化强度出现最大值，矫顽力和剩余磁化强度出现最小值，微波介电常数单调降低；用其制备的吸波涂层材料在壳层厚度为15nm时，反射损耗≤-8dB的带宽达到最大值，超过10GHz，     

实用型磁敏橡胶的制备和力学性能

以NR/SBR并用胶为基体制备磁敏橡胶,研究了偶联剂修饰羰基铁粉和不同羰基铁粉、炭黑N660及软化剂橡胶油B-15的含量对其物理、力学性能以及磁流变性能的影响。结果表明:以NR/SBR并用胶为基体,使用适量硅烷偶联KH-570修饰的羰基铁粉(含量为300 Phr)(以纯橡胶或生胶重量为100 Phr的相对量单位,下同)、炭黑N660(含量为40 Phr)和软化剂橡胶油B-15(含量为15 Phr)制备的磁敏橡胶,具有最佳的物理与力学性能和磁流变效应。这是合理结构偶联剂修饰、炭黑增强、软化剂增韧等效应综合作用的结果。     

聚合物包覆二氧化硅及其环氧树脂固化物的研究

使用合有氨基的硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行表面修饰,然后再与含有羧基的甲基丙烯酸甲酯共聚物反应,得到聚合物包覆二氧化硅微粒子。使用FT-IR及粒径分布仪对该微粒子进行了鉴定与观察,证实了聚合物通过化学键结合包覆在二氧化硅表面。研究了舍有该微粒子的环氧树脂固化物的力学性能。当微粒子的添加量为2wt％时,其抗拉强度、冲击强度及硬度都得到了一定的提高,有较明显的增韧效果。     

羰基铁粉改性环氧树脂/乙基纤维素微胶囊的吸波性能

以羰基铁粉为吸波剂用溶剂蒸发法制备出环氧树脂/乙基纤维素微胶囊,使用矢量网络分析仪、激光粒度分析仪、ESEM-EDS和FTIR分别表征了微胶囊的吸波性能、粒径分布、颗粒特性以及化学结构。结果表明：羰基铁粉嵌入乙基纤维素中物理结合成微胶囊壁材,羰基铁粉提高了微胶囊的吸波性能。羰基铁粉的粒径越小与电磁波相互作用的面积越大,微胶囊的吸波性能越好。频率为18 GHz时,未掺羰基铁粉的微胶囊电磁波反射损失为-1.63 dB,而掺入粒径为3 μm和0.5 μm羰基铁粉(掺量50%)的微胶囊电磁波反射损失分别为-5.08 dB和-5.44 dB,分别降低了3.45 dB和3.81 dB。掺入粒径为0.5 μm羰基铁粉的微胶囊不团聚,其微观形貌更好。