泡沫铝发泡剂研究进展

泡沫铝是一种新型的轻质结构功能材料.发泡剂是泡沫铝孔隙的形成和泡沫铝孔洞分布均匀的重要影响因素.综述了国内外发泡剂的种类和特点以及在泡沫铝中应用的最新研究进展.泡沫铝中气源主要分为Hz源和CO2气源,氢化物发泡剂应用较为普遍,碳酸盐发泡荆分解产物在泡沫铝中易于潮解而影响泡沫铝的使用.对于发泡剂高温下分解过快问题采取了热处理、化学改性、包覆等不同处理方法以减缓其释气速率.最后对发泡剂的发展提出了自己的见解.     

真空蒸镀硬脂酸包覆SnAgCu无铅焊料合金粉末研究

微细无铅焊料合金粉末易团聚和氧化,通过表面改性处理可提高其分散性及抗氧化性。本文以紧耦合气雾化法所制备的SnAgCu合金粉末为原料,采用真空蒸镀法对SnAgCu合金粉末进行包覆硬脂酸的改性研究,研究蒸镀温度、蒸镀时间等工艺条件对SnAgCu合金粉末改性效果的影响;采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对包覆后合金粉末的形貌及结构进行观测,采用X射线光电子能谱仪(XPS)和碳硫联测仪分别对包覆后粉末的光电子能量和C含量进行测试。研究结果表明:合适的真空蒸镀条件是蒸镀温度70℃,蒸镀时间12h,真空度低于1.6×10-2Pa,在此条件下可得到均匀致密、厚度为5～10nm的包覆层;硬脂酸包覆SnAgCu合金粉末遵循岛状生长机理,其包覆行为是物理吸附过程。     

镁的添加对制备泡沫铝夹芯板泡孔稳定性的影响

通过粉末-铝板复合轧制方法制备出一种界面为冶金结合的泡沫铝夹芯板.分别采用对发泡剂的处理和添加Mg元素的方法来提高芯材泡沫的稳定性.研究发现只有同时对发泡剂处理以及添加Mg元素才能够提高泡沫的稳定性.研究了此种方法中重要的泡沫稳定机制,Mg元素的添加改善了铝硅合金粉末原料生产过程中产生的氧化物颗粒在孔壁上的润湿性,使氧化物颗粒嵌入孔壁中,阻碍了孔壁上金属排液现象的产生,有效的起到稳定泡孔的作用.     

氢化钛预氧化处理和发泡温度对Al-7Si闭孔泡沫铝泡孔结构的影响

采用粉末冶金快速发泡法制备Al-7 Si闭孔泡沫铝,研究使用高导热发泡模具后制备工艺参数对泡沫铝膨胀率、孔隙率、泡孔个数与孔径的影响.结果表明:在450～550℃时对氢化钛预氧化处理1 h可细化颗粒尺寸,提高氢化钛开始分解温度和最大分解速率温度.过度预氧化处理会导致氢化钛释气量下降,获得的试样膨胀率较低.发泡温度的提高有助于提高泡沫铝膨胀率和泡孔个数,对孔隙率和平均孔径影响较小,但温度过高会使得试样顶部低圆度裂纹状泡孔分布范围增加.发泡模具的使用有助于约束膨胀方向,提高冷却过程中孔径均匀程度.粉末冶金快速发泡法可获得均匀泡孔结构泡沫铝.采用450℃预处理90 min的氢化钛作为发泡剂,发泡温度为720℃,发泡时间为160 s时可获得孔隙率为78.1％,孔径为(2.29±0.8)mm,并具有最优泡孔结构的泡沫铝材料.     

纯Al及亚共晶Al-Si合金基体对吹气法泡沫铝泡孔结构的影响

采用吹气法制备工艺,研究了纯Al及亚共晶Al-Si合金基体对泡沫铝平均泡孔尺寸、相对密度,平均泡壁厚度等泡孔结构参数的影响。结果显示,亚共晶Al-Si合金基体泡沫铝较纯Al基体泡沫铝具备更佳的泡孔结构,并且平均泡孔尺寸更小,相对密度更低,平均泡壁厚度更薄。而Si含量不同的亚共晶AlSi合金基体泡沫铝之间的差别较小,泡孔结构参数基本一致。分别从合金相图、熔体表面张力,熔体粘度、液膜破裂的平均厚度等角度分析了造成上述结果的原因。研究表明基体金属的种类也会对吹气法泡沫铝的产品质量产生显著影响,是生产中值得重视的一个因素。     

碳酸钙制备小孔径中等孔隙率类球形孔泡沫铝及其合金

与传统的Ca增黏与TiH2发泡的泡沫铝熔体发泡制备方法不同,CaCO3在铝熔体中可同时用作增黏剂和发泡剂.现有TiH2泡沫铝制备技术在制备小孔径类球形孔泡沫铝及合金方面存在困难,以轻质Ca-CO3颗粒为基础研制的新型泡沫铝增黏发泡剂,其热分解特性平缓,通过理论与实验确定了CaCO3在制备过程中的使用比例,分析了孔结构并讨论了CaCO3在铝熔体中的分解热力学问题,稳定制备出小孔径(0.4-1.1mm)、中等孔隙率(40-79%)的类球形孔泡沫铝及其合金.     

孔径可调的泡沫铝材料制备研究

利用传统熔体发泡法制备泡沫铝,产品的孔径大小很难精确控制.采用金属铝粉这种新型增粘剂,通过对铝粉的含量,发泡剂的含量以及控制发泡剂加入后熔体中的发泡温度,制备出孔结构均匀,不同密度和孔径大小的泡沫铝.整个工艺平稳、易控制和调整.     

泡沫铝累积叠轧制备方法及孔隙结构研究

以L2纯铝为基体金属,TiH2粉末为发泡剂,通过累积叠轧试验,探索泡沫铝制备的新方法。结果显示,叠轧道次对泡沫铝孔隙率与平均孔径影响显著,叠轧道次越多,孔隙率越高,平均孔径越小;TiH2含量与发泡温度是影响发泡驱动力的主要因素,试验温度范围内,发泡剂含量越大,温度越高,发泡驱动力越强,发泡后孔隙率越高,并且平均孔径也越大。叠轧6道次的L2纯铝,发泡剂含量0.5%(质量分数),在670℃条件下发泡5min,可以获得孔隙率61.4%,平均孔径1.6mm的泡沫铝。上述研究表明,累积叠轧焊是一种有效的泡沫铝制备方法,通过工艺参数的优化,可以获得孔隙均匀,高孔隙率的泡沫铝。     

粉末冶金法制备泡沫铝的研究进展

介绍了国内外粉末冶金法制备泡沫铝和泡沫铝夹芯板的研究现状,指出了现有制备方法的优势和不足,重点阐述了粉末组成、发泡剂及造孔剂的选用、粉末压制、升温制度等关键技术,分析了泡沫铝研究的现存问题和发展趋势.     

双马来酰亚胺泡沫的微观形貌与结构控制研究

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂制备了改性双马来酰亚胺(BMI)泡沫,用扫描电镜(SEM)对泡沫的微观形貌进行观察,研究泡沫的发泡过程及不同条件下泡沫的泡孔结构,包括密度、孔径、单位体积的泡孔数目、发泡倍率等。结果表明:改性的BMI泡沫是一种闭孔结构泡沫,其构型为排泄型十二面体。可通过发泡体系的黏度、温度和发泡剂含量控制BMI泡沫的结构,随发泡体系黏度的增加,泡沫密度,成核密度N0和单位体积的泡孔数目Nf增加,泡孔直径减小,均匀性变好。泡沫密度随发泡剂AC含量提高而降低,当AC含量超过7%(质量分数)时,泡沫密度反而上升。随发泡温度提高,泡沫密度降低,孔径增大,泡沫成型稳定性变差。     

硅烷偶联剂对金属氢氧化物粉体的机械球磨改性

为改善金属氢氧化物粉体的分散性及对其表面亲和力,采用机械球磨法利用硅烷偶联剂KH-550对氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂粉体进行表面改性。通过X射线衍射、红外吸收光谱及扫描电镜等测试手段,对比分析不同酸、碱条件下硅烷偶联剂KH-550对氢氧化物阻燃剂的改性效果,对反应机理进行分析和探讨。结果表明:球磨改性更有利于粉体的分散和细化;当介质为酸性条件时,硅烷偶联剂KH-550对氢氧化物粉体的改性效果最佳。     

用于合成纳米苯丙乳液的纳米TiO2表面改性及表征

研究了利用硅烷偶联剂改性纳米TiO2的方法,并通过FTIR、TEM等手段表征化学改性产物的结构和改性后纳米二氧化钛的分散性,结果表明偶联剂与二氧化钛表面发生化学偶联反应,使二氧化钛表面被偶联剂包覆,从而使二氧化钛改性产物在有机物中具有良好的分散性能.通过TEM分析用改性后的纳米TiO2原位合成的纳米TiO2/苯丙乳液复合体系具有以纳米TiO2粒子为核,以聚合物为壳的核壳结构,该乳液涂膜的耐水性达120h不泛白,硬度为H级,明显优于非纳米苯丙乳液,且具有很好的抑菌作用,可用于制备纳米水性涂料.     

热镀锌钢板无铬钝化膜的改性及其耐蚀性能

以丙烯酸树脂作主成膜剂,钼酸、磷酸盐作缓蚀剂,再加入经铝溶胶改性的硅烷偶联剂,通过交联反应在镀锌板表面形成无铬钝化膜。利用红外光谱、中性盐雾试验、电化学交流阻抗和极化曲线对镀锌板表面钝化膜特征进行了表征。结果表明:铝溶胶改性硅烷在钝化膜中形成了Si-O-Al键;改性后的无铬钝化膜更加致密,耐腐蚀性能更高。     

Effect of inorganic-organic composite coating on the dispersion of silicon carbide nanoparticles in non-aqueous medium

In order to disperse silicon carbide (SiC) nanoparticles homogeneously in a non-aqueous medium, the surface of SiC nanoparticles needs to be modified via surface organic functionalization. A method of SiC nanoparticle surface modification by grafting of polyacetals via inorganic-organic composite coating was developed. The resulting graft percentage of up to 10.5% was much higher than that of direct grafting. The inorganic-organic composite coating on a SiC nanoparticle surface led to an almost complete decomposition of the secondary structure of the agglomerates and the formation of the primary structure. Dispersibility of the modified version was studied by using a transmission electron microscope (TEM) and size distribution analyser. The sedimentation experiments showed that the coated SiC nanoparticles exhibited good suspension stability in butanone. The composition of the inorganic-organic composite coating on the SiC nanoparticles was investigated by energy dispersive x-ray analyses (EDX), hydrogen nuclear magnetic resonance ((1)H NMR) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FT-IR). This work provides a novel concept of surface grafting modification for non-oxide nanoparticles to improve their dispersibility in non-aqueous medium.     

聚乙二醇/纳米氢氧化镍溶胶体系稳定性的研究

以Ni(AC)2为原料,采用改进的溶胶凝胶法制备了PEG6000/纳米Ni(OH)2复合溶胶体系.Zeta电位研究了该溶胶中Ac-对体系稳定性的影响,结合红外光谱确定了稳定溶胶的结构.结果表明,Ac-降低了溶胶的稳定性,而 PEG通过与Ni(OH)2的氢键结合或其他弱的相互作用而改变胶体表面的Zeta电位,并通过空间位阻效应增强胶体稳定性.粘度法确定了溶胶的稳定区域.采用稳定溶胶配方制备的纳米NiO粉体,粒径均匀度、粒子分散性均好于不稳定溶胶配方.PEG6000在纳米材料制备过程中起到了水解控制剂、稳定剂、分散剂的作用.     

偶联剂改性纳米硅溶胶的接枝率及稳定性

为改善纳米硅溶胶与有机物间的亲和性及分散稳定性,用硅烷偶联剂对碱性纳米硅溶胶进行表面接枝改性。分析了偶联剂用量、反应温度和反应时间对接枝率、分散稳定性及微观形貌的影响。结果表明,偶联剂KH560更适合做碱性纳米硅溶胶的表面改性剂,且制备的改性纳米硅溶胶表面可接枝KH560;从接枝率变化梯度来看,KH560用量对接枝率影响最大,当KH560含量为12.5%、反应时间为5h、反应温度为60℃时,改性接枝率及Zeta电位绝对值最高,分别为7.37%和55.6mV。     

莫来石溶胶的制备及对钛酸铝粉体的包裹

以硝酸铝和正硅酸乙酯为主要原料制备稳定莫来石溶胶, 用浸渍包膜的工艺方法对钛酸铝(Al₂TiO₅, AT) 粉体进行包裹, 研究了溶胶性能及含量对钛酸铝粉体包裹效果及性能改善的影响。结果表明: 溶胶的浓度为0.18~0.30mol/L、 黏度在56~93mPa · s之间、 pH=3.0、 包膜厚为0.15~0.20μm时, 可得到包裹效果良好的莫来石-钛酸铝粉体, 制备出性能优良的莫来石-钛酸铝复合材料。复合材料的抗折强度为36~50MPa, 为钛酸铝材料强度的10~15倍, 复合材料的热膨胀系数为1.89~2.25×10-6/℃(室温至1000℃), 复合材料中的钛酸铝在1100℃/300h的热处理未发生分解。应用TG-DSC、 XRD、 SEM、 EPMA等对包膜前后莫来石粉体和复合材料粉体的热学行为、 形貌和成分进行研究, 探讨了性能与结构之间的关系。      

泡沫SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和拉伸强度

介绍了一种新的泡沫金属材料－泡沫SiC颗粒增强铝基复合,泡沫的孔隙率为60％－85％。用TiH2作发泡剂,采用直接发泡工艺制备。由于复合材料熔体自身粘度较大,不需要采用任何增粘措施,发泡工艺简单,易于操作,该泡沫材料比普通泡沫铝或铝合金具有更高的抗拉、抗压强度。     

纳米TiO2在汽车面漆中的应用与研究进展

综述了目前纳米TiO2在汽车面漆中的应用及研究进展,阐述了纳米改性汽车漆在力学性能、色度、抗老化等方面的性能和研究状况,分析了纳米TiO2对汽车漆涂料性能的改性原理,指出了汽车漆在研发中存在的问题,关键是解决纳米TiO2在涂料中的分散和稳定。