小角X光散射法测定疏水二氧化硅气凝胶疏水层厚度

采用小角X光散射(SAXS)研究了疏水SiO2气凝胶X光散射特性.运用Porod方法、Shull-Roess平均粒径法研究了气凝胶疏水层厚度.计算结果表明气凝胶疏水层厚度在0.2～0.3mm之间,说明气凝胶的疏水层仅仅是由一层改性剂分子所组成,其凝胶骨架颗粒表面被疏水的甲基基团所覆盖.     

稻壳灰制备掺杂TiO2硅气凝胶研究

以稻壳为硅源制备SiO2气凝胶，在溶胶凝胶过程中加入TiO2纳米粉末，可制得掺杂TiO2硅气凝胶。通过SEM、BET吸附．脱附测试等手段，与同种方法制得的纯SiO2气凝胶在结构和物性特征方面等进行了比较。结果显示，掺杂TiO2气凝胶的平均颗粒直径为50nm左右，而纯SiO2气凝胶的粒径约为20nm，且孔洞直径明显减小、孔径分布更为均匀；此外，TiO2纳米粉末的加入可以使气凝胶的弹性模量提高约23％，并且通过TiO2对气凝胶溶胶-凝胶过程的影响研究了其影响机理。     

可加工疏水SiO2气凝胶的制备及表征

介绍了一种基于正硅酸乙酯(TEOS)的疏水SiO2气凝胶的制备及其表征方法.结果表明,最后制备的气凝胶具有一定塑性,可进行机械加工.     

基于 SiO2及表征气凝胶的玻璃超疏水化改性

采用溶胶-凝胶技术结合酸碱两步法制得SiO2醇凝胶分散液,然后通过简单的旋涂法和常压干燥技术在玻璃表面上构筑SiO2气凝胶薄膜,从而一步法实现玻璃表面低表面能物质的修饰和粗糙结构的构建,赋予玻璃表面超疏水、自清洁的特性。考察制备条件是否老化对玻璃表面形成的SiO2气凝胶薄膜性能的影响。结果表明,经过60℃老化后的SiO2凝胶,在玻璃表面制备出的SiO2气凝胶薄膜具有更加优异的超疏水性能,静态水接触角可以达到165.6°,滚动角小于1°。     

纳米多孔SiO_2气凝胶的表面修饰和吸附特性(英文)

采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备出高气孔率的疏水性 SiO2气凝胶。表面修饰能够调节气凝胶内部纳米多孔结构和增大比表面积。表面修饰采用三甲基氯硅烷,其 Si-CH3基团能取代原有气凝胶表面的 O-H 基团,使其具有疏水特性。用扫描电镜,红外光谱以及孔径分布仪对其结构和表面基团进行了表征,对其吸附特性进行了测试。结果表明,SiO2 气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,其吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒高 3～4 倍,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔应用前景。     

疏水SiO_2气凝胶的常压制备

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为先驱体,无水乙醇(EtOH)作溶剂,采用Sol-Gel酸碱两步法常压制备疏水SiO2气凝胶材料。使用X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪对SiO2气凝胶的结构进行表征,并通过视频光学接触角测定仪测出气凝胶对水的接触角范围为115°～150°,呈现好的疏水性能。同时研究表明,不同EtOH/VTES摩尔比以及不同酸、碱催化剂浓度对气凝胶的体积收缩率、体密度有较大影响。试验所获得的样品体密度大致分布在0.13～0.43g/cm3范围,体积收缩率分布在20%～70%之间。     

一种基于SiO2 气凝胶制备超疏水表面的工艺探讨

以商品化SiO2气凝胶为原料,选择不同的分散介质进行分散,然后在玻璃表面进行涂覆并干燥,制得超疏水表面。研究结果表明:当选择丙酮作为分散介质,SiO2气凝胶质量浓度为30g/L,以旋涂的方式涂覆2次,并于20℃进行干燥时,所制备的表面超疏水效果最好,其接触角为153.2°,滞后角为1.7°。     

SiO2气凝胶隔热涂层织物的制备及性能研究

目的提高织物的隔热效果及抗紫外性能。方法以SiO2气凝胶和TiO2为功能粒子,采用聚丙烯酸酯、聚氨酯类粘合剂,在棉织物上制备涂层,研究功能粒子和粘合剂用量对涂层织物隔热效果的影响。结果当涂层剂中粘合剂和去离子水质量比为2∶8,气凝胶加入量为粘合剂和去离子水总质量的10%时,涂层织物的隔热性能最好,较原织物显著提高。此外,SiO2气凝胶-TiO2复合涂层的隔热性能也颇为优异。织物涂覆涂层后,与原织物相比,断裂强力基本不变,撕破强力略有下降,白度提高,抗紫外性能提高,摩擦牢度好。结论采用SiO2气凝胶、TiO2作为功能粒子对织物进行涂层涂覆,其隔热性能显著提高。     

SiO2气凝胶涂料的制备及应用研究进展

SiO2气凝胶自1931年由美国科学家Kistler制备问世以来,因其热导率低、比表面积大、孔隙率大等优异性能一直被研究者所青睐.随着研究的深入,SiO2气凝胶的制备加工工艺得到了优化,使用性能在一定程度上得到了较大提升,研究方向也从早期的制备、性能研究发展到现在的应用研究.现已研制开发出许多具有特殊功能的全新产品,并通过与其他材料的复合得到性能更优越的SiO2气凝胶复合材料,使其在航天航空、军事、建筑、医学等领域得到越来越广泛的应用.在SiO2气凝胶众多应用领域中,其在涂料中的运用是极为重要的一个分支.针对目前SiO2气凝胶涂料推广应用难等现实情况,先对SiO2气凝胶及其涂料制备过程中存在的主要问题做简要阐述,再将利用SiO2气凝胶在某些方面的突出性质而制成的功能涂料进行分类,并从SiO2气凝胶在各种功能涂料中的作用机理出发,对不同功能的SiO2气凝胶涂料的研究进展情况进行归纳总结,在此基础上,展望了未来SiO2气凝胶涂料的发展方向.     

碳纳米管掺杂SiO2气凝胶隔热材料的制备与性能表征

以正硅酸乙酯（TEOS）和碳纳米管（CNTs）为原料，采用溶胶-凝胶法和常压干燥法制备不同碳纳米管（CNTs）含量的SiO2气凝胶隔热材料。采用DET、SEM、XRD等测试方法考察了添加CNTs对SiO2气凝胶比表面积、孔结构特征和密度的影响。结果表明：添加CNTs不仅能够增强SiO2气凝胶的强度，而且能够在很大程度上提高气凝胶的比表面积，使孔结构分布更加均匀。     

高隔热性能和机械性能的聚酰亚胺/二氧化硅气凝胶复合膜

二氧化硅气凝胶的大规模应用受限于许多原因,机械性能差是其中之一。如何在应用中发挥气凝胶的优势一直是研究关注的重点。本研究将二氧化硅气凝胶微球添加到聚酰亚胺中成功制备了聚酰亚胺/二氧化硅气凝胶复合膜。实验结果显示：与纯聚酰亚胺膜相比,复合膜的热导率降低,并且随着添加量的增加而继续下降,最小值为0.321 W m_-1 K_-1。与纯聚酰亚胺膜相比,复合膜的机械性能有所下降。因此,在膜材料应用中兼顾机械性能和隔热性能是很重要的。本研究丰富了气凝胶的应用形式。     

矿化剂加入量及硅溶胶浓度对陶瓷型壳性能的影响

采用不同比例矿化剂用量及不同浓度的硅溶胶配制涂料,按照一定工艺制得陶瓷型壳试样,研究了涂料的流变性能,型壳的力学性能及其高温抗蠕变性能.实验结果表明,随着矿化剂加入量增加,陶瓷型壳的力学性能及高温抗蠕变性能随之增加;随着硅溶胶浓度的增加,涂料的粘度及剪切应力逐渐增加,浓度为25% (体积分数,下同)的硅溶胶制得的陶瓷型壳高温强度及高温抗蠕变性能优越.     

纳米多孔二氧化硅气凝胶的声学性能(英文)

二氧化硅气凝胶是一种低密度纳米多孔材料,它有着独特的声学性能。简要介绍二氧化硅气凝胶材料的制备,重点介绍声波在二氧化硅气凝胶材料中传播所受影响引起的特殊性能——低声速与声波衰减;讨论了材料密度等相关因素对声速的影响,以及超声波段与可听声波段中二氧化硅气凝胶材料对声波的吸收机理。同时,在固体材料中二氧化硅气凝胶还具有最低的声阻抗。     

二氧化硅气凝胶的制备与表征(英文)

二氧化硅气凝胶是目前世界上最轻的人造多孔固体材料。采用硅酸钠为硅源,通过采取老化、溶剂置换、表面改性和分级干燥等一系列措施,常压干燥制得SiO2气凝胶颗粒,并利用红外光谱、比表面分析、扫描电镜等测试方法对其结构、形貌及化学组成进行了分析。研究表明:该样品呈疏水性,孔径较小,比表面积为740m2/g,孔体积为0.89cm3/g,平均孔径为4.8nm。     

锆元素诱导非球形磨粒对氧化锆陶瓷的化学机械抛光性能

目的为了提高氧化锆陶瓷手机背板的化学机械抛光(CMP)性能,合成新型非球形二氧化硅磨粒,并分析非球形二氧化硅磨粒在CMP过程中的作用机理。方法利用Zr⁴⁺阳离子对球形二氧化硅纳米颗粒间作用力进行调控,制备Zr⁴⁺与SiO₂的质量比分别为0、0.025、0.050、0.075、0.100的抛光磨粒;利用纳米粒度电位仪和电子扫描显微镜(SEM)分析抛光液胶体稳定性和磨粒形貌;采用表面粗糙度(Sa)和材料去除率(MRR)来分析磨粒的化学机械抛光性能;利用改装后的摩擦因数仪和X射线光电子能谱仪(XPS)揭示非球形二氧化硅对氧化锆陶瓷的作用机理。结果在锆元素相对含量(以质量分数计)为0.075%时,得到了分散性良好的非球形二氧化硅磨粒抛光液,相较于球形二氧化硅磨粒抛光液,MRR提升了40.5%,并得到了Sa为1.74 nm的光滑表面;XPS分析结果表明,在抛光过程中二氧化硅磨粒可与氧化锆发生固相化学反应,生成更易去除的ZrSiO₄。摩擦因数测量结果表明,非球形二氧化硅磨粒与陶瓷片的摩擦因数从球形磨粒时的0.276提高到0.341。结论非球形的二氧化硅磨粒在抛光过程中具有更高的摩擦因数和化学机械协同作用,能高效地去除表面粗糙峰,并获得粗糙度为纳米级的平整表面,实现对氧化锆陶瓷手机背板的高效、高精度抛光。     

渗氢用钯基膜的研究现状

介绍了渗氢用钯基膜的渗氢机理、影响因素以及制备技术的进展情况。重点阐述了钯基膜的种类及其各自的应用。钯膜的发展经历了从最初的纯钯膜、钯合金膜(主要为钯银、钯钇合金)到目前备受关注并具有良好应用前景的钯及钯基复合膜(如多孔陶瓷、多孔不锈钢基体等)。钯膜的合金化,不仅能提高膜的氢渗透率,而且更重要的是可以提高钯膜的抗氢脆能力,延长钯膜的寿命,扩展钯膜的适用范围。而钯复合膜的研究成功,在保证膜的机械稳定性的前提下,降低了钯膜的厚度及成本,并极大地提高了钯膜的氢渗透率。     

Effect of Steam Activation on Development of Light Weight Biomorphic Porous SiC from Pine Wood Precursor

Biomorphic SiC materials with tailor-made microstructure and properties similar to ceramic materials manufactured by conventional method are a new class of materials derived from natural biopolymeric cellulose templates (wood). Porous silicon carbide (SiC) ceramics with wood-like microstructure have been prepared by carbothermal reduction of charcoal/silica composites at 1300-1600 °C in inert Ar atmosphere. The C/SiO₂ composites were fabricated by infiltrating silica sol into porous activated biocarbon template. Silica in the charcoal/silica composite, preferentially in the cellular pores, was found to get transformed in forms of fibers and rods due to shrinkage during drying. The changes in the morphology of resulting porous SiC ceramics after heat treatment to 1600 °C, as well as the conversion mechanism of wood to activated carbon and then to porous SiC ceramic have been investigated using scanning electron microscope, x-ray diffraction, thermogravimetric analysis, and differential scanning calorimetry. Activation of carbon prior to silica infiltration has been found to enhance conversion of charcoal to SiC. The pore structure is found to be uniform in these materials than in those made from as-such charcoal/silica composites. This provides a low-cost and eco-friendly route to advanced ceramic materials, with near-net shape potential.     

聚晶金刚石表面加工质量对比试验研究

为解决聚晶金刚石(PCD)表面加工成型和抛光难题,提高PCD加工效率和表面加工质量,采用电火花粗、精放电加工工艺及金刚石砂轮磨削加工工艺对PCD表面进行加工,并采用SEM、EDS、XRD和Raman等观察分析不同加工方式下PCD的表面形貌、表层组织及结构,对不同加工方式下PCD的显微硬度和耐磨性进行测试,考察不同加工方式对PCD表层微结构与力学性能的影响。结果表明:电火花加工后PCD表面会发生金刚石石墨化,而机械磨削加工后则不会;电火花精加工后PCD的显微硬度和耐磨性分别是5 613 HV 10和Q 5.8×104,机械磨削加工后则分别是5 727 HV 10和Q 5.4×104,二者相比变化不大,而电火花粗加工后的则是4 604 HV 10和Q 4.7×104,性能降低明显。同时提出放电加工后PCD表面变质层的概念,并讨论其变质层产生的原因。