多孔大通量莫来石相碳化硅陶瓷的制备与表征

采用碳化硅作为陶瓷骨料,氧化铝和二氧化硅高温反应生成的莫来石作为陶瓷粘接剂,三氧化二钇作为烧结助剂,羧甲基纤维素钠作为生坯粘接剂,合成石墨作为造孔剂,在二氧化碳气氛下,1 450℃保温2 h,成功制备了以莫来石作粘结相的碳化硅多孔陶瓷,考察了不同莫来石组分对多孔陶瓷的物相组成、抗折强度、孔隙率、微观形貌及通孔孔径分布的影响.结果表明:随着莫来石质量分数的逐渐增加,多孔陶瓷的抗折强度先增加后降低,孔隙率逐渐降低;样品中莫来石的质量分数为25%时多孔陶瓷的性能最佳,其抗折强度为27.81 MPa,孔隙率为38.88%.多孔陶瓷的通孔孔径分布范围为1~8μm,以1~2μm的孔径为主.     

PMMA/EP IPNs的固化反应研究

利用顺序互穿法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/环氧(EP)互穿网络聚合物(IPNs)。通过差示扫描量热法(DSC)研究了PMMA/EP IPNs的固化反应动力学,用红外光谱法进一步确定了固化反应条件。结果发现,PMMA的加入会延缓EP的固化,固化表观活化能由EP的53.2kJ/mol上升到PMMA/EP IPNs的61.5kJ/mol;在固化工艺条件为45℃/18h+85℃/3h+130℃/3h时,PMMA/EP IPNs体系固化反应完全,能够满足固化工艺要求。     

不同粒径碳化硅粉体的复合烧结与表征

以氮化硅为烧结助剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为黏结剂,通过重结晶烧结法制备了纯碳化硅（SiC）陶瓷。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德定律对产物的结构、形貌和相对密度进行了表征,主要研究了SiC细粉的质量分数对SiC晶粒形貌的影响。结果表明,SiC细粉质量分数的变化对烧结样品的晶粒尺寸与形貌及其相对密度有较大影响。细粉质量分数由0%增加至60%,SiC晶粒的形貌由等轴状晶粒过渡为六方片状晶粒,晶粒尺寸非线性增加,样品的相对密度则呈先增加后降低的趋势,当细粉的质量分数为40%时,SiC陶瓷的相对密度最高。因SiC高温（2 000 ℃以上）蒸发与凝聚的烧结作用,当SiC细粉的质量分数为60%时,重结晶普遍发生,且SiC粗粉晶粒尺寸急剧增大,形成六方片状。     

硅基添加剂作粘结剂的多孔碳化硅陶瓷的制备与表征

以碳化硅、磷酸和二氧化硅为原料,采用常压烧结工艺,制备了系列硅基磷酸盐为粘结剂的多孔碳化硅陶瓷,并对烧结样品的密度、孔隙率、物相、显微结构及其力学性能和耐酸碱性能进行了分析和表征.结果表明,烧结样品的密度随烧结温度和粘接剂含量的增加而减小,孔隙率的变化则相反,同时样品的抗折强度随之先增大再减小,并且其断裂方式为沿晶断裂,样品孔隙率均在23.1%~39.2%之间,在烧结温度为1 250℃、二氧化硅质量分数为1.78%时,抗折强度达到最大值39.158 MPa;样品的物相由碳化硅和二氧化硅以及少量的焦磷酸硅组成,二氧化硅的存在及磷酸盐的形成促进了碳化硅的烧结;所有样品耐酸性能较高,质量损失率为0.545 2%~1.777 2%,耐碱性能较弱,质量损失率约为100%,晶间二氧化硅和焦磷酸硅的存在及存在量是其主因.     

添加氧化钙的硅酸锆陶瓷的性能

以硅酸锆和硝酸钙为原料,采用湿磨的方法实现原料的均匀混合,制备了系列的添加氧化钙的硅酸锆陶瓷,利用阿基米德法和X-射线衍射技术对硅酸锆陶瓷的密度、物相变化进行了表征,测试了其显微结构和抗折强度,重点讨论氧化钙添加量和烧成温度对硅酸锆陶瓷的影响.结果表明,1 450℃和1 500℃烧结试样的体积密度随氧化钙添加量改变有较小变化,1 550℃烧结试样密度则随着氧化钙添加量增大而减小,密度最大值可达4.19克/立方厘米;样品的物相由硅酸锆和单斜氧化锆及少量稳定氧化锆组成,主晶相为硅酸锆;硅酸锆陶瓷有较多的气孔,是其致密度小的主要原因,硅酸锆陶瓷的主要断裂方式是沿晶断裂;硅酸锆陶瓷的抗折强度随着烧成温度的升高明显降低,随氧化钙添加量增大而先减小再增大,抗折强度最高可达186.0兆帕.     

蓖麻油聚氨酯/环氧互穿网络胶粘剂的粘接及热稳定性研究

采用顺序聚合法制备了蓖麻油聚氨酯/环氧互穿网络胶粘剂,利用FT-IR分析了胶粘剂结构,考察了环氧的加入量对胶粘剂的表干时间、剪切强度、热稳定性的影响。结果发现,虽然该胶粘剂虽然表干时间很长,但其剪切强度可达5.65MPa;环氧加入量在37%以内,对胶膜的特征热分解温度影响不大。     

芳纶Ⅲ的氧气等离子的表面改性

为改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,采用氧气等离子体对芳纶Ⅲ进行表面改性,制备了芳纶环氧复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析、动态接触角(DCA)分析、测定拉伸强度、弯曲强度等测试方法来研究改性处理效果.结果表明:经等离子处理后,纤维表面m(O)/m(C)比提高,纤维表面粗糙度明显增大,与水的润湿角变小,弯曲强度较未处理提高了30%.     

凹凸棒石用作建筑涂料增稠流变剂的研究

对凹凸棒石用作建筑涂料增稠流变剂的可行性进行了研究。实验结果表明以凹凸棒石凝胶作为水性建筑涂料增稠剂,可有效调整涂料粘度,并使涂料的其它性能达到国标一级品标准。凹凸棒石增稠的机理在于其特殊的纳米棒状晶可以形成空间网络结构。     

碳化硅添加对氮化硅转化为碳化硅晶粒形貌的影响

以氮化硅(Si_3N_4)、石墨为原料,碳化硅(SiC)为添加剂,利用Si_3N_4转化法制备出形貌变化的等轴状和长柱状SiC晶粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量色散X射线谱对产物的结构与微观形貌进行了表征,重点研究了SiC添加量对SiC形貌的影响及其影响机理。结果表明,SiC的添加有助于Si_3N_4转化为α-SiC,并影响其形貌和尺寸。随着SiC添加量的增加,制得的SiC晶粒由长柱状转变为等轴状,晶粒的尺寸也急剧减小。高温条件下,Si_3N_4首先分解为硅蒸气和氮气,硅蒸气又与石墨发生气-固反应生成小晶粒的SiC,继而发生重结晶。碳化硅的添加导致晶粒缺陷也增多,由于气态硅蒸气可在晶粒缺陷处重结晶,使SiC晶粒的取向生长得到抑制,促进了等轴状SiC晶粒的生成。     

乙酸酐改性对芳纶/环氧复合材料的影响

为提高芳纶Ⅲ/环氧复合材料界面粘结强度,用乙酸酐分别在常温、50℃、75℃、100℃条件下对芳纶Ⅲ改性处理,分别用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对改性前后芳纶Ⅲ纤维表面性质及性能进行表征.用处理前后的纤维与24A聚胺酯树脂按质量比为树脂∶纤维=1∶1.5的比例分别称取,将二甲苯溶解后的树脂溶液均匀地涂覆于处理过的纤维表面制成预浸料,然后用层压法将其制成复合材料.按照GB/T 1449-2005标准,分别测试其弯曲强度.结果表明:经改性处理过的纤维表面较未处理时含氧基团增加、表面变粗糙,制备的复合材料的弯曲强度较未处理时提高了35.8%.乙酸酐对芳纶Ⅲ改性处理的方法操作简便、效果显著,是一种非常有效的化学改性方法.