制备条件对羟基氧化铝包覆氧化铁黄颜料耐热性能的影响

为了解决氧化铁黄颜料的热稳定性较差,受热易脱水变色,从而影响在塑料加工等领域应用的问题,采用沉淀法在氧化铁黄颜料表面包覆羟基氧化铝,来提升氧化铁黄颜料的耐热性,探索反应温度、包覆量和晶化时间等因素对颜料耐热性能的影响,并采用X射线衍射、红外光谱、热重-差热分析等手段对颜料结构进行表征。结果表明:优化包覆条件是温度为80℃,包覆层质量分数为15%,晶化时间大于4 h,在此条件下包覆氧化铁黄颜料的耐热性可以达到240℃;氧化铁黄的包覆层物相为羟基氧化铝,包覆后氧化铁黄受热分解分为2步,245℃处的吸热峰由表面羟基氧化铝受热脱水所致,295℃处的吸热峰由内部的氧化铁黄结构水分解所致。     

乙酸乙酯作潜伏性酸对铁黄表面改性处理的研究

为了改善铁黄颜料的耐热性,运用乙酸乙酯作为潜伏性酸试剂,研究了一种新的铁黄表面均匀包覆二氧化硅的方法,即通过控制乙酸乙酯的水解速率来实现在铁黄表面均匀包覆二氧化硅。对表面均匀包覆二氧化硅后的铁黄颜料的颜色变化、分散稳定性、吸油量进行了表征。结果表明,均匀包覆二氧化硅可有效改善铁黄颜料的综合性能。     

溶剂热处理对氢氧化铝微观形貌分化作用

采用水、异丙醇及二者不同比例混合液为介质,通过140℃下溶剂热处理方法对种分法获得的氢氧化铝粉体进行处理,研究了溶剂类型、热处理时间对产物微观形貌的影响.研究结果表明,当以水为介质时,可以实现三维材料向二维材料的分化,即产物由块体三水铝石分化为片状薄水铝石;当介质中有醇存在时,产物由块体向叶片组合的薄水铝石相花型结构分化.     

多相氢氧化铝向薄水铝石相转变过程的微观结构研究

以铝直接水解法所得氢氧化铝粉为原料,经水热处理获得了纯相的薄水铝石粉体。研究了水热反应温度对产物γ-AlOOH晶体结构及微观形貌的影响,并利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、粒度分布和TG-DSC对样品的物相、微观形貌及晶相转变过程进行分析表征。结果表明,水热温度对于制备纯相薄水铝石发挥重要作用,且有利于优化合成条件。随着水热温度的升高,物质结构转变动力也随之增强,可实现由多相氢氧化铝向纯薄水铝石相转变。利用CASTEP软件分别对薄水铝石、拜耳石及诺耳石体系进行几何优化,计算各体系的总能量。证实在同一计算精度下,薄水铝石的总能量最低,说明该体系最稳定。     

水热处理和尿素改性对三水铝石微观结构的影响

以尿素为改性剂,用水热处理方法对三水铝石进行了改性处理。结果表明,尿素的加入量和水热处理时间对产物微观结构有显著的影响,当尿素与三水铝石的摩尔比小于6∶1时,水热处理24 h的产物为片状薄水铝石;当摩尔比超过8∶1时,产物为板条组装的球形碱式碳酸铝铵.纯相碱式碳酸铝铵的形成与水热处理的时间有关,随处理时间的延长,氢氧化铝经历了由三水铝石到薄水铝石与碱式碳酸铝铵混相结构再到纯相碱式碳酸铝铵的演变过程,期间发生由块体到片状再到片组装块体的微观形貌变化,最后演变为板条组装球形结构。     

H_2O_2处理碳包覆铁纳米颗粒的表面特性及分散行为

采用体积分数30%的H2O2处理碳包覆铁纳米粒子外层的非晶态类石墨碳层,并将其超声分散于水介质中,通过改变pH值分析测定碳包覆铁纳米粒子表面zeta电位和粒径。结果表明:碳包覆铁纳米粒子非晶碳层的特殊结构可通过双氧水化学处理使其表面产生羧基和羟基;在强碱性介质下,羟基和羧基可强化颗粒间的静电斥力,提高碳包覆铁纳米粒子在水介质中的分散性能。当pH值约为11.5时,碳包覆铁纳米粒子表面zeta电位为48 mV,水合粒子粒径可达到110 nm。     

改进的溶胶/凝胶法制备包覆型铝颜料

为提高铝颜料的耐酸及耐碱性,同时保持铝颜料特有的金属光泽,采用改进的溶胶/凝胶法对铝颜料进行了表面包覆,结合FTIR、SEM、TEM、XPS等方法对包覆型铝颜料的微观形貌及包覆层成分进行了分析,并与传统溶胶/凝胶法制备的SiO2包覆的铝颜料的性能进行了对比.结果表明,采用改进的溶胶/凝胶法可以在铝颜料表面形成致密的网状包覆层,从而使其在pH=1的酸性介质及pH=11的碱性介质中的腐蚀保护因子分别达到99.8%和99.9%;与未包覆的铝颜料相比,采用改进的溶胶/凝胶法制备的包覆型铝颜料的光泽度仅下降3.2%,较好地保持了其本身的金属光泽.     

莫来石粉末化学镀镍和涂层的高温摩擦学性能

先进行正交试验优化镀液的工艺参数,然后用化学镀对莫来石粉末进行表面包覆并对包覆粉末进行850℃热处理,用等离子喷涂技术在304不锈钢表面分别制备莫来石涂层和包覆粉末涂层。用附带能谱的扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了包覆粉末和涂层的微观结构,用HV-1000维氏显微硬度仪测试了涂层硬度,用HT-1000摩擦实验机测试了800℃时涂层的摩擦磨损性能。结果表明：镀液的优化工艺参数为：硫酸镍20 g/L,次磷酸钠30 g/L,柠檬酸钠20 g/L,氯化铵20 g/L,pH=5.5,水浴温度80℃,施镀时间1 h。在莫来石粉末表面包覆的Ni-P镀层均匀致密,热处理使包覆镀层由非晶态向晶态转变,生成了Ni和Ni3P相。莫来石涂层主要由莫来石相和γ-Al2O3相组成,包覆粉末涂层主要由Ni、AlNi3、Ni3P和莫来石相组成。在包覆粉末涂层中引入Ni-P镀层使涂层的硬度由417.5 HV0.2提高到500.1 HV0.2。包覆粉末涂层的耐磨性优于莫来石涂层,包覆粉末涂层的摩擦系数比莫来石涂层明显减小,包覆粉末涂层的磨损率为13×10^-4 mm³     

表面活性剂辅助水热合成异形薄水铝石

为了从廉价的无机铝盐制备高性能的氧化铝前驱物,用表面活性剂调控形貌制得了异形薄水铝石.采用XRD和SEM等表征手段,研究了十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、酒石酸钠和聚乙二醇2000共4种表面活性剂对硫酸铝和尿素水热合成薄水铝石晶体结构和形貌的影响,并对其晶体结构和形貌变化的形成机制进行了初步分析.研究表明:表面活性剂均不改变产物的晶型,但可对产物的形貌和粒径进行一定程度的调控,尤其是160℃下加入酒石酸钠时产物的结晶度明显降低,其粒子由数个微米的针状团簇体转变为0.5~3μm的圆饼状粒子;硫酸铝和尿素水热合成薄水铝石时加入适量酒石酸钠可以实现产物形貌的有效调控.     

在氧化铁表面沉积热解炭及其气化与还原

采用流动反应器研究了丙烯热解和在铁黄颗粒表面生成热解炭的化学热力学以及化学气相沉积（CVD）过程。发现在600oC之前丙烯热解发生的化学气相沉积基本为表面反应过程；在热解炭沉积过程中铁黄颗粒的比表面积迅速减少，同时由于脱去水分而发生失重；随着温度的升高，Fe2O3逐渐被还原为Fe3O4和FeO，在800℃以上Fe2O3完全被还原为Fe3C。在化学气相沉积过程中，500℃以前铁黄可以保持大长径比形貌，在600℃～700℃之间则生成长径比较小的哑铃型颗粒。非球形氧化铁颗粒在氢气还原过程中能够保持原有形状，同时被还原成为单质铁。上述化学气相沉积和气化过程可以用于制备热解炭包覆的或者纯净的非球形铁颗粒材料。     

Plasma-chemical synthesis of ultradispersed iron oxides with pigment qualification

The conditions are investigated for preparing ultradispersed iron oxides with pigment qualification (iron oxide pigments) via oxidation in electric arc low temperature plasma (LTP) of: iron dichloride (crystal hydrate), iron sulfate (monohydrate), roughly dispersed iron and burnt pyrites. Using a simplified one-dimensional model, calculations are made describing the motion, heating, melting and evaporation of iron particles of <50 m size; these agree well with experimental results. A procedure is proposed for formation of ultradispersed particle (UDP) structures. Depending on the plasma-chemical process (PCP) parameters, one can control the specific surface (dispersity) of the pigments. The influence is studied of aluminium and aluminium oxide additives on the pigmental properties of iron oxides. Depending on the PCP conditions and the UDP dispersity, the pigment's colour varies from black through dark brown, red-brown, red-violet to light brown. The pigment possesses high surface coverage combined with medium oil absorption and good compatibility with other pigments.     

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料, 设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题, 同时实现具有高反射率和低热导率的目标, 通过添加聚氨酯、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等, 得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90 μm。优化后的隔热涂层具有优异性能: 涂层的反射率高达0.95, 导热系数为0.048 W·m ^-1·K ^-1, 隔热温差为20.1 ℃; 耐热冲击性能良好, 190 ℃的最大失重率为3.7%, 并在随后保持稳定; 在160 ℃连续保温4 h后表面变黄, 但无明显脱落现象, 同时, 纳米填料颗粒保持原状态。     

pH值对Cu-Co合金镀层结构及中温氧化行为的影响

为探索适合用作铁素体不锈钢表面的保护涂层,在不同pH值条件下,通过电沉积法在SUS430铁素体不锈钢表面共沉积Cu-Co合金镀层,并在750℃下进行中温氧化试验,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,分析镀层及氧化膜的形貌和组成,结合增重法研究Cu-Co合金镀层的中温抗氧化性能。结果表明:随着pH值的增加,镀层中Co元素的含量逐渐增大,Cu元素含量逐渐减小;在750℃中温氧化时,pH=6试样氧化速率最小;经400 h氧化后,基体表面的氧化物为Cr_2O_3和Fe_3O_4,pH=4镀层的氧化物主要为CuO,pH=5镀层的氧化物开始形成(Cu,Co)_3O_4尖晶石氧化物,pH=6镀层的氧化物中(Cu,Co)_3O_4和CuO成为主相;随着氧化时间的延长,pH=4,5镀层的氧化物晶粒缓慢长大,pH=6镀层的氧化物颗粒逐步细化;Cu-Co合金镀层氧化后的氧化层与SUS430钢的热匹配性较好,且镀层中Co含量较高时,其抗氧化性也较好,因此,pH=6镀液中获得的合金镀层适合用作铁素体不锈钢表面保护涂层。     

水热合成勃姆石纳米棒及其改性复合膜

商用锂离子电池隔膜遭受高温时,会发生热收缩现象,通过涂覆无机颗粒对隔膜进行改性,可以有效地提高隔膜的热稳定性能,从而提高锂离子电池的安全性能,而勃姆石纳米棒具有耐热性好和弹性模量大等特点,适用于涂覆改性隔膜.本研究利用AlCl3和NaOH与NH4 OH混合沉淀剂,通过水热法制备了勃姆石纳米棒,并使用线棒涂布工艺制备了涂...     

Al@SiO2@Al2O3双层复合材料的可控合成及其耐腐蚀与力学性能

为了有效提高铝颜料的耐腐蚀与力学性能,通过一种温和有效的Sol-Gel法,首先在铝颜料表面包覆一层SiO2,再通过异丙醇铝水解产生A12O3,从而制备了 Al@ SiO2@ Al2O3的双层复合材料。利用扫描电镜、EDS谱、红外光谱、X射线衍射等分析手段对包覆前后的铝颜料的微观形貌及包覆层成分进行分析和表征;通过析氢试验来考察样品的耐腐蚀性能;并将双层包覆的铝颜料添加到PVC树脂中,研究铝颜料对PVC树脂的拉伸性能和硬度的影响。结果表明:表面包覆质量分数约10%的SiO2和4%的A12O3,室温条件下,反应时间为4 h,Al2O3能够在铝颜料表面形成表面光滑、致密的包覆层,在浓度为0.5 mol/L的盐酸中,缓蚀效率达84.6%;添加0.10%(质量分数,下同)铝颜料,PVC树脂的拉伸强度提高45.77%,断裂伸长率提高46.55%,硬度提高27.05%;添加0.15%铝颜料时PVC树脂的光泽度有89.7Gs.     

镍-钴合金镀钢带及其制成的锂电池钢壳的耐腐蚀性能

用于锂电池壳体制备的预镀镍工艺会使钢壳表面有大量裂纹,耐蚀性下降。通过3种方式在钢带上镀覆镍-钴合金层,并冲压制成电池钢壳,采用扫描电镜(SEM)、能谱、X射线衍射(XRD)、电化学测试、中性盐雾试验、硫酸铜点滴试验研究了镀覆钢带和电池钢壳的组织结构和耐腐蚀性能。结果表明:电镀2μm镍-钴合金层经700℃热处理3 h后再加镀2μm镍-钴合金层制备的钢带表层致密均匀,加镀的薄膜封闭了热处理后晶粒间存在的位错等缺陷产生的针孔,具有良好的耐腐蚀性能;电镀4μm镍-钴合金层经700℃热处理3 h制备的钢带冲压而成的电池钢壳表面裂纹少且细小,裂纹处为镍/钴/铁固溶体,耐腐蚀性能明显优于其他2种方式制备的钢壳。     

A simple route to electrophoretic deposition of transition metal-coated nickel oxide films for electrochemical capacitors

Nickel hydroxide films coated with transition metals such as nickel and cobalt were fabricated directly by a one-step electrophoretic deposition (EPD) in the presence of charging additives (transition metal salts). A nickel hydroxide particle with a weakly charged surface in an isopropanol solution was found to be detrimental to EPD and dispersion. When a small amount of charging additive was added to the suspension, the adsorption of dissolved metal ions on the nickel hydroxide resulted in a more positively charged particle surface, facilitating EPD and dispersion. When nickel hydroxide particles migrated to the negative electrode during the EPD process, the metal ions adsorbed on the particle were reduced electrochemically to form a metal layer. The as-deposited nickel hydroxide film converted to nickel oxide following heat treatment at 300 °C. Our results revealed that nickel oxide films coated with nickel and cobalt showed better capacitive behavior than the bare film. The improved capacitive behavior was attributed to the co-deposition of transition metals, which provided additional active sites on the nickel oxide surface for the electrochemical reaction to occur.     

无机复合涂层对CB2铁素体耐热钢在650℃水蒸气中的防护

采用物理共混工艺制备无机硅酸盐复合涂层,研究其对ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB(CB2)铁素体耐热钢在650℃水蒸气中氧化的防护。结果表明,CB2钢在650°C水蒸气中的氧化严重,氧化过程分段遵循抛物线规律,生成了双层非保护性Fe₂O₃氧化膜。涂装无机硅酸盐复合涂层使CB2钢的氧化速率显著降低,涂层还具有良好的抗热震性能。在涂层与基体钢的界面处生长一层厚度约2 μm的富铬氧化层,使合金的抗氧化性能提高。     

Use of a polymer-treated mineral pigment in paper coatings

Mineral particles intended for the coating of paper and board were surface-treated with a copolymer based on styrene and acrylic acid. The mineral pigment used was ground CaCO₃. The polymer was grafted to the mineral by first adsorbing the acrylic acid to the surface and then allowing this monomer to take part in the polymerization with the styrene. The grafting was performed in the aqueous phase, which was considered to be a prerequisite. The surface treatment of the mineral particles markedly improved the surface strength of papers coated with these pigments. This was interpreted as being a result of improved compatibility between the surface-treated pigment and the synthetic binder used in the coating layer. The surface treatment caused some decrease in the gloss of the coated papers but appeared otherwise not to impair important properties of the coated product. To some extent the surface treatment was also applied to kaolin particles. An improvement in the surface strength of papers coated with the modified particles was also observed with this pigment.Originally presented in part at the TAPPI Coating Conference, Montreal, Quebec, 19–22 May 1991.