液相烧结碳化硅喷雾造粒工艺控制

阐述了液相烧结SiC陶瓷喷雾造粒过程中的相关制备工艺,研究了浆料的特性、干燥温度、喷雾压力等因素对粉体性能的影响.并通过实验总结出一套合理的工艺参数,制备出球形实心颗粒粉料.粉料的松装密度0.88 g/cm3、休止角33.5°、平均粒径50μm,具有良好的流动性及快速填充性,可直接用于干压成型.     

水基喷雾液相烧结SiC陶瓷造粒粉制备工艺

对SiC液相烧结陶瓷预混粉料的水基喷雾造粒工艺进行研究。通过对AlN进行表面修饰保护,AlN-Y2O3液相烧结SiC粉料可在水基中进行喷雾造粒,研究不同粘结剂种类、含量对浆料的黏度、粗粉得率的影响。结果表明:碱性粘结剂可降低浆料黏度,中性粘结剂使浆料黏度增高,但粗粉得率均随粘结剂含量增高而改善。喷雾后得到球形实心颗粒粉料,平均粒径50μm,具有良好的流动性及快速填充性,可直接用于干压成型。     

二氧化硅喷雾造粒粉体的热处理工艺研究

研制了一种以SiO2为基体的高温可磨耗封严涂层,为了改善二氧化硅喷雾造粒粉体的性能,研究了热处理工艺对粉体松装密度、流动速度及粒度分布的影响。结果表明,热处理过程中伴随着SiO2颗粒的烧结,热处理温度对粉体性能的影响较热处理时间更为显著,随着温度的升高,喷雾造粒SiO2球逐渐烧结,粉体粒度减小,松装密度增加,流动性提高,采用1000～1050℃、30～60min的工艺对粉体进行热处理能够获得最优的粉体性能。     

Ti-Co-B4C复合粉体喷雾造粒浆料的流变特性研究

研究了分散剂(A15)、粘结剂(PVA)及固相含量等流变学因素对Ti-Co-B4C复合粉体喷雾造粒粉体流动性和松装密度的影响.结果表明:A15的加入,增大了浆料zeta电位的绝对值,能够有效的分散浆料.在相同的剪切速率下,浆料的粘度随着A15的添加先增大再减小,过低A15的添加起不到分散浆料的目的,而过量添加A15会提高浆料的pH值,对浆料的稳定性和喷雾造粒粉末成型不利;在一定的剪切速率下,浆料的粘度随着PVA的添加先增大再减小然后又增大,过低PVA的添加会降低喷雾造粒粉末的流动性,而PVA的过量添加导致浆料的粘度出现失稳状态,影响浆料的流动性.相反,在一定的剪切速率下,浆料的粘度随着固相含量的增加而增大,而过低的固相含量不利于浆料的稳定性和喷雾造粒粉末的成型性,过高的固相含量有害于浆料的流动性和喷雾造粒的顺利进行.但是所有复合粉体的浆料都具有剪切变稀的特性,有利于其喷雾造粒.综合分析得出:当固相含量为浆料质量的35%,A15和PVA为固相粉末质量的0.5%和2.5%时,浆料具有合适的粘度和良好的分散稳定性.所获喷雾造粒粉末为球形或近似球形,具有较高的松装密度和良好的流动性,满足后续反应喷涂的要求.     

粉料粒度对氮化硅陶瓷性能的影响

用球磨的方式将平均粒径为6.46μm的β-氮化硅原料粉细化为不同粒度的亚微米级起始粉料,加入适宜的添加剂,以无压液相烧结的方法研究起始粉料粒度对氮化硅陶瓷的强度、硬度等机械性能的影响。用扫描电镜、X射线衍射等方法测试分析试样的显微结构、相组成等。结果表明,试样密度、强度、硬度等均随起始粉料粒度的减小而增大;试样显微结构显示了烧结体晶粒尺寸随起始粉料粒度的减小而减小,且粒度小的试样烧结的晶粒均匀、致密;烧结后试样的物相主要是β-氮化硅和少量黄长石,粉料的粒度对烧结后样品的物相没有影响。     

绝缘封接粉体造粒颗粒特性的研究

采用压力式喷雾干燥法对封接玻璃浆料进行喷雾干燥造粒,研究了喷雾干燥的压力、喷嘴孔径大小、浆料的固液比和粘结剂的含量与造粒后粉体颗粒粒径分布的关系.研究表明,浆料固体含量越高,粘度越大,平均粒径变大越明显;喷雾干燥压力增加,浆料流量变大,造粒后粉体颗粒的中位径和松密度下降;喷嘴孔径增加,造粒粉体的颗粒度显著增大,流动性增加,但松密度下降.     

电子玻璃粉体颗粒特性与造粒工艺参数的关系

将喷雾干燥法造粒应用于电子玻璃产品的生产中,采用压力式喷雾干燥法对电子玻璃浆料进行喷雾干燥造粒,研究了喷雾干燥的压力、喷嘴孔径大小、浆料的液固比和粘结剂的含量与造粒后的粉体颗粒粒径分布的关系。研究表明,含固量越高,黏度越大,平均粒径明显增大;喷雾压力适中,喷嘴孔径为0.7 mm时,可得到流动性良好,松密度适中的干燥物体。     

挤出成型用喷雾造粒氧化铝粉料

用氧化铝溶胶为结合剂,采用喷雾干燥技术制备球形粉料．粉料形貌受干燥热空气的温度和颗粒尺寸的影响,降低空气温度和减小颗粒尺寸有利于获得具有完整球形的粉料．造粒的粉料;分别经８００～１６００℃煅烧得到不同热处理的粉料．用ＸＲＤ,ＴＧ－ＤＴＡ分析了氧化铝溶胶和造粒粉料的相组成和相变化,ＳＥＭ观察了粉料形貌,单侧加压干压法评估了粉料抗破坏性,结果表明,氧化铝溶胶不仅起到常规粘合剂的作用,而且对喷雾造粒的氧化铝颗粒起到促烧结作用,使粉料经１２００～１３００℃的低温煅烧下即可获得良好的抵抗外力破坏能力,适用于挤出成型制备多孔支撑体。     

喷雾造粒ZrO2粉料坯体性能的研究

以喷雾造粒ＺｒＯ２粉料为研究对象,通过对粉料的压力－密度曲线及坯体的ＳＥＭ显微结构分析,发现喷雾造粒粉料的粒度分布对坯体密度的影响较小,颗粒强度的大小是获得均匀的坯体结构的关键,颗粒的强度与其大小及环境湿度有关,因此颗粒适当的增塑及去除大颗粒均有利于坯体显微结构的改善。     

喷雾造粒ZrO2粉料坯体性能的研究

以喷雾造粒 ＺｒＯ_２粉料为研究对象,通过对粉料的压力－密度曲线及坯体的 ＳＥＭ显微结构分析,发现喷雾造粒粉料的粒度分布对坯体密度的影响较小;颗粒强度的大小是获得均匀的坯体结构的关键,颗粒的强度与其大小及环境湿度有关,因此颗粒适当的增塑及去除大颗粒均有利于坯体显微结构的改善．     

原位裂解碳对氮化铝基微波衰减陶瓷性能的影响

碳材料具有优异的吸波性能, 但是难以在陶瓷基体中均匀分散。本研究通过酚醛树脂裂解的方法在氮化铝陶瓷基体中引入碳, 研究了酚醛树脂的添加量对氮化铝陶瓷烧结性能、微观形貌、导热性能和介电性能的影响。研究发现, 酚醛裂解形成的碳能够有效促进氮化铝陶瓷的致密化进程, 降低烧结温度。当酚醛树脂含量为3wt%, 1700℃烧结后陶瓷的致密度达到99.26%。此外, 裂解碳的引入能够显著提高材料的导热性能, 并在材料的气孔中和氮化铝的晶界处形成碳膜, 从而显著提高材料的介电性能。当酚醛树脂含量为6wt%时, 材料热导率达135.1W/(m·K), 在X波段的介电损耗为0.3, 表明材料具有良好的微波衰减能力, 有望应用于大功率的微波电真空器件中。     

改性酚醛树脂制备工艺参数的研究

以苯酚、甲醛为原料,NazCO3为催化剂,利用正硅酸乙酯(TEOS)改性酚醛树脂.讨论了工艺参数对制备改性酚醛树脂的影响.结果表明:增加缩聚反应时间或提高催化剂Na2CO3的质量百分含量,改性酚醛树脂的固含量和残碳率不断提高,其黏度也随着增大;增加TEOS的质量百分含量,改性的酚醛树脂固含量和残碳率的数值先变大后变小,当TEOS的质量百分含量为1.2%时,其固含量和残碳率的数值为最大值;而酚醛树脂的黏度总随着TEOS的质量百分含量的增加而增大.     

原位同生法制备纳米铜改性酚醛树脂

利用新发明的原位同生法成功地制备了摩擦材料用纳米铜改性酚醛树脂。经过X射线衍射分析证实，利用该方法制备的树脂中含有单质铜。用透射电子显微镜表征了铜粒子的形貌：呈球形，粒径为10nm～40nm。通过热重分析和冲击试验，对合成树脂的热性能和韧性进行了研究。结果显示，制备树脂的初始分解温度和半分解温度随纳米铜含量的增加先升高后降低，在含量为7％时分别达到最大值；制备树脂基摩擦材料的冲击强度随纳米铜含量的增加先增大后下降，在含量为5％时达到最大值。建立了纳米铜粒子与酚醛树脂相互作用的物理模型，并分析了纳米铜提高酚醛树脂热性能和韧性的机理。     

气流粉碎B4C粉末的掺碳活化烧结研究

开展了气流粉碎B₄C粉末(比表面积2.53m²/g)的掺碳烧结实验,研究了掺碳剂种类、掺碳量、烧结温度、比表面积等对B₄C烧结密度的影响。结果表明,掺碳显著促进B₄C的烧结;在炭黑、葡萄糖和酚醛树酯三种掺碳剂中,掺入酚醛树酯可以获得最高的烧结密度;并且最佳的掺碳量为3％～5％C,B₄C+3％C(酚醛树酯)分别经2200和2250℃烧结后的密度为92.1％TD和94.4％TD,若采用振动球磨B₄C粉末(8.30m²/g)进行掺碳烧结实验,则可使2200℃的烧结密度提高到95.6％TD。     

Fabrication and Properties of SiB6-B4C with Phenolic Resin as a Carbon Source

Si-B-C ceramic composites were synthesized using SiB6, B4C, and phenolic resin as a carbon source by pressureless sintering in an Ar atmosphere. Then, the Si-B-C ceramic composites were fabricated to determine their potential for applications as high hardness and high temperature composites. The X-ray diffraction patterns of sintered bodies of SiB6-B4C with carbonized phenolic resin can be seen that SiB6 and C changed to B4C and SiC. In this study, it is obtained that carbonized phenolic resin is good addition material as a reaction material comparing to carbon powder at 1683 K for 1 h by pressureless sintering in an Ar atmosphere.     

竹炭/酚醛树脂复合导电材料的制备与性能

以碳化温度为900 ℃的竹炭为导电骨料、 酚醛树脂为黏结剂、 炭黑为添加剂, 采用模压成型法制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料。考察了竹炭的粒度、 酚醛树脂用量、 炭黑用量、 成型压力及固化温度等工艺因素对竹炭/酚醛树脂复合导电材料导电性和抗弯强度的影响。结果表明: 随着酚醛树脂用量的增加, 复合材料的抗弯强度增大, 电导率先增大后减小; 增加成型压力可同时提高复合材料的电导率和抗弯强度; 增大竹炭粉粒的粒径、 增加炭黑用量、 提高固化温度有利于改善复合材料的导电性, 但会不同程度地改变复合材料的力学性能。制备竹炭/酚醛树脂复合导电材料的最佳工艺条件为: 竹炭粒度≤75 μm, 树脂用量30%, 炭黑用量7.5%, 成型压力280 MPa, 固化温度180 ℃。      

酚醛树脂/TiC/石墨复合材料双极板的性能分析

以改性酚醛树脂(PF)、TiC和石墨粉(EG)作为原料,通过一次模压成型工艺制备一种质子交换膜燃料电池复合材料双极板,并借助扫描电镜表征了复合材料的微观结构。研究了酚醛树脂的含量、成型压力以及TiC的含量对复合材料导电性能、力学性能的影响。实验结果表明:随酚醛树脂含量的增加,导电性能降低,力学性能升高;随成型压力的增大,导电性能和力学性能都呈升高趋势;随TiC含量的增加,力学性能增强,导电性能呈先增大后减小的趋势。当酚醛树脂和TiC质量分数各为10%,成型压力为60MPa时,所得复合材料弯曲强度>36MPa,抗压强度分别>30MPa,体积电导率>150S/cm。     

Study on the interface of phenolic resin/expanded graphite composites prepared via in situ polymerization

Phenolic resin/expanded graphite (EG) composites were synthesized via in situ condensation polymerization of the monomers in the presence of foliated graphite. SEM observation showed that the graphite flakes were well dispersed in the phenolic resin matrix. The electrical conductivity of the composites was investigated as a function of the foliated graphite fraction. The composites containing graphite sheets exhibited an electrical conductivity percolation threshold with 3.2 wt% graphite content in polymer matrix. Inverse gas chromatography (IGC) measurements were carried out to characterize the surface of the foliated graphite before and after condensation polymerization of phenolic resin using a series of both non-polar and polar acid–base probe gases. The data obtained indicated that the character of graphite surface changed after the polymerization of phenolic resin. The dispersive component of surface free energy decreased greatly. Before polymerization the graphite surface is predominantly acidic while the surface turns to basic after polymerization. The increased polarity of surface contributed to the stronger interactions between graphite and phenolic resin and the fine dispersion of expanded graphite in the matrix, and resulted in the low conductivity percolation threshold.     

Raman spectroscopic investigation of the woodceramics derived from carbonized tobacco stems/phenolic resin composite

Woodceramics samples derived from carbonized tobacco stems and different contents of phenolic resin, using different carbonization temperatures have been investigated by Raman spectroscopy. It was found that the full width at half maximum (FWHM) and the R-value decreased with an increase of the carbonization temperature and the content of phenolic resin. And the crystallite size L_a of these samples show low microcrystalline size, i.e. L_a varying between 1.85 and 5.40 nm. The results obtained indicate that 973 K is the turning point temperature for the preparation of woodceramics. The results of Raman spectra were confirmed by SEM results of the woodceramics.