二氧化硅气凝胶复合材料可重复使用性能研究

为研究二氧化硅气凝胶复合材料可重复使用性能,根据二氧化硅气凝胶复合材料的实际使用情况,对二氧化硅气凝胶复合材料在400℃下单面加热10次,每次保温1800s,通过对其质量损失率、尺寸收缩率、隔热性能、微观结构变化进行监测的手段对二氧化硅气凝胶复合材料在400℃下的稳定性进行评价。结果表明,经过10次单面加热的二氧化硅气凝胶复合材料表现出了优异的稳定性能,其中质量损失率、XYZ方向尺寸收缩率、常温热导率、高温热导率以及微观结构变化都非常小。综合来看,二氧化硅气凝胶复合材料在400℃下单面加热10次的使用条件下能够安全使用。     

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。     

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。     

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.     

闭孔泡沫铝吸声性能的影响因素

利用熔体转移发泡法制备闭孔泡沫铝,从孔径大小、打孔率、背后空腔以及背后贴膜方面对其吸声性能进行研究.结果表明:孔径大的闭孔泡沫铝吸声系数要远好于孔径小的闭孔泡沫铝的吸声系数;打孔后闭孔泡沫铝吸声系数有了明显的提高,当分别打孔0.5%、1%和2%N,闭孔泡沫铝最高吸声系数从0.42分别增加到了0.53、0.75和0.96;打孔闭孔泡沫铝背后加空腔吸声曲线都表现出明显的亥姆霍兹共振器吸声特性,且随空腔厚度的不断增加,低频吸声系数逐渐增加,高频吸声系数逐渐降低,最高吸声系数向低频迁移;背后贴膜闭孔泡沫铝吸声特性曲线出现峰值吸声特征消失的现象,表现出吸声系数随频率增加而增加的特性.     

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。     

纤维增强气凝胶柔性隔热复合材料的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,酸碱催化两步法配制溶胶,浸渍柔性纤维毡后进行超临界干燥制备柔性隔热复合材料.研究表明,随着超临界干燥溶胶之前老化时间的延长(1 h～7 d),复合材料在600℃下的抗拉强度变大(0.13～0.21MPa),红外光谱分析确定是由于其水解程度变大.复合材料中的纯气凝胶比表面积为209.8 m2/g,平均孔径为18.8 nm.场发射扫描电镜照片表明气凝胶很好地填充于纤维之间,避免了纤维与纤维的接触.从而柔性复合材料具有低热导率,120、500℃下分别为0.019、0.054 W/m·K.     

常压干燥法制备过程中衬底类型对二氧化硅气凝胶薄膜形貌的影响

采用常压干燥法,在Ti、SiO₂、GaN、Al和Si 5种衬底上制备二氧化硅气凝胶薄膜,研究衬底类型对二氧化硅气凝胶薄膜形貌的影响。通过XPS法检测二氧化硅气凝胶薄膜与衬底之间的界面结合。采用椭偏仪结合反射光谱拟合的方法对二氧化硅气凝胶薄膜的折射率进行测量。通过原子力显微镜和场发射扫描电镜对二氧化硅气凝胶薄膜的表面及截面形貌进行观测。结果表明,二氧化硅气凝胶薄膜的形成会导致Al衬底表面Al-O中心峰产生0.07 eV的偏离,以及Ti衬底表面Ti 2p_3/2中心峰0.43 eV的偏离。这表明Al衬底和Ti衬底与二氧化硅气凝胶薄膜之间形成了某种化学键。同时,折射指数测量显示,Ti衬底表面形成的二氧化硅气凝胶薄膜折射指数最低(1.17),平均孔隙率(63.8%)比硅衬底表面形成的二氧化硅气凝胶薄膜孔隙率(57.2%)要高。衬底类型对二氧化硅气凝胶薄膜形貌的影响与不同衬底的亲水性有关。由于Ti衬底亲水性最佳,更多的颗粒在Ti衬底表面形核和长大,导致其上制备的二氧化硅气凝胶薄膜具有更大的表面粗糙度,以及更大的颗粒和孔径。     

高分子纤维增韧SiO_2气凝胶复合材料的制备

以正硅酸乙酯为硅源,乙醇和水为溶剂,芳纶纤维为增强相,通过溶胶凝胶及常压干燥等步骤,实现了芳纶增韧SiO_2气凝胶复合材料的非超临界制备.采用扫描电镜、吸附-脱附等分析手段及热导率测试对所得气凝胶样品进行结构分析和性质表征.结果表明,调节反应体系的各反应参数可以获得具有不同外形、密度及热导率的复合材料;所得气凝胶平均孔径约为10～20 nm,比表面积可达1000 m~2/g,可望在隔热材料等领域得到应用.     

常压制备低密度高比表面积SiO_2气凝胶的工艺研究

以正硅酸乙酯、乙醇、去离子水、盐酸和氨水为原料制备出SiO_2凝胶后,经老化、表面改性、溶剂置换工艺,再通过常压干燥制备出SiO_2气凝胶,研究了表面改性及溶剂置换工艺对SiO_2气凝胶性能的影响.结果表明,随着表面改性次数和改性剂浓度的增加,气凝胶的密度和比表面积降低;溶剂置换对气凝胶的密度和比表面积影响不大.通过优化的工艺制备出的SiO_2气凝胶具有疏水性,与水的接触角约为118°,密度为0.124 g/cm~3,孔隙率94.3%,平均孔径为23.3 nm,比表面积712 m~2/g.     

超薄金属纤维复合膜材料的低频吸声性能

本文针对限域空间（≤5mm）噪声防护对超薄吸声结构的重大需求,以不锈钢纤维毡为原料,利用低温烧结技术制备了由不锈钢纤维多孔材料和金属薄膜组成的复合膜材料。利用B&K声学测试平台对复合膜材料进行频率范围在50~1000Hz之间吸声系数的测试,分析了结构参数对复合膜材料吸声性能的影响规律。结果表明,通过分别研究金属纤维多孔材料的孔结构（孔径、丝径、烧结结点）及金属薄膜的层数对复合膜材料吸声性能的影响规律,发现在频率为50~1000Hz的范围内,超薄复合膜材料的最优结构为金属纤维多孔材料按照细丝径、小孔面向声源,粗丝径、大孔在后的顺序排列,材料内部复合铜箔可有效提高材料在低频处的吸声性能。     

组合形式对打孔闭孔泡沫铝板吸声效果的影响

将不同打孔率、厚度、打孔方式的闭孔泡沫铝板与玻璃棉进行组合,使用驻波管吸声测试仪进行吸声系数测试,研究组合形式对闭孔泡沫铝板吸声效果的影响。结果表明,通过对吸声峰值、降噪系数、半峰宽值的计算和比较可以看出,吸声峰值在低频的试样在前、峰值在高频的试样在后的组合形式有利于吸声,出现两个吸声峰,降噪系数和半峰宽值也都大大提高;打孔闭孔泡沫铝板与玻璃棉的组合使峰值略有提高,但性能总体的改变不大,而玻璃棉本身易造成环境污染,因此,该种组合不适于在吸声领域应用。     

Sound absorption performance of various nickel foam-base multi-layer structures in range of low frequency

Commercial 3D reticular nickel foam and its composite structure were investigated on the sound absorption at 200-2000 Hz. The absorption performance of foam plates 1-5 layers (1-layer thickness: 2.3 mm; porosity: 89%; average pore-diameter: 0.57 mm) was found to be poor, and could be improved by adding backed cavum or front perforated thin sheet. The absorption coefficient could reach about 0.4 at 1000-1600 Hz for the composite structure of 5-layer foam with a backed 5 mm-thick cavum, and even 0.68 at about 1000 Hz for that of 2-layer foam with the same cavum and a perforated plate closely in front of the foam.     

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.     

Sound absorption of several various nickel foam multilayer structures at aural frequencies sensitive for human ears

Using the three-dimensional reticular nickel foam as experimental material, the sound absorption performance was investigated for several various multilayer structures in the frequency range of 2000–4000 Hz, which is aurally sensitive for human ears. The results showed that the 7.5 mm-thick foam sample, which was formed by piling of 5-layer foam plate (thickness: 1.5 mm; porosity: 96%; average pore-diameter: 0.65 mm) could exhibit an excellent sound absorption effect at 4000 Hz, with the absorption coefficient about 0.8. Constituting alternate air gap with the total thickness of about 18.5 mm can greatly improve the absorption performance at relatively low frequencies of 2000–3150 Hz, with the absorption coefficient up to about 0.5 or more. In addition, the research showed that alternate piling up the perforated plate inside the foam plates can also achieve a quite good effect of sound absorption at relatively low frequencies.     

W-Ni/Yb2O3复合材料的制备及烧结性能研究

本文首先采用化学镀获得Ni-Yb2O3复合粉体,然后通过机械球磨制备了不同成分的W-（0.2、0.5、1、2）wt% Ni/Yb2O3复合粉末,最后在1600℃下烧结3h获得了W-Ni/Yb2O3复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究分析了Ni-Yb2O3复合粉体形貌、W-Ni/Yb2O3复合材料表面形貌。测定了W-Ni/Yb2O3复合材料相对密度、显微硬度和热导率。实验结果表明,W-Ni/Yb2O3复合材料的相对密度和显微硬度随着Ni-Yb2O3含量增加而增加,Ni-Yb2O3的加入促进了钨基材料的烧结致密化;同时,添加Ni-Yb2O3复合粉使钨基材料的晶粒得到细化,但对钨基材料导热性起到降低的作用。     

Non-isothermal microwave leaching kinetics and absorption characteristics of primary titanium-rich materials

The non-isothermal leaching kinetics of primary titanium-rich material by microwave heating was investigated, and the temperature-pressure curves of leaching system and microwave absorption characteristics of mixture solutions before and after leaching were measured. The research of non-isothermal kinetics was evaluated by the leaching rate of Fe and the total apparent velocity equation of the non-isothermal kinetics of leaching for primary titanium-rich material by microwave heating was obtained. It is shown from the temperature-pressure curves that the high temperature and high pressure of closed leaching system are favorable to the enhancement of the leaching rate of Fe. Microwave absorption characteristics of mixture solutions before and after leaching show that there are abrupt changes of microwave absorption characteristics for 15% HCl solution and the mixture solution after leaching by 20% HCl.     

Influence of composition on friction-wear behavior of composite materi-als reinforced by brass fibers

In the study, for the composite materials reinforced by brass fibers, the influence of dominant ingredients, such as organic adhesion agent, cast iron debris, brass fiber, and graphite powder, on the friction-wear characteristics was investi-gated. The friction-wear experiment was carried out on the block-on-ring tribometer MM200. The worn surfaces of the fric-tion pair consisting of the composite materials and grey cast iron HT200 under dry sliding friction were examined using scanning electron microscope (SEM), energy dispersive analysis (EDX) and differential thermal analysis-thermogravimetric analysis (DTA-TAG). The experimental results showed that the friction coefficient and the wear loss of the composite ma-terial increase obviously with the increase of cast iron debris content, but decrease obviously with the increase of graphite powder content, and increase a little when the mass fraction of brass fiber was over 19%, and the orientation of brass fiber has obvious influence on friction-wear prop     

碳纤维对铜-石墨复合材料性能的影响

根据目前电力机车受电弓滑板应用的背景研究了在铜 石墨复合材料中加入碳纤维后对复合材料滑动电接触性能的影响。详细研究了碳纤维的加入量、排列、分布对复合材料密度、电阻率、冲击性能的影响规律 ,并通过与传统滑板性能比较来验证它是一种既具有优良滑动接触性能又具有优良导电性能和一定强度的新型滑动电接触复合材料。