消声涂层的吸声性能

在选择合适的涂层基体的基础上,研究了在基体中掺入无机粉体填料的涂层的吸声系数.实验结果表明不同的材料基体、涂层填料的种类、粒径、形状极大地影响了消声涂层的吸声性能.同一种填料,用量增加,吸声系数升高.对材料组成进行优化后,合成了平均吸声系数达92.6%的样品.     

水性纳米复合散热降温涂料的制备及其性能研究

以水性有机硅树脂为基料,采用SiC为填料制备了水性散热降温涂料。实验考察了SiC填料的添加量、粒径以及涂层厚度等因素对涂层散热性能的影响;同时对涂层的耐热性能和电绝缘性能作了研究。结果表明,当SiC填料的粒径为60nm,用量为基体质量的30%,涂层厚度为42μm时,散热涂层的降温温差最大,为11.5℃;另外,涂层的SEM照片显示,在SiC填料用量为基体质量的30%时,相对于微米SiC填料,纳米SiC填料分散均匀且填料彼此间粘结更为紧密;利用TGA测试显示,在SiC用量为基体质量的30%时,涂层在200℃下的热失重在0.4%以内,都能在200℃高温下长期使用;介电常数测试表明,在SiC用量为基体质量的30%时,涂层的介电常数都不超过6.0,表现出良好的介电性能。     

PTFE增强氟碳复合涂层在多环境下的摩擦学和耐腐蚀性能

以三氟氯乙烯/四氟乙烯-烷基乙烯基醚/酯(FEVE)为基料,使用3种不同粒径的聚四氟乙烯(PTFE)作为润滑防腐填料,采用喷涂法及室温固化在样片表面制备了兼具减摩和耐腐蚀功能的氟碳复合涂层材料。通过力学性能测试对复合涂层的硬度和粘附力进行评价。通过多功摩擦磨损试验机测试涂层在干摩擦以及水、油润滑环境下的减摩性能并进行分析。通过涂层浸泡实验和扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层的耐腐蚀性能进行表征和分析。结果表明,适量的PTFE可以有效降低氟碳复合涂层的摩擦因数,当PTFE与FEVE的质量比为4.5∶3时,涂层在干摩擦、水润滑时的摩擦因数分别为0.067、0.062,与纯FEVE涂层相比分别降低了85%和92%。此外,当PTFE粒径为5μm时,涂层在油润滑条件下摩擦因数仅为0.055,同时复合涂层具有优异的耐腐蚀性能。     

W粉含量对发动机Ti5111合金表面MAO涂层组织和摩擦性能的影响

为了提高发动机Ti5111合金表面微弧氧化涂层的摩擦性能,利用共生沉积工艺并通过高温作用使W粉扩散到MAO涂层内,通过实验测试的手段观察W粉含量对其组织和摩擦性能的影响。研究结果表明:MAO涂层先发生厚度和表面粗糙度线性增加,之后达到一个较为平缓阶段。加入少量的W粉后,出现了熔融烧结,在涂层上颗粒数量也发生了降低。当加入W粉含量为6 g/L时得到了许多较小的微孔,微孔个数发生降低。不加W粉下,在MAO涂层内主要存在锐钛矿、金红石、氧化钛。逐渐提高W粉量后,W相形成的衍射峰强度升高。加入少量的W粉时,相对基体试样都发生了摩擦系数降低。W粉含量为6 g/L时,摩擦系数相比原始MAO涂层降低了14%左右。未加入W粉时制得的MAO涂层出现了机械啮合,发生了明显的塑性变形;添加少量W粉时发生了大量W粉脱落的情况,达到了更高磨损率并产生了明显犁沟效应。     

超疏水低发射率PDMS改性环氧树脂/Al复合涂层的制备及性能表征

以片状Al粉为功能颜料，纳米SiO₂为微纳结构改性剂，聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性环氧树脂(HYSZ)为黏合剂，采用简单的玻璃棒刮涂法制备了一种同时具有超疏水和低红外发射率性能的复合涂层。探讨了PDMS和HYSZ质量比、总填料添加量及片状Al粉和纳米SiO₂质量比对涂层性能的影响规律。结果表明：PDMS和HYSZ质量比对涂层附着力和疏水性能具有重要影响，当质量比为1∶9时，涂层具备良好的疏水性能，其附着力可达1级。总填料添加量对涂层性能影响明显，随着总填料添加量的增加，涂层发射率和光泽度可明显降低。当总填料添加量为50%时，涂层表面可产生明显的乳突状微纳粗糙结构，从而可明显提升涂层的疏水性能。片状Al粉和纳米SiO₂质量比会明显影响涂层的发射率和疏水性能，当质量比为5∶5时，涂层可具备良好的综合性能。此时涂层发射率可低至0.652,光泽度和附着力分别为2.7和1级，水接触角和滚动角分别为152°和8°。通过适当降低涂层表面能及在涂层表面构筑微纳粗糙结构可实现涂层超疏水、低发射率和高附着力的兼容。     

工艺参数对浅色复合导电涂料导电性能的影响

利用导电云母粉与醇酸树脂复合制备了一种浅色复合导电涂料,讨论了导电填料含量、偶联剂种类及含量、固化工艺以及涂层厚度等工艺参数对涂料导电性能的影响.结果表明,加入60%～65%导电云母粉,钛酸酯偶联剂NTG401用量为5%,涂层在50℃条件下烘烤2d,涂层厚度在120μm左右,涂料的导电性能较好,表面电阻率达到103Ω·cm-2.     

玻璃纤维表面化学镀Ni-P合金涂层的研究

采用化学镀工艺在玻璃纤维表面包覆一层Ni-P合金涂层,用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、热震实验对涂层的形貌、组成、结构和性能进行了表征.结果表明,玻璃纤维表面化学镀Ni-P合金涂层由直径为0.1～1μm的颗粒所组成,涂层厚度约为1～1.5μm.涂层与玻璃纤维之间的结合力好,电阻率达到1.25×10-3Ω·cm.化学镀玻璃纤维具有较好的导电性,可作为制备导电高分子材料的填料.     

环氧树脂/二硫化钼纳米复合涂层的疏水及摩擦学性能研究

通过喷涂制备了环氧树脂/二硫化钼纳米复合涂层,并使用聚四氟蜡粉末改善了复合涂层的疏水性能及摩擦学性能。探讨了聚四氟蜡填料的含量对纳米复合涂层的疏水性能及摩擦学性能的影响。同时改变摩擦条件,研究复合涂层的摩擦性能。结果表明,环氧树脂/二硫化钼纳米复合涂层体现出良好的疏水性能和优异的摩擦学性能。     

有机硅耐高温涂料的防腐蚀性能研究

以有机硅树脂为成膜物,制备出一种具有良好耐热性和耐蚀性,在500℃下可长期使用的耐高温防腐蚀涂料.研究了氧化铁红粉,复合磷酸锌粉,TiO_2粉对涂层性能的影响.结果表明,3种填料均能提高涂层的耐水性及耐盐水性,其中,复合磷酸锌粉的效果最为明显,且随着复合磷酸锌粉加入量的增加,涂层的耐水性及耐盐水性得以进一步提高.当磷酸锌粉的加入量为15%时,涂层可耐500℃高温,并具有较好的防腐蚀性能.     

多层复合型电磁屏蔽涂料的研究

涂层结构及厚度直接影响所制备涂料的屏蔽效能。本文使用不同材料作为填料制备涂料后,同改性镍涂料进行层状复合,对获得涂层的电磁屏蔽性能进行了研究。实验证明复合方法可以提高涂料的电磁屏蔽效能。     

CPR/NR和高性能填料对复合摩擦材料力学性能的影响

通过干法热压成型工艺制备性能优异的复合摩擦材料,研究了高性能填料以及改性酚醛树脂与丁腈橡胶质量比(CPR/NR)对复合摩擦材料性能的影响规律。对材料的摩擦磨损性能与力学性能进行了测试,借助热分析仪测试其耐热性能,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜对表面形貌进行了观察和分析。结果表明,复合摩擦材料的密度、压缩强度、压缩模量、硬度随橡胶含量的减少而增加,冲击强度则呈相反的趋势。橡胶含量的减少,树脂比例的增加,使复合摩擦材料的耐热性得到提高,促进了第二接触面的形成,使摩擦系数与磨损率降低。高性能填料含量较低时,材料表面形成大且连续的第二接触面,第二接触面使摩擦系数、比磨损率降低,复合摩擦材料的主要磨损形式为粘着磨损与磨粒磨损;填料含量的增加会阻碍第二接触面的形成,使材料摩擦系数和比磨损率逐渐增大,材料的磨损形式由粘着磨损、磨粒磨损转变为磨粒磨损和疲劳磨损。     

包覆–球磨改性市政污泥制备新型纸包装材料

目的 为了解决我国市政污泥的处理处置以及缓解造纸原材料资源紧缺等问题,提出将市政污泥先用淀粉包覆后再进行球磨改性处理,并作为造纸填料制备纸包装材料的新思路。方法 探究球料比、球磨时间和球磨转速对污泥填料的粒径、Zeta电位,以及制备的纸包装材料性能的影响规律,通过分析其微观形貌和热稳定性,初步探索污泥基纸包装材料的成型机理。结果 实验结果表明,经球磨改性后可以有效减小淀粉包覆后污泥填料的中位粒径,降低其Zeta电位。污泥经淀粉包覆改性后制备的纸包装材料的力学性能得到显著提高,热稳定性更好。结论 市政污泥经淀粉包覆–球磨改性后制备的污泥基纸包装材料是一种理想的包装材料,为市政污泥在包装材料的高值化应用提供了一条新途径。     

新型填料对高摩复合材料摩擦磨损性能影响及机制

采用干法热压成型工艺制备高摩复合材料,研究了基体材料腰果壳油改性酚醛树脂(CPR)与丁晴橡胶(NR)的质量比和新型高性能填料(主要成分为石墨粉Al2O3、MoS2、Fe粉)含量对高摩复合材料摩擦磨损性能的影响规律。在摩擦磨损试验机上测试了高摩复合材料的摩擦磨损性能,利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜对摩擦表面形貌、磨屑进行观察和分析,借助EDS测定摩擦表面成分的变化。结果表明,随着CPR与NR质量比的增加,高摩复合材料的耐热性能、结合性能大幅提高,且具有较好的摩擦磨损性能。当高性能填料含量较低时,磨损表面出现大量连续的真实接触面,磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损;当高性能填料含量较高时,真实接触面积减少,磨损表面剥落严重,并出现较多的裂纹,其主要磨损形式转变为磨粒磨损和疲劳磨损。随着高性能填料含量的增加,摩擦表面的元素从均匀分布逐渐转变为局部富集,磨粒的尺寸逐渐变大。     

甲基硅油微胶囊/聚苯乙烯复合材料及其摩擦学性能

以甲基硅油为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法合成了具有自润滑功能的微胶囊(MCLMs);以苯乙烯(St)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、MCLMs为功能填料通过本体浇注法制备了MCLMs/聚苯乙烯(PS)复合材料。采用扫描电镜、透射电镜、纳米压痕仪表征了MCLMs的表观形貌和壳层硬度,通过高速环块摩擦磨损试验机、热重分析和万能试验机评价了复合材料的摩擦磨损性能、热稳定性能和力学性能,对复合材料的磨损形貌进行了观察。结果表明,添加质量分数为15%的MCLMs复合材料在100 N,50 r/min下的摩擦系数为0.22,磨损率降低92%;MCLMs对聚苯乙烯基体增韧效果显著。     

一种新型短切碳纤维增强纸基摩擦材料研究

以短切碳纤维为增强纤维,采用湿法工艺研制成功一种新型无石棉纸基摩擦材料,采用TG-DTA热分析方法、定速摩擦试验和惯量摩擦研究了摩擦材料耐热性能、摩擦性能和磨损性能.试验结果表明,新研制的炭纤维增强纸基摩擦材料的起始分解温度和失重速率等耐热性能指标优良,动摩擦系数高达0.136～0.149,且摩擦系数稳定,磨损率低,是一种理想的新型无石棉纸基摩擦材料.     

Phosphogypsum Utilization Part III: as Adhesive Filler and Composite Materials

The aim of this work is to make use of phosphogypsum (PG) waste material, which is produced in phosphoric acid and phosphate fertilizer manufactures. A number of wood adhesive formulations based on polyvinyl acetate (PVAc) polymer and phosphogypsum as a filler have been prepared, using different percentages of phosphogypsum, ranging between 5 similar to 20 wt pet. The prepared formulations were tested for adhesion strength and compared with both natural and pure gypsum fillers. The results indicate that PG improves the adhesion strength when 5 wt pet added, and that may be due to filling the porous surface of wood with the fine particles of PG, as well as coating the particles of the filler (PG) with PVAc units. Also, a number of formulations based on urea-formaldehyde polymer have been prepared using phosphogypsum as an active filler in the ratio of 40 similar to 75 wt pct to prepare composite materials used for some decoration purposes and construction. Mechanical, physical, and thermal properties of these formulations were studied. Also, the activation energy was calculated. The results indicate that PG without acid hardener can be used for preparation of composite materials based on urea-formaldehyde between 40 similar to 63.64 wt pct for construction purposes in the humid atmosphere, while between 63.64 similar to 75 wt pct for decoration purposes. The improvement of the physical, mechanical and thermal properties of the composite material may be attributed to the simultaneous hydration hardening action of phosphogypsum and the presence of 0.8% P2O5. These effects act as an active hardener for urea-formaldehyde resin and accelerate the cross-linking and network formation reinforced by the fine dusty inorganic particles of PG. The advantage of this method is to prepare composite material gypsum-urea-formaldehyde, which achieves the utilization of large amount of PG, reducing the price of the main product phosphate, minimizing the pollution and producing new materials which possess high thermal resistance, good mechanical properties and water resistance that are suitable for construction panels.     

Cr3C2-NiCr涂层对水力机械材料耐磨蚀性能影响研究

以水力机械材料中的A3钢为基体材料,选取UDS-200全自动爆炸喷涂系统为喷涂设备,通过不同喷涂功率在A3钢表面喷涂了5种不同孔隙率的Cr₃C₂-NiCr涂层样品。采用FE-SEM和显微硬度计,研究了Cr₃C₂-NiCr涂层样品的表面形貌和显微硬度;通过摩擦磨损试验和中性盐雾腐蚀试验,研究了Cr₃C₂-NiCr涂层样品对水力机械材料的耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,实施摩擦磨损后,Cr₃C₂-NiCr涂层样品表面的磨痕部位比其余部位更为光滑,磨痕呈现清晰的条纹状;Cr₃C₂-NiCr涂层样品的摩擦系数呈现先升高后降低的趋势,升高和降低的波动幅度较小,摩擦系数基本稳定在0.6左右;Cr₃C₂-NiCr涂层属于脆性材料,其质量磨损率与摩擦角度和摩擦速度成正比,而与摩擦温度成反比,孔隙率越高耐磨性能越差;Cr₃C₂-NiCr涂层样品的孔隙率越高,耐腐蚀性能就越差;随着孔隙率的逐渐提升,Cr₃C₂-NiCr涂层样品的失重量和失重速率均不断提升;喷涂层数越多,则Cr₃C₂-NiCr涂层的腐蚀速率越低,耐腐蚀性能越好,能够更好地保护水力机械材料不被介质腐蚀。     

氟化钙和炭纤维混杂增强尼龙复合材料的摩擦学性能和磨损机理

以注塑成型法制备了无机填料氟化钙(CaF2)和炭纤维增强尼龙1010复合材料,采用MM-200型磨损试验机考察了复合材料的摩擦磨损性能。研究结果表明,CaF2和炭纤维的复合添入可显著改善尼龙复合材料的摩擦学性能。其中30％CF～10％CaF2-Nylon的耐磨性能比30％CF-Nylon提高近5倍,而摩擦系数降低了约1／4．CaF2和CF增强尼龙复合材料在摩擦过程中发生了协同效应,CF-CaF2-Nylon在对偶钢环表面上生成富含钙元素的连续薄转移膜。提高了转移膜和对偶间的结合强度以及复合材料耐磨性能．     

孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

碳纤维增强纸基摩擦材料是应用于汽车自动变速器中的一种新型湿式摩擦材料. 在固定原材料配比和含量的基础上, 通过改变摩擦材料厚度, 制备出几种孔隙率不同的碳纤维增强纸基摩擦材料. 采用液体渗透法测试摩擦材料的孔隙率. 利用扫描电镜观察试样形貌. 通过惯量试验机研究孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响. 试验结果表明: 短切碳纤维在树脂基体中均匀分散, 相互桥接, 形成了大小不一的贯穿性孔隙; 随着孔隙率的增大, 摩擦力矩曲线趋于平稳; 动摩擦系数升高, 静摩擦系数降低, 磨损率增大.     

The influence of basic filler materials on the degradation of amorphous D- and L-lactide copolymer

Composite films made of poly L/D copolymer and hydroxylapatite (HA) as filler material were made in two different volume percentages. As references pure copolymer films and composite films with magnesium oxide (MgO) were prepared to serve as strongly basic model filler material. All these materials were immersed in phosphate buffered saline to study the effect of filler materials on the degradation rate of the copolymer. Filled films showed less molecular weight decrease than the unfilled films, while lactate release was higher for the filled films than for the unfilled films. This effect implies that the filler materials influence the degradation mechanism by preventing the occurrence of the autocatalytic effect of the acidic endgroups, resulting from hydrolysis of the polymer chains. The polymer chains at the surface of the material are less protected by the filler materials, which causes a more rapid degradation of these chains and a higher lactate release. At the same time composites seem to show an erosion type of degradation rather than bulk degradation in unfilled materials.This paper was accepted for publication after the 1995 Conference of the European Society of Biomaterials, Oporto, Portugal, 10–13 September.