掺杂TiO2对硅气凝胶高温绝热性能的影响

以TiO2作为红外遮光剂,采用溶胶凝胶工艺,研究了遮光剂添加量、超声功率和时间、pH值等对硅气凝胶性能的影响,从而制备出具有高温绝热性能的硅气凝胶。利用扫描电子显微镜(SEM),BJH比表面积及孔结构测定,红外线光谱分析仪(FT-IR)等手段对所得样品进行表征。结果表明:当TiO2掺量为5%时,表观密度为0.122g/cm3,比表面积497.23m2/g,平均孔径24.8nm,孔隙率高达95%。     

纳米TiO_2@电纺微纳米纤维的制备及热辐射性能

对于高孔隙率纤维材料,提高热辐射遮挡效率是改善其绝热性能的有效途径。采用静电纺丝技术和自组装技术制备出纳米TiO_2@电纺聚偏氟乙烯(PVDF)微纳米纤维,表征了材料的微观形貌和热辐射性能;结果表明:在2.5~25μm红外波长范围内,组装4层纳米TiO_2后PVDF纤维的红外透过率显著降低,其Rosseland平均消光系数从31.9cm~(-1)提高到325cm~(-1)。计算了纤维材料在不同温度下的辐射热导率,发现在230和420K下,组装纳米TiO_2后纤维辐射热导率分别降低到0.011和0.066mW/(m·K),有效改善了纤维材料对热辐射的遮挡性能。     

TiO2掺杂莫来石纤维/纳米SiO2隔热材料的制备和性能研究

以纳米SiO2粉体为基体材料,莫来石纤维为增强体,TiO2为红外遮光剂,采用热压成型法制备了具有一定强度的轻质隔热材料.研究了莫来石纤维添加和TiO2掺杂对隔热材料密度、强度及其在不同温度下的隔热性能的影响.研究结果表明添加莫来石纤维能提高隔热材料的常温耐压强度及其在高温下的隔热性能,遮光剂TiO2的掺杂可以进一步提高...     

基于p-n导电转变的二氧化钛对CO高温感应性能的研究

研究了以金红石TiO2半导体材料为气敏材料的一氧化碳(CO)传感器在600~800℃之间的气敏性能.该传感器在测试温度600~700℃时对20~2000 mg/m3的CO(载气为氮氧混合物且氧气含量为2%~25%)表现出p型电导行为.随着测试温度从600℃升高至700℃,传感器的感应强度迅速下降到接近于1.当温度升高到750℃以上时,传感器再次出现对CO的感应强度并且表现出n型导电行为.随着温度升高到800℃,传感器对CO的n型感应信号进一步增强,表现出良好的高温感应性能.利用交流阻抗谱仪对该TiO2敏感材料的高温导电特性进行了研究,并初步讨论了TiO2在高温下对CO还原气氛的诱导导电性能变化的原因.     

遮光剂掺杂Al2O3-SiO2气凝胶/莫来石纤维毡复合材料的高温隔热性能研究

分别以TiCl₄和ZrOCl₂·8H₂O作为钛源和锆源, 经过溶胶-凝胶和超临界CO₂干燥过程, 将遮光剂粒子TiO₂和ZrO₂掺入到Al₂O₃-SiO₂气凝胶, 并进一步以莫来石纤维毡为增强相制备出具有一定力学性能的耐高温气凝胶复合材料, 分别探究了两种遮光剂粒子对复合材料的微观结构、力学性能和热导率的影响。结果显示: 遮光剂粒子的引入可以有效阻止气凝胶在高温下的塌陷和团聚, 保持气凝胶高孔隙率的特性; 复合材料呈现典型的气凝胶填充纤维结构, 并且具有轻质(0.21~0.24 g·cm^-1)和高强度(弯曲强度为0.98~1.26 MPa)的优异性能, 拓展了材料的实用性; 在 1050℃的高温下, 由于 TiO₂ 和 ZrO₂ 粒子对红外电磁波具有吸收和散射作用, 可以将复合材料的热导率由0.098 W·m^-1·K^-1分别降低至0.085 W·m^-1·K^-1和0.076 W·m^-1·K^-1, 从而有效提高材料的高温隔热性能。     

红外遮光剂在二氧化硅气凝胶中的应用研究进展

气凝胶作为目前为止最轻的固体,具有极低的热导率,是一种较为理想的轻质、高效、最具潜力的隔热材料。但纯二氧化硅气凝胶的红外透明性影响了其高温隔热性能。介绍了红外遮光剂红外辐射抑制机理,综述了使用炭黑、TiO2和六钛酸钾晶须等作为红外遮光剂提高二氧化硅气凝胶隔热性能的研究进展,并对未来红外遮光剂在二氧化硅气凝胶中的应用做了展望。     

高温与高应变率对TC21钛合金动态压缩性能及其绝热剪切敏感性的影响

利用分离式霍普金森压杆技术,研究了高温及高应变率对网篮组织TC21钛合金动态压缩性能和绝热剪切敏感性的影响。结果表明:在相同温度(25～350℃)下,材料具有一定的应变率增强、增塑效应,但450℃表现出应变率软化现象;在相同应变率下,动态抗压强度随着环境温度升高而降低;当应变率为2 000 s~(-1)、3 000 s~(-1)时,试样均发生剪切失效,且随环境温度升高,试样的绝热剪切敏感性提高,剪切带宽度增加。     

冷却方式对硫系玻璃性能的影响

通过DSC、XRD、SEM、FT-IR和显微硬度测试等分析手段,研究了冷却方式对99.75Ge23Se67Sb10-0.25RbI玻璃组织、热稳定性以及光学和力学等性能的影响。结果表明,采用空冷制得的试样在8~12μm波段红外透过率达70%以上,高于水冷试样(64%),但由于空冷冷速慢,氢在硒中的固溶度大,导致杂质吸收也大于水冷试样;空冷试样在280℃热处理20h可从XRD检测发现明显Sb2Se3和GeSe2的结晶峰,而水冷试样在300℃热处理20h后才能检测到结晶峰;经过热处理,水冷试样的最大KIC值可达到0.414 MPa·m1/2,较未热处理值提高了26%,且高于空冷试样的最大KIC(0.368 MPa·m1/2),因此,水冷试样高温稳定性好,断裂韧性较大,更适合用作微晶化硫系红外玻璃。     

C/C复合材料表面水热电泳沉积SiCn/SiC复合抗氧化涂层研究

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备纳米碳化硅（SiC_n）涂层. 采用XRD和SEM对涂层的晶相组成、表面和断面的微观结构进行了表征. 主要研究了水热沉积温度对涂层的结构及高温抗氧化性能的影响, 并分析了涂层试样在1600℃的高温氧化气氛下失效行为. 结果表明：纳米碳化硅涂层主要由β-SiC组成. 涂层的致密程度和厚度随着水热沉积温度的升高而提高. 随着水热温度的提高, 涂层试样的抗氧化性能也有明显的提高. 在120℃水热沉积温度下制备的涂层试样可在空气气氛1500℃下有效保护C/C复合材料202h,而氧化失重仅为2.16×10^-3g/cm². 在1600℃下氧化64h后失重为3.7×10^-3g/cm². 其高温失效是由于长时间的氧化挥发后表面SiO2膜不能完全封填表面缺陷, 内涂层中产生了贯穿性的孔隙所致.     

红外传感器法设备改进对透湿性测试的影响

目的探究改进后的红外传感器法设备对包装材料透湿性测试的影响及应用性能的提升效果。方法改进设备控温技术及夹样装置,保证试验过程温度稳定,可同时测试薄膜/片材、容器类试样,以基础方法——杯式法设备测试为参考,并分别采用改进前后的红外传感器法设备依次测试1.2 mm皮革、25μm PET薄膜、230μm太阳能背板片材、20μm PP薄膜、100μm PET/AI/PA/CPP与12μm VMPET薄膜这6种不同级别透湿性材料,分别在温度为23℃、相对湿度为90%与温度为38℃、相对湿度为90%这2种试验条件下的水蒸气透过率。结果改进后红外传感器法与杯式法设备在试验时引入的相对不确定度基本相同,与改进前设备相比,改进后红外传感器法设备的不确定度、与杯式法测试值间的相对偏差,以及各组数据间相对偏差与相对标准偏差均得到了降低。结论改进后红外传感器法设备测试不同性能包装材料水蒸气透过率的可靠性、准确性、重复性、稳定性均有提高。     

耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化铝气凝胶是一种高孔隙率、低密度、高比表面积、耐高温和低热导的纳米多孔材料,在高温隔热领域(如航天飞行器热防护系统、工业窑炉保温材料等)具有广阔的应用前景.但是,纯氧化铝气凝胶因耐温性(1000℃以上)、力学性能和高温隔热性能相对较差难以直接应用,需要引入增强相和遮光组分制备成气凝胶复合材料以进行改善.本文对耐高温氧...     

轻质高效保温材料掺杂硅气凝胶

利用正硅酸甲脂（ＴＭＯＳ）为原料的溶胶－凝胶过程，摸索了不同反应条件下形成凝胶的规律，并选用ＴｉＯ２粉末及玻璃纤维作为掺杂剂，采用超临界干燥处理制备出掺ＴｉＯ２的硅气凝胶，通过对红外光谱以及不同温度和气压条件下热导率的测量，讨论了不同成份配比以及相应的热传输过程对材料热导率的影响。结果表明，密度为２６０ｋｇ／ｍ＾３的掺杂硅气凝胶在８００Ｋ时的热导率为０．０３８ｗ／ｍ．ｋ，是一种新型的轻质高效保温材     

High Temperature Thermal Physical Properties of High-alumina Fibrous Insulation

The thermal properties of high-alumina fibrous insulation which filled in metallic thermal protection system were investigated. The effective thermal conductivities of the fibrous insulation were measured under an atmospheric pressure from 10^-2 to 10^5 Pa. In addition, the changes of the specific heat and Rosseland mean extinction coefficient were experimentally determined under various surrounding temperatures up to 973 K. The spectral extinction coefficients were obtained from transmittance data in the wavelength range of 2.5- 25 μm using Beer＇s law. Rosseland mean extinction coefficients as a function of temperature were calculated based on spectral extinction coefficients at various temperatures. The results show that thermal conductivities of the sample increase with increasing temperature and pressure. Specific heat increases as temperature increases, which shows that the capacity of heat absorption increases gradually with temperature. Rosseland mean extinction coefficients of the sample decrease firstly and then increase with increasing the temperature.     

气相沉积聚合法制备聚酰亚胺绝缘薄膜及其性能研究

以联苯四酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为单体原料使用气相沉积聚合(VDP)法制备了聚酰亚胺(PI)绝缘膜,分析不同热亚胺化处理温度对PI薄膜绝缘性能的影响。分别使用红外光谱、俄歇能谱、扫描电镜、原子力显微镜对薄膜成分以及薄膜表面形貌进行了表征;利用超高阻微电流测试仪测试了PI复合绝缘膜漏电流和电压击穿特性。结果表明:热亚胺化300℃/1 h真空(1.0×10-2Pa)处理后的PI绝缘膜内部结构致密,当场强为8.0MV/cm时漏电流密仅为8.2×10-5A/cm2;薄膜击穿场强达到8.42MV/cm,表明PI薄膜具有良好的电学性能以及热稳定性。     

Fe2O3对原位制备SiCw/SiC太阳能储热陶瓷的结构与性能的影响

为调控SiC_w/SiC复相陶瓷中原位生长SiC晶须的生长发育和形貌, 以提高SiC复相储热陶瓷的性能, 在CF0配方(SiC 69.31wt%, AlN 20.30wt%, Si 10.39wt%)的基础上添加0.5wt%~2.0wt% Fe₂O₃作为催化剂。研究了Fe₂O₃对晶须形貌、生长机制及SiC复相陶瓷结构与性能的影响。研究结果表明, 引入Fe₂O₃后晶须生长机制由气-固机理转变为气-液-固机理。Fe₂O₃添加量通过调节C元素在Fe-Si熔球中的溶解度, 与烧成温度共同调控晶须形貌。经1500 ℃烧成的CF4(2.0wt% Fe₂O₃)样品性能最佳, 晶须直径50~100 nm, 长度1~6 μm, 其体积密度、抗折强度、比热容分别为2.19 g/cm ³、45.08 MPa、0.95 J/(g·K) (25 ℃), 热导率达18.15 W/(m·K) (25 ℃), 相比于未添加Fe₂O₃的样品增加了169%。气-液-固机理生长的SiC晶须缺陷少、直径大, 可有效降低晶须-基体传输势垒, 具有更好的热学性能。     

无压烧结制备高致密度AlN-BN复合陶瓷

以低温燃烧合成前驱物制备的比表面积为17.4m²/g的AlN粉末和市售BN粉末为原料, 利用无压烧结工艺制备AlN-15BN复合陶瓷, 研究了复合陶瓷的烧结行为以及制备材料的性能, 结果表明: 由于AlN粉末的烧结活性好, 复合材料的烧结致密化温度主要集中在1500～1650℃之间, 在1650℃烧结后, AlN-15BN复合陶瓷的相对密度可达95.6%. 继续升高烧结温度, 材料的致密度变化不大, 热导率继续增加. 在1850℃烧结3h后, 可以制备出相对密度为96.1%, 热导率为132.6W·m^-1·K^-1, 硬度为HRA64.2的AlN-15BN复合陶瓷. 提出了高比表面积的AlN粉末促进复合陶瓷烧结的机理, 利用XRD, SEM等手段对烧结体进行了表征.     

氧化物电子陶瓷微波烧结用保温材料MgAl2O4-LaCrO3的研究

报道了一种用于氧化物电子陶瓷微波烧结的保温体材料MgAl₂O₄-LaCrO₃的研究和应用情况.该保温材料解决了许多氧化物电子陶瓷在微波烧结过程中易发生的热应力开裂问题并同时具有使样品均匀烧结成瓷的作用.现已成功地应用该保温体对CoMnNiO系NTC热敏材料;BaTiO₃系PTC材料,ZnO掺杂系电压敏材料,LaCrO₃基复合材料等氧化物电子陶瓷进行了微波烧结,烧结样品无热应力开裂并成瓷均匀致密.适用的氧化物电子陶瓷微波烧结温度区间最高可至1600℃.     

烧结温度对包混/复合添加工艺制备多孔SiC陶瓷性能的影响

采用包混工艺合成了核壳结构的先驱体粉体,并引入一定量Al2O3、SiO2和Y2O3复合添加剂,通过成型、炭化和烧结工艺制备了多孔碳化硅陶瓷;分析了样品的物相、表面形貌、孔隙率、热导率、热膨胀系数、抗弯强度和抗热震性能。结果表明,在较低的烧结温度下制得了多孔碳化硅陶瓷,在1650℃烧结的多孔碳化硅陶瓷综合性能较好。