Sn/Si3N4复合镀层中纳米Si3N4含量测定方法的比较

采用电熔解法溶解Sn/Si3N4复合镀层,以紫外可见分光光度法测定了镀层中纳米Si3N4的含量,并与传统酸溶解及重量法对比。结果表明,电解法在10 min内使镀层完全溶解且在测定波长448 nm处纳米Si3N4溶液的吸光度值与其浓度在10～200 mg/L范围保持良好的线性关系,该方法简单,省时,误差小,回收率98.5%～100%。     

纳米Si3N4/ACM复合材料的力学性能和硫化性能研究

采用大分子表面处理剂LMPB-g-KH570对纳米Si₃N₄表面进行修饰。利用共混技术制备了纳米Si₃N₄/ACM复合材料。利用RPA-8000、SEM、TEM等测试技术,对纳米复合材料的微观结构和性能进行了分析和评价。结果表明,大分子表面改性剂能有效改善复合材料的微观界面结构,促进纳米Si₃N₄在橡胶基体中的有效分散,橡胶硫化性能得到改善,力学性能得到提高。添加2.0份改性纳米Si₃N₄/ACM复合材料,胶料正硫化时间减少38 s,拉伸强度提高24.8%,撕裂强度提高3.39%。     

研磨时间对Si3N4纳米复合材料烧结动力学的影响

采用20MPa的等静压与2MPa的气体压力烧结法制备了由多层纳米管增强的氮化硅复合材料。为了保证多层纳米管的良好分散性,在粉料混合物的制备过程中采用了高效的立式球磨机进行研磨。监测了在高能研磨期间的粉状颗粒的形态与显微结构的变化。研究发现,研磨时间通过影响纳米级填充物的分散和降解以及陶瓷主体的相转化,从而对纳米复合材料的结构和机械性能都产生了复杂的影响。     

用硅灰合成无碳Si3N4/SiC纳米粉末

用机械与同步热激活法首次从废硅灰中合成无碳Si3N4/SiC纳米粉末。通过这种新方法可在1 465℃形成晶粒尺寸小至45nm的Si3N4/SiC纳米粉末。为了合成无碳Si3N4/SiC纳米粉末,研究了两种不同方法移除纳米粉末中游离碳的有效性。这两种方法分别使用氢气和空气。研究发现,虽然使用氢气时Si3N4和SiC是稳定的,但是这种方法不是很有效。相比之下,使用空气移除游离碳是有效的。游离碳除去后立即停止使用空气,Si3N4/SiC纳米粉末也会有少量被氧化。本文提供了明确的途径将硅灰有效合成无碳Si3N4/SiC纳米粉末。     

Si3N4粉粒度对振荡压力烧结Si3N4陶瓷的影响

为了提高Si₃N₄陶瓷的烧结致密度,采用振荡压力烧结工艺分别在1 745和1 775℃制备了Si₃N₄陶瓷,主要研究了Si₃N₄粉的粒度（平均粒径分别为0.4、2.0、2.3μm）对Si₃N₄陶瓷的显微结构和性能的影响。结果显示：1)在两种温度的振荡压力烧结工艺下,由三种不同粒度的Si₃N₄粉制备的Si₃N₄陶瓷的相对密度都很大,为99.65%～99.86%,彼此相差很小。2)由平均粒径为0.2μm的Si₃N₄粉在1 745℃烧结制备的试样的微观结构最均匀,其β-Si₃N₄晶粒平均长径比、抗弯强度和维氏硬度均最大,分别达到5.0、（1 364±65） MPa和（15.72±0.8） GPa;由平均粒径为2.3μm的Si₃     

聚芳醚腈酮/SiC/Si3N4耐高温耐磨纳米复合涂层研究

以新型耐高温聚芳醚腈酮(PPENK)树脂作为涂料成膜物质,纳米SiC和Si3N4共同作为耐磨填料,制备了一系列新型耐高温耐磨PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂料。对复合涂层的摩擦学性能及热性能进行研究,通过扫描电镜(SEM)观察涂层磨损表面形貌,分析涂层磨损机理。结果表明:纳米SiC和Si3N4填料能有效改善纯PPENK树脂涂层的摩擦磨损性能。当PPENK树脂含量为22%,m(SiC)∶m(Si3N4)为3∶2时,涂层摩擦系数最小;当PPENK树脂含量为20%,纳米填料m(SiC)∶m(Si3N4)为1∶1时,涂层磨损质量损失最小。热重分析(TGA)表明无机纳米填料的加入对涂层的热性能有略微增强的作用。PPENK/SiC/Si3N4纳米复合涂层的磨损机理以粘着磨损为主,兼有犁耕磨损。     

导电 Si3N4 基复相陶瓷研究进展

Si_3N_4陶瓷具有优异的力学性能和导热性能,然而其固有的高硬度和脆性极大地限制了其加工性能。通过添加导电相改善Si3N4陶瓷的导电性能可实现对Si_3N_4陶瓷的电火花加工。添加的导电相主要包括钛基化合物(TiN、TiC、TiC N、TiB_2)、锆基化合物(Zr B_2、Zr N)和MoSi_2等导电陶瓷以及碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)、石墨烯纳米片(GNP)等导电碳基纳米材料。本论文详细回顾了Si_3N_4基导电陶瓷的研究进展,并对今后Si_3N_4基导电陶瓷的发展趋势进行了展望。     

g-C3N4/Ag/Ag3PO4复合物的制备及其光催化性能

采用煅烧-沉积-光照还原法制备了g-C₃N₄/Ag/Ag₃PO₄复合材料(CAA)利用XRD、FT-IR、SEM、TEM、UVVis、XPS和PL等对其进行表征。在模拟太阳光下,CAA光催化降解亚甲基蓝(MB)和清除氮氧化物(NO_x)的性能显著优于Ag/Ag₃PO₄和g-C₃N₄最优的CAA₁₀在10min内的MB降解率为99.49%、NO_x清除率为63.11%。结果表明,Z机制耦合银纳米粒子的局域表面等离子体共振效应是复合材料光催化性能增强的主要原因。     

乙二醇基纳米流体黏度的实验研究

实验研究了3种乙二醇基纳米流体(Al2O3-EG、ZnO-EG、CuO-EG)在不同质量分数(0.5%/3.0%/5.0%/7.0%)下的相对黏度随温度的变化规律,实验所用乙二醇基纳米流体采用两步法配制获得。结果表明:在30~60℃温度范围内乙二醇基纳米流体的相对黏度同温度之间并无较强的函数关系(单调递增或递减);但在质量分数较高时,3种乙二醇基纳米流体的相对黏度随温度的变化会出现波动,且以非球形颗粒的ZnO乙二醇基纳米流体的波动最为显著;乙二醇基纳米流体的相对黏度均随纳米颗粒体积分数的增大而增大,其中CuO乙二醇基纳米流体相对黏度的增长速度最快,Al2O3乙二醇基纳米流体的增长速度最慢。最后比较分析了文献中相对黏度预测公式与本文实验数据的相符程度。     

黏弹性流体基纳米流体流变学特性

黏弹性流体基纳米流体(viscoelastic fluid based nanofluid,VFBN)是一种具有湍流减阻和对流换热相对强化特性的新型换热工质,其湍流减阻机理与流变学特性关系密切。通过对以2.5×10-3、5×10-3、1×10-2三种质量分数的十六烷基三甲基氯化铵/水杨酸钠水溶液为基液,粒子体积分数为0.1%、0.25%、0.5%、1.0%的铜纳米流体的剪切黏度、零剪切黏度以及松弛时间的测量,实验结果表明VFBN有明显的剪切稀变特性,同时纳米粒子的添加增大了基液的零剪切黏度,并导致基液黏弹性增强。以Giesekus本构模型为理论基础,利用实验参数得到了描述VFBN剪切黏度的实验关联式。     

圆形通道内Fe3O4纳米流体流动及传热影响因素分析

采用Fe₃O₄-水纳米流体为传热工质,利用有限元分析方法对其在圆形通道内流动及换热过程进行了数值模拟研究,在Re=1 000条件下,分析了纳米粒子的体积分数和粒径大小对纳米流体层流传热性能的影响。结果表明,纳米颗粒的加入能有效改善通道的传热效率。随着纳米粒子体积分数的增大和粒径的减小,通道的传热效率显著提升,在研究范围内,传热系数最大可增加10.9%。但同时也略微增大了压力损失,综合传热和阻力两方面计算了传热综合因子,在纳米粒子粒径为20 nm,体积分数为2.5%时取得了最大值。     

黏弹性流体基纳米流体流变学特性

黏弹性流体基纳米流体（viscoelastic fluid based nanofluid,VFBN）是一种具有湍流减阻和对流换热相对强化特性的新型换热工质,其湍流减阻机理与流变学特性关系密切。通过对以2.5×10^-3、5×10^-3、1×10^-2三种质量分数的十六烷基三甲基氯化铵/水杨酸钠水溶液为基液,粒子体积分数为0.1%、0.25%、0.5%、1.0%的铜纳米流体的剪切黏度、零剪切黏度以及松弛时间的测量,实验结果表明VFBN有明显的剪切稀变特性,同时纳米粒子的添加增大了基液的零剪切黏度,并导致基液黏弹性增强。以Giesekus本构模型为理论基础,利用实验参数得到了描述VFBN剪切黏度的实验关联式。     

Formation mechanism of elongated β–Si3N4 crystals in Fe–Si3N4 composite via flash combustion

Elongated β–Si₃N₄ crystals have a significant influence on the mechanical property of Fe–Si₃N₄ composite. In this paper, the formation mechanism of elongated β–Si₃N₄ crystals in Fe–Si₃N₄ composite was investigated. During the preparation process, β–Si₃N₄ crystals developed in a spiral and layer growth mechanism in the dense areas. They kept growing from the dense areas and formed radially distributed elongated crystals with hexagonal prismatic morphology as time went on. As for the formation mechanism, the (100) crystal plane of β–Si₃N₄ from Si-N-O melt is mainly the vicinal crystal planes growth with different angles from the (100) crystal plane. At the later stage, the crystallization and the diffusion forces in Si-N-O molten phase decreased. However, the short range diffusion remained active and resulted in the gradient distribution of N content near the boundary. With the temperature decreasing, the disappearance of the short range diffusion implied the end of the crystallization process of the elongated β–Si₃N₄ crystals.     

乙二醇基纳米流体黏度的实验研究

实验研究了3种乙二醇基纳米流体（Al₂O₃-EG、ZnO-EG、CuO-EG）在不同质量分数（0.5%/3.0%/5.0%/7.0%）下的相对黏度随温度的变化规律,实验所用乙二醇基纳米流体采用两步法配制获得。结果表明：在30～60℃温度范围内乙二醇基纳米流体的相对黏度同温度之间并无较强的函数关系（单调递增或递减）;但在质量分数较高时,3种乙二醇基纳米流体的相对黏度随温度的变化会出现波动,且以非球形颗粒的ZnO乙二醇基纳米流体的波动最为显著;乙二醇基纳米流体的相对黏度均随纳米颗粒体积分数的增大而增大,其中CuO乙二醇基纳米流体相对黏度的增长速度最快,Al₂O₃乙二醇基纳米流体的增长速度最慢。最后比较分析了文献中相对黏度预测公式与本文实验数据的相符程度。     

高分子修饰超顺磁性纳米Fe3O4研究进展

表面修饰超顺磁性Fe3O4纳米粒子因其具有特殊的磁效应、较好的生物相容性、稳定性和丰富的化学反应性等优异特点,在生物医药领域核磁共振造影剂、药物的磁靶向运输、免疫测定、磁热疗和细胞分离中显现出巨大的应用潜力。本文主要对高分子修饰超顺磁性Fe3O4纳米粒子的研究进展做综合概述。     

Al2O3-CuO/水混合纳米流体对流传热性能及热经济性分析

为了探究管内混合纳米流体单相对流传热性能,实验对比研究了雷诺数为1040～7086范围内体积分数为0.02%的Al₂O₃-CuO/水(W)混合纳米流体及其相应的一元纳米流体的流动与传热特性。结果表明,纳米颗粒的添加导致在过渡区雷诺数范围提前,在层流范围(10402O₃/W和Al₂O₃-CuO/W纳米流体的Nu数与去离子水相比分别最大增加了32.09%和38.38%;而CuO/W纳米流体由于团聚体尺寸大,流体向前驱动力不足以克服自重易沉积于管内壁,传热效果反而比水差。在紊流范围(40732O₃/W和Al₂O₃-...     

磁性纳米粒子Fe3O4的制备方法

随着纳米科技不断的发展,磁性材料也逐渐的进入了纳米材料的新纪元。由于纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应,导致了磁性纳米材料的磁学性能有了很大的变化,扩展了其应用前景。文章介绍了Fe3O4磁性纳米粒子的四种制备方法:共沉淀合成法,水热合成法,微乳合成法和微乳-凝胶合成法。     

水-乙二醇基γ-Al2O3纳米流体的制备及其性能研究

以水-乙二醇为基液,通过两步法制备了质量分数为0.1%的γ-Al₂O₃纳米流体。考察了乙二醇体积分数、分散剂质量分数及种类、超声时间对纳米流体稳定性的影响。结果表明,乙二醇体积分数为35%时更适用于水-乙二醇基纳米流体的制备;质量分数为0.2%的阿拉伯树胶(GA)可有效提高γ-Al₂O₃纳米颗粒在水-乙二醇基液中的分散稳定性;超声30 min即可改善纳米流体的稳定性。最后评价了纳米流体的热物性,当与基液水浴加热到60℃时,水-乙二醇基γ-Al₂O₃纳米流体的导热性能提升幅度最大,为基液的1.35倍;在20～60℃加热过程中,Al₂O₃乙二醇基纳米流体黏度最低达0.97 mPa·s,所制备的纳米流体可适合用于流动换热。     

非晶态Si3N4结晶及α-Si3N4晶种的调控结晶行为

采用液相界面反应法制备高α相的Si₃N₄粉体。以SiCl₄为硅源,液氨为氮源,甲苯为溶剂,通过液相界面法合成硅亚胺,硅亚胺在1 000℃分解为非晶态Si₃N₄粉体,在1 550℃晶化为α-Si₃N₄粉体。研究了非晶态Si₃N₄的晶化过程,并讨论了添加α-Si₃N₄晶种对非晶态Si₃N₄结晶过程的影响。结果表明:晶核从具有短枝状结构的非晶态Si₃N₄团聚体的表面和内部形成,进而生长成为α-Si₃N₄晶粒;添加α-Si₃N₄晶种,能够增加形核数量,加快了非晶态Si₃N₄向α-Si₃N₄的结晶转...