Al_2O_3-TiC纳米复合粉体在水基体系中分散性的研究

本文研究了分散剂PEG和MN对Al2O3-TiC纳米复合粉体在水中分散性的影响。采用沉降实验、透光率、激光粒度分析以及透射电镜分析等考察了分散剂的用量、pH值等因素对Al2O3-TiC水悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了探讨。实验结果表明,不添加表面活性剂的情况下,当复合粉末的悬浮液pH为8时,溶液的分散稳定性最好。当悬浮液的pH为8时,随PEG和MN加入量的不同,悬浮液的沉降量不同。当PEG的加入量为0.03g,MN的加入量为0.02ml时,其72h最小沉淀量分别为1.17ml和0.13ml,这表明加入适量分散剂MN的纳米Al2O3-TiC水悬浮液稳定性更好。在最佳MN添加量的情况下,当溶液的pH为8时,试样沉降量最少,其分散稳定性最好。     

纳米Si3N4粉末分散工艺研究

研究了纳米Si3N4粉末的分散性能,得到了优化的分散工艺参数.实验结果表明,将纳米Si3N4进行超声分散,可以改善其分散状况;加入适量的表面活性剂能改善Si3N4的分散效果,阳离子型表面活性剂的分散效果优于非离子型表面活性剂;分散体系的pH值也影响纳米Si3N4粉的分散效果.     

纳米Cu分散稳定性能影响因素及作用机理研究

鉴于粉体分散对纳米流体强化传热具有重要意义,通过测定纳米Cu-水悬浮液的Zeta电位和吸光度,探讨了不同pH值、不同分散剂种类及质量分数对纳米Cu-水悬浮液分散稳定性的影响,并分析其作用机理。结果表明:Zeta电位绝对值与吸光度有良好的对应关系,Zeta电位绝对值越高,吸光度越大,则体系分散稳定性越好;pH值、分散剂种类及加入量是影响纳米Cu-水悬浮液分散稳定性的主要因素。pH值为9.5左右时,体系Zeta电位绝对值和吸光度较高,相应分散稳定性较好。CTAB和SDBS能显著提高水溶液中Cu表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,改善了悬浮液稳定性,而TX-10通过空间位阻在颗粒表面形成良好的水化膜,提高了Cu在水溶液中的分散稳定性。在质量分数为0.1%的纳米Cu-水悬浮液中,TX-10,CTAB,SDBS 3种分散剂加入质量分数分别为0.43%,0.05%,0.07%时,均能得到分散稳定的悬浮液体系。     

纳米氧化锆在水中分散性研究

鉴于粉体分散对无机膜制备具有重要意义,研究了添加不同分散剂及其加入量对纳米氧化锆粉在水中的分散性,以及分散性与溶液pH值的关系。结果表明:悬浮液的分散性能受到分散剂及其加入量和pH值的影响,不同的分散剂在各自的加入范围内有其最佳加入量。通过对粒径和zeta电位分析,考察含分散剂时pH值对纳米氧化锆粉的分散性能,从中优选最佳pH值的范围。     

复配分散剂对ZrO2悬浮液稳定性的影响

本实验选用由乳化剂OP(壬基酚聚氧乙烯醚)与CPB(溴代十六烷基吡啶)所组成的复配分散剂对纳米ZrO2 进行分散,制备ZrO2 悬浮液,并讨论了复配分散剂两组分用量比、pH值、悬浮液中的离子强度等对悬浮液稳定性的影响.结果表明:加入复配分散剂得到的ZrO2 悬浮液,具有更好的分散稳定性;当OP与CPB用量比为1∶ 1,复配分散剂用量为ZrO2 含量的6%时,能使ZrO2 粉末具有良好的分散,在pH=1.8时,悬浮液颗粒粒径最小,中位粒径达到178 nm.实验中还发现,添加复配分散剂后悬浮液等电点由原来的pH= 6右移到pH=13附近,另外,增加悬浮液中的离子强度,使Zeta电位值降低,粒径增大,但离子强度大小并不会影响ZrO2 的等电点,其等电点仍保持在13左右.     

纳米氧化锌在水介质中的分散性能研究

纳米粉体的分散性能对提高分散体系的导热性能具有重要意义,试验选用纳米粒子在水介质中的Zeta电位和水合粒径来表征体系的分散稳定性,探讨不同分散剂种类及其浓度以及不同pH条件对ZnO水悬浮液稳定性的影响,并分析其作用机理.结果表明:Zeta电位与水合粒径有良好的对应关系,Zeta电位绝对值越高,水合粒径越小,表明体系分散稳定越好.pH值、分散剂种类及加入量是影响纳米ZnO水相体系分散稳定性的主要因素,不同的分散剂最佳分散条件不同.在 0.1% ZnO-H2O纳米流体中,在 pH=11.4,加入 0.05%十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散剂,悬浮液的稳定性最佳.     

Sialon-Si3N4系梯度纳米复合陶瓷刀具材料的设计及制备

根据对切削过程中陶瓷刀具温度及应力分布规律的研究,提出对陶瓷刀具材料的组成分布和微观结构进行设计以形成梯度的模型.通过调节TiC0.7N0.3含量,使材料在制备的冷却过程中在材料表层形成残余压应力.纳米Si3N4颗粒的加入可提高材料的微观性能;而合理的梯度结构设计提高了材料的宏观性能.采用粉末铺填热压烧结工艺制备出si...     

PAA-NH_4对氧化铝悬浮液沉降性能的研究

采用PAA-NH4作为分散剂制备了超细氧化铝悬浮液,通过沉降实验观察了PAA-NH4的添加量、pH值对α-A12O3低固含量悬浮液的沉降性能的影响,并用Zeta电位仪测定了不同pH值条件下稀固相含量悬浮液的Zeta电位;同时对烧结坯体进行了微观分析.结果表明:分散剂PM-NH4的最佳用量为1.0%左右,最佳pH值为9;对添加PAA-NH4前后的稀悬浮液Zeta电位进行了测定,发现等电势点左移,Zeta电位的绝对值变化显著.添加PAA-Nh4后,pH值的变化对悬浮液的沉降性能和Zeta电位影响很大.     

聚乙烯亚胺对纳米SiO2空心颗粒分散行为的影响

采用在制备过程中添加聚电解质型分散剂聚乙烯亚胺(PEI)和在制备好的纳米SiO2空心颗粒水悬浮液中添加PEI并球磨这两种方法对纳米SiO2空心颗粒进行分散,并对这两种方法进行了比较,最后采用以PEI作为分散剂,利用球磨工艺,对已制备的纳米SiO2空心颗粒水悬浮液进行分散的方法,研究了PEI在纳米SiO2空心颗粒表面的吸附行为及水悬浮液的分散稳定性.结果表明,PEI在纳米SiO2空心颗粒表面的吸附提高了颗粒间的排斥势能,改善了纳米SiO2空心颗粒的团聚问题及其悬浮液的稳定性.并阐明了加入PEI后纳米SiO2空心颗粒表面ζ电位的变化趋势、不同pH值下PEI在纳米SiO2空心颗粒表面的吸附量与其加入量的关系等.     

氧化铝粉体在水悬浮液中的分散特性研究

采用Zeta电位表征Al_2O_3粉在悬浮液中的分散特性,研究了超声波分散时间、不同粒度Al_2O_3粉以及分散剂六偏磷酸钠的浓度和Al_2O_3粉体悬浮液pH值对Al_2O_3粉体Zeta电位的影响.研究结果表明:Zeta电位绝对值随超声波作用时间发生明显变化,在一定条件下存在一个最佳分散时间为4～6 min;悬浮液中Al_2O_3粉体颗粒的粒度对悬浮液的Zeta电位有重要影响;在Al_2O_3粉体悬浮液中添加分散剂六偏磷酸钠,Zeta电位随其浓度发生变化,存在一个最佳浓度0.5%;在不同pH值下,Al_2O_3粉体悬浮液的Zeta电位不同,在碱性条件下,粉体的分散性较好,且碱性越强,分散性越好.     

逆反应烧结制备铝电解槽用氮化硅-碳化硅复合材料

采用常规的反应烧结工艺制作铝电解槽侧壁材料用Si3N4／SiC时存在不足，为此，提出应用逆反应烧结工艺进行生产性试验的设想。在制备Si3N4／SiC复合材料时，常规反应烧结是以Si和SiC为原料经氮化烧结；逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料，首先使Si3N4反向反应生成活性氧化物后进行烧结。结果表明：该工艺特点是新生的Si2N2O或SiO2进行活性烧结；制品具有良好的物理和化学性能。制品结构紧密，新生氧化物或亚氧化物紧密地充填在Si3N4和SiC颗粒间界，新工艺制备的砖的抗冰晶石熔体侵蚀的性能优于常规工艺烧成砖，是铝电解槽侧壁的良好材料。     

化学复合镀(Ni-W-P)-Si3N4工艺研究

采用化学复合镀方法,制备了(Ni—W—P)—Si3N4复合镀层;研究了镀液组成及工艺参数对镀层成分和沉积速率的影响;采用X—射线衍射分析了复合镀层表面相结构,并对复合镀层的耐蚀性及耐磨性进行了测试分析。试验结果表明：Si3N4纳米颗粒的加入影响了镀层的沉积速率,提高了沉积层的耐磨性;(Ni—W—P)—Si3N4复合沉积层仍具有与Ni—W—P沉积层相近的优异性能。     

氮化硅结合碳化硅材料的制备及在冰晶石融盐中的腐蚀行为研究

制备了不同氮化硅含量的氮化硅结合碳化硅材料,研究了其在冰晶石融盐中的腐蚀行为.实验结果表明,低Si3N4含量(13%)的Si3N4-SiC材料具有良好的抗冰晶石融盐腐蚀的性能,使其做为铝电解槽内衬材料成为可能.     

分散剂用量对碳化硅浆料流变性能的影响

使用四甲基氢氧化铵(TMAH)作为分散剂,研究了分散剂用量对SiC浆料流变性能的影响,并分析了其原因。结果表明：TMAH能够显著提高SiC粉体的zeta电位,降低浆料粘度,从而显著优化浆料的流变性能。在pH为10左右,加入质量分数为0．3％和o．6％NTMAH后zeta电位分别提高了11.7mV和21mV。实验中,在不同体积分数SiC浆料中,加入0．6%TMAH时能够达到最优性能,浆料粘度都达到最低。过量的分散剂则会增加浆料中的离子浓度而导致双电层厚度减小,从而恶化浆料的流变性。     

逆反应烧结制备碳化硅/氮化硅复合材料的工艺

制备Si3N4／SiC复合材料的常规反应烧结是以Si和SiC为原料进行氮化烧结,而逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料,首先使Si3N4反向反应为活性氧化物后再进行烧结。建立逆反应烧结工艺制备Si3N4／SiC复合材料的热力学基础。确定了Si3N4先于SiC氧化;氧化产物可以是SiO2,也可以是Si2N2O;形成的SiO2氧化膜不会与基体材料反应;在膜与基体之间可能生成Si2N2O。论证了逆反应烧结的热力学可行性。通过6个烧结实验,证实了其热力学分析的正确性,并从工艺参数与密度变化、残氮率和比强度等关系筛选出最佳的烧结工艺参数。     

纳米Si3N4陶瓷粉体表面改性的研究

用钛酸酯偶联剂NDZ-102化学包覆纳米Si3N4陶瓷粉体,通过沉降实验、粒度测定和表面能测试等实验手段研究了改性前后粉体的溶液中稳定性、热重、粒度分布等物性.结果表明:NDZ改性纳米Si3N4粉体为化学改性,添加量为10%时,粉体在甲苯中悬浮性最好;粉体改性后粒径降低,为纳米级分布,表面能也大幅度下降.     

Mg—Al—Si—O—N系统玻璃的结构与晶化

本文采用X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)等现代测试方法详细地研究了Mg-Al-Si-O-N系统玻璃的结构与晶化过程。发现在玻璃中除只与硅相键合的桥氮存在外,还有不与硅相键合的非桥氮存在。引入玻璃中的氮一方面取代玻璃中氧的位置进入玻璃网络,使结构紧密交联,降低了玻璃的晶化能力,另一方面氮的引入使玻璃中出现了均匀分布的Si_2ON_2微晶粒子,作为异相核促进了其他晶相的析出,而且其数量和大小以及有利于玻璃晶化的非桥氮的数量均随Si_3N_4含量增大。这两个方面矛盾作用的结果使堇青石晶相的析出量随Si_3N_4含量的变化出现极小值。     

化学激励燃烧合成Si3N4/SiC复合粉体的研究

研究了利用聚四氟乙烯作活化剂时Si／C混合粉末在氮气中燃烧合成Si3N4／SiC复合粉体。结果表明：当聚四氟乙烯的加入量为10％(质量分数)时可有效激励Si-C弱放热反应，使之以燃烧合成方式生成Si3N4／SiC复相粉。在埋粉条件下Si／C／SiC混合粉末也可以实现燃烧合成Si3N4／SiC复相粉。氮气参与反应时可进一步提高燃烧反应温度，并且首先以气相-晶体生长机制生成Si3N4，然后在高温贫氮的反应前沿Si3N4分解，再与C反应生成SiC。在Si3N4／SiC复合粉中Si3N,形貌以晶须为主。综合X射线衍射分析、扫描电镜观察及原子力显微镜观察对实验结果进行了讨论，解释了Si3N4晶须的形成原理。     

加入纳米氮化硅对氮化硅陶瓷性能与结构影响

本文以亚微米级氮化硅为起始原料，加入纳米氮化硅来增强基体，添加氧化铝和氧化钇为烧结助剂，等静压成型，采用无压烧结的方式来制备具有优良性能的氮化硅陶瓷。主要研究了纳米氮化硅的分散；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷力学性能的影响；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷使用性能的影响；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷显微结构的影响。研究结果表明：乙醇作为溶剂在分散介质为聚乙二醇的情况下，超声波震荡40分钟时，纳米氮化硅分散效果最好；随纳米氮化硅加入量的增加，显气孔率增加，吸水率增大；加入3wt％的纳米氮化硅时，试样的体积密度最大，抗弯强度、洛氏硬度、断裂韧性最好，具有较理想的显微结构。