SiC/C纤维热力学生长机理研究

使用乙二醇作为稀释剂将硅溶胶稀释,得到不同浓度的硅溶胶溶液,用作涂覆商用碳纤维的原料。碳纤维表面改性后涂覆硅溶胶溶液,取出后在Ar气氛中于1 600 ℃保温30 min,硅溶胶涂层与碳纤维发生碳热还原反应形成SiC覆盖层。对制得的产物进行形貌和结构表征,并根据热力学数据对SiC包覆层的生长动力学和高温扩散机制进行研究。计算结果表明,反应过程为扩散控制。SiC/C纤维比碳纤维有更优异的耐高温氧化性能,为低成本制备新型陶瓷纤维提供可借鉴的思路和热力学依据。     

浸渍工艺及烧成温度对SiO2纳滤膜微观结构的影响

以平均粒径为10 nm和80 nm的硅溶胶为主要原料,采用浸渍提拉法在50 nm超滤支撑体上制备了SiO2纳滤膜.研究了烧成温度对膜层密度和气孔率、物相组成、热膨胀及显微结构的影响,探讨了溶胶浓度与膜厚度的关系,确定了合适的烧结温度和镀膜工艺.结果表明:随烧结温度升高至800℃以上时,SiO2纳滤膜的密度显著提高,在850℃以上会析出方石英相,导致其在200℃左右因方石英相变而出现膨胀突变;600℃和700℃分别是10 nm和80 nm硅溶胶制备的SiO2纳滤膜的合适烧结温度;以浓度为16.9wt％的10 nm硅溶胶镀膜在600℃烧成后可以形成微结构均匀、厚度约1μm的SiO2纳滤膜.     

硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响

为了考察硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响,分别采用白炭黑、硅胶、硅溶胶和单分散SiO₂为硅源合成ZSM-5分子筛,对合成的ZSM-5分子筛进行XRD、SEM、BET和NH₃-TPD表征,并以C₄烯烃为原料评价合成的ZSM-5分子筛的催化裂解性能。结果表明,以硅溶胶为硅源合成的ZSM-5分子筛具有较好的结晶度和催化活性。水热处理使分子筛酸量减少,孔容缩小,改善了分子筛的乙烯丙烯选择性。经600 ℃水热处理4 h的ZSM-5分子筛在常压、580 ℃和空速9 h^-1反应条件下,丁烯催化裂解为乙烯和丙烯平均转化率为90.2%,乙烯和丙烯总收率达61.1%。     

Effect of silicon/graphite ratio and temperature on oxidation protective properties of SiC/ZrB2–SiC coatings prepared by pack cementation

To investigate the silicon/graphite ratio and temperature on preparation and properties of ZrB₂–SiC coatings, ZrB₂, silicon, and graphite powders were used as pack powders to prepare ZrB₂–SiC coatings on SiC coated graphite samples at different temperatures by pack cementation method. The composition, microstructure, thermal shock, and oxidation resistance of these coatings were characterized and assessed. High silicon/graphite ratio (in this case, 2) did not guarantee higher coating density, instead could be harmful to coating formation and led to the lump of pack powders, especially at temperatures of 2100 and 2200 °C. But residual silicon in the coating is beneficial for high density and oxidation protection ability. The SiC/ZrB₂–SiC (ZS50-2) coating prepared at 2000 °C showed excellent oxidation protective ability, owing to the residual silicon in the coating and dense coating structure. The weight loss of ZS50-2 after 15 thermal shocks between 1500 °C and room temperature, and oxidation for 19 h at 1500 °C are 6.5% and 2.9%, respectively.     

有机先驱体法制备氮化硼涂层改性玻璃纤维织物

以三乙醇胺和硼酸为原料,合成了硼酸氨基三乙酯。研究了原料配比、反应温度及反应时间对产率的影响,在原料摩尔比1：1、温度160℃的条件下反应180rain,硼酸氨基三乙酯的产率达到87％。由于N元素的引入,硼酸氨基三乙酯的水解稳定性良好,且在无水乙醇溶液中水解缓慢,能够满足工业上制备硼酸氨基三乙酯涂层的工艺要求。以硼酸氨基三乙酯为先驱体在氮气气氛中于400℃和800℃条件下热解,其热解产物为氮化硼和碳化硼的混合物。400℃时氮化硼的结晶程度较低,800℃时结晶程度提高。氮化硼涂层对高硅氧、无碱玻璃纤维织物具有显著的增强作用并可明显改善其耐温性能。     

反相悬浮聚合诱导微米级多孔SiO2微球的制备

以硅溶胶为硅源,采用聚丙烯酰胺作为结构导向试剂,反相悬浮聚合法制备了介孔二氧化硅微球。控制引发剂过硫酸钾、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰与单体丙烯酰胺的加入量,获得球形度以及分散性较佳的聚丙烯酰胺复合二氧化硅微球。焙烧去除聚丙烯酰胺模板后得到的二氧化硅微球通过光学显微镜、红外光谱FT-IR、X-射线衍射以及氮气吸附脱附等手段进行了表征,证明聚丙烯酰胺在制备中起到了良好的结构导向作用,获得的二氧化硅微球的比表面积为240m2/g,孔径均匀分布于9nm左右,孔容度为0.3cm3/g。该方法可以通过改变转速的方法控制硅球的粒径。     

甲基改性硅溶胶的制备与疏水性分析

通过溶胶-凝胶工艺,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为基料对碱性硅溶胶进行改性,将改性后的硅溶胶涂覆在铝板表面,制备出具有低表面能、耐高温的含硅透明疏水涂层.考察了pH和热处理温度对涂层水接触角的影响,以傅里叶变换红外光谱仪对涂层进行了表征,用同步热分析仪对比研究硅溶胶和改性硅溶胶干燥后在空气中的热重-差热(TG-DTA...     

利用硅溶胶制备硅铁红色料

以硅溶胶和氯化铁为原料,氨水为沉淀剂制备硅铁红色料,采用正交分析方法探讨了工艺因素对色料合成的影响。结果表明,Si/Fe比是影响合成硅铁红色料的主要因素。X衍射分析表明,合成的色料主要是SiO2玻璃相对着色剂Fe2O3进行包裹。     

Preparation of TaB2-SiC oxidation protective coating for carbon materials by liquid phase sintering

To control the microstructure and amounts of TaB₂ phase in the TaB₂-SiC coating, a novel liquid phase sintering method was developed on the basis of in-situ reaction method to prepare the TaB₂-SiC coating, which includes synthesis of TaB₂ powders and further preparation of TaB₂-SiC coating. With Ta₂O₅, B₂O₃ and C employed as raw materials, hexagonal TaB₂ powders were prepared by carbothermal reduction method at 1500?°C, whose mean particle size is 491?nm. The TaB₂, SiC, C powders, and the low melting point phases Si and silica sol were used to prepare the TaB₂-SiC coating by liquid phase sintering at 2373?K. The thickness of the coating is about 350?µm. Compared with the SiC coating, the weight loss of the samples modified by TaB₂ decreased from 17.7% to 11.8%, and the average weight loss rate of the fastest weightloss zone reduced from ?6?×?10^?3 mg?cm^?2 s^?1 to ?5?×?10^?3 mg?cm^?2 s^?1. During oxidation, the Ta-oxides would gradually dissolve in the silicate glass to form Ta-Si-O glass ceramics with dendritic structure, which significantly improved the toughness and stability of the glass layer. The Ta-Si-O glass ceramics possesses the ability of sealing and arresting the microcracks, which can enhance the oxidation protective ability of the coating.     

无取向硅钢用磷酸盐涂层材料 制备及其防腐性能

系统研究了无取向硅钢用磷酸盐系涂层性能的影响因素。以氢氧化铝和磷酸为原料制备磷酸二氢铝,再添加适量的添加剂酒石酸铵、二氧化硅、环氧树脂,得到的涂液涂布于硅钢表面,并控制合适的烘干温度,通过耐盐雾实验考察各因素对涂液耐腐蚀性能的影响。实验结果表明,在磷酸与氢氧化铝物质的量比为3.4∶1、酒石酸铵用量为2%、二氧化硅用量为1%、环氧树脂用量为5%、烘干温度为300 ℃条件下,所得涂层材料的防（耐）腐蚀效果最佳。     

硅源对纳米级ZSM-5分子筛结构及其对甲醇转化制丙烯与丁烯反应催化性能的影响

采用低温水热晶化法,以四丙基氢氧化铵为模板剂,分别使用98%粗孔固体硅胶和30%硅溶胶为硅源,制备不同硅铝物质的量比的纳米级ZSM-5分子筛,研究硅源对其物化结构及甲醇转化制丙烯与丁烯催化性能的影响。结果表明,硅源种类影响ZSM-5分子筛的结构及铝分布,进而影响其酸性和催化性能。固体硅胶为硅源,有利于形成弱酸性位点;硅溶胶为硅源,有利于形成强酸性位点。在相同硅铝物质的量比时,以固体硅胶为硅源的ZSM-5分子筛的总酸量小于以硅溶胶为硅源的样品。无论使用何种硅源,对ZSM-5分子筛的晶型结构影响不大,且ZSM-5分子筛颗粒形貌均呈现为由小晶粒堆积成(500~1 000)nm的类球形颗粒。以硅溶胶为硅源制备的样品颗粒尺寸大于以固体硅胶为硅源制备的样品。硅铝物质的量比为400时,两种硅源合成分子筛的丙烯与丁烯的选择性相近,但以硅溶胶为硅源的ZSM-5分子筛的寿命更长。     

利用含锰硅胶低温制备钾水玻璃

以含锰硅胶副产品为原料,通过活化-氧化法将含锰硅胶制备成钾水玻璃溶液的同时去除了溶液中锰离子。将在100 ℃下活化2 h的含锰硅胶与工业氢氧化钾、去离子水于反应釜混合,65 ℃下将混合物搅拌 10 min成浆。1 h内匀速加入工业过氧化氢溶液,继续反应30 min,反应完成。过滤后得到质量分数为15%~26%、硅钾氧化物物质的量比（硅钾比）为0.8~1.5、Mn质量分数<5×10^-5的无色透明且可快速固液分离的钾水玻璃溶液与含锰氧化物滤渣。通过X射线衍射（XRD）对滤渣进行物相分析,发现滤渣中二氧化锰质量分数为76.3%、八氧化五锰质量分数为23.7%。该项工作不仅解决了副产含锰硅胶综合利用难题,同时实现了锰、硅资源的循环利用。     

紫外光固化二氧化硅/丙烯酸酯亲水杂化薄膜

紫外光照射下制备了用于改善玻璃表面亲水性的二氧化硅/丙烯酸酯透明杂化薄膜,其水接触角小于5°,具有优异的亲水性。讨论了反应时间、反应温度、丙烯酸羟丙酯用量和正丙醇用量与薄膜亲水性的关系。通过SEM对薄膜表面形貌进行了研究,发现薄膜具有多孔结构,SiO₂溶胶粒子均匀分布在膜层中。研究表明,以硅溶胶（ml）与丙烯酸羟丙酯（mol）配比为50∶0.15在40℃时反应1 h制备杂化溶胶,且涂膜液用20%（质量）正丙醇稀释时所制备的杂化薄膜亲水性最好。     

改性硅溶胶憎水薄膜的制备

从接触角变化的角度研究了甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(ETES)、γ- (甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(MPMS)等不同端官能团硅烷偶联剂改性硅溶胶制备的杂化溶胶;采用MPMS改性TiO₂制备了TiO₂-SiO₂/丙烯酸羟丙酯杂化溶胶,采用紫外固化工艺在玻璃表面制备了憎水薄膜。采用傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试仪等手段对薄膜的结构与性能进行了分析与表征。研究表明：MPMS改性纳米TiO₂与MTMS改性硅溶胶相容性良好,通过在MTMS改性硅溶胶中添加改性纳米TiO₂含量为0.1%时,薄膜水接触角最大可达140°左右。在玻璃表面涂膜前后光学性能无明显变化,具有广泛的应用前景。     

硅溶胶制备与应用研究进展

硅溶胶是二氧化硅的微粒分散于水中的胶体溶液.本文讨论了硅溶胶的制备方法,介绍了硅溶胶在化工、精密铸造、纺织、造纸、材料、涂料和电子等工业领域的用途,并对硅溶胶的研究前景进行了展望.     

硅溶胶改性紫外光固化环氧丙烯酸酯胶黏剂的研究

以正硅酸乙酯（TEOS）为无机前驱体,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）为偶联剂,HCl为催化剂,采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制得了硅溶胶,并以此硅溶胶对自制的紫外光固化环氧丙烯酸酯（EA）胶黏剂进行改性。通过傅立叶红外光谱（FT-IR）表征了EA的结构,通过热分析以及力学性能测试表征了此复合胶黏剂的热性能以及力学性能。结果表明：硅溶胶的加入显著地提高了环氧丙烯酸酯胶黏剂的耐高低温性能以及热稳定性,当硅溶胶的固体质量为体系总质量的40%时,复合胶黏剂在-196℃、室温、100℃的拉伸剪切强度分别提高了600%、320%、400%;热分解温度提高了50℃。     

溶剂型有机硅改性硅溶胶的合成与性能研究

以碱性硅溶胶、甲基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷为主要原料,二乙二醇丁醚为溶剂,通过水解-缩聚反应,制得溶剂型有机硅改性硅溶胶。研究了硅溶胶的pH值、中和用酸的种类、R/Si值以及有机硅单体总质量对有机硅改性硅溶胶性能的影响。结果表明,最佳工艺为:用HNO3调节硅溶胶的pH值至4.3~4.5之间、R/Si值为1.25~1.30、有机硅单体的总质量110~120 g(硅溶胶的质量为100 g),在此条件下得到的有机硅改性硅溶胶外观为胶体,成膜性好,其膜的硬度大于6 H、附着力为1级。红外光谱分析表明,有机硅很好地包裹在二氧化硅表面;TG-DSC结果表明,有机硅改性硅溶胶的耐热温度达500℃。     

A novel approach for preparing a SiC coating on a C/C-SiC composite by slurry painting and chemical vapor reaction

In order to improve the oxidation resistance of C/C-SiC composites, a SiC coating was prepared on a C/C-SiC composite by slurry painting combined with a chemical vapor reaction process. The oxidation resistance and microstructural evolution of the coated samples were investigated. The results show that the as-prepared SiC coating contained a large amount of residual silicon, and the presence of these Si promoted the formation of a complete SiO₂ glass layer in the initial stage of oxidation. However, the evaporation of the residual Si also accelerated the failure of the SiC coating, which caused the weight loss of the sample to be about 2.2% after oxidation in static air at 1500 °C for 300 h. Attributed to a large number of SiC ceramics in the C/C-SiC composite, the oxidation weight loss rate of the coating sample after coating failure was reduced.     

球形成型活性炭的制备及性能研究

以木质粉末活性炭为原料,凹凸棒土为添加剂,硅溶胶为粘结剂,制备了球形成型活性炭。考察了活性炭与凹凸棒土质量比、硅溶胶加入量、焙烧温度和焙烧时间等因素对球形成型活性炭的干强度、湿强度和亚甲基蓝去除率的影响。结果表明,活性炭与凹凸棒土质量比为7∶3,25%硅溶胶溶液加入量为35%,在380℃温度下焙烧60 min制备的球形成型活性炭具有较优异的综合性能。制备的球形成型活性炭颗粒不仅可用于干燥环境如日常生活空气净化,而且可用于潮湿环境和污水处理中。     

炭／炭硬化保温材料的表面涂层及抗氧化性能研究

研究了炭／炭硬化保温材料的两种表面涂层方法。对封孔后的低密度材料进行SEM分析,对硅粉涂层与炭界面进行EDS和XRD分析,然后,（360±10）℃气中进行氧化烧蚀试验。结果表明：封孔石墨颗粒大小对低密度炭／炭保温材料的封孔效果有很大的关系,TC-200涂层效果致密效果好;硅粉涂层与炭本体界面在1600℃后形成碳化硅致密层,对低密度材料起到很好的防护作用。