Al/Al_2O_3填充PA6复合材料性能研究

以PA6为基体,铝粉和氧化铝粉为填料,利用双螺杆挤出机制备了复合材料,研究了复合材料的力学性能和导热性能。研究结果表明:铝粉和氧化铝粉作为填料复合填充到PA6中,复合材料的力学性能较纯PA6有较大程度降低,导热性能有较大程度提高,当铝粉添加量为30%、氧化铝添加量为20%时,复合材料的力学性能降低最少,导热性能提高最多,导热系数达0.81 W/(m·K)。     

PA6/纳米Al_2O_3复合材料摩擦性能的研究

研究了纳米Al2 O3 填充PA6复合材料的摩擦性能。通过分析纳米Al2 O3 含量、载荷对材料摩擦系数和耐磨性能的影响,得到复合材料中纳米Al2 O3 为 6wt%时,材料的摩擦性能最好。通过SEM图片分析试件摩擦表面形貌,发现复合材料的磨损机理从纯PA6材料的粘着磨损转为轻微的磨粒磨损和粘着磨损     

高流动性PA 6/Al_(2)O_(3)导热复合材料的制备及其性能北大核心

以球形Al_(2)O_(3)为填料,高流动性聚酰胺(PA)6为基体,利用双螺杆挤出熔融共混技术,制备了PA 6/Al_(2)O_(3)导热复合材料,并研究了Al_(2)O_(3)含量和粒径对复合材料性能的影响。结果表明:随着亚微米Al_(2)O_(3)含量的增加,填料形成了更加发达的导热通道,当Al_(2)O_(3)质量分数为80%时,复合材料的导热系数达到1.510 W/(m·K),较纯PA 6提升了439%,同时复合材料的弯曲强度提高了60%,弯曲模量提高了367%,结晶温度提高了16.1℃;添加Al_(2)O_(3)不仅改善了复合材料的结晶性能,还提高了复合材料的导热性能和力学性能。     

低浓度Al_2O_3-水纳米流体制备及导热性能测试

采用两步法制备低浓度Al_2O_3(40 nm)-水纳米流体,其体积分数为0.1%～0.5%.制备过程中不加分散剂,采用超声振动,并对其进行Zeta电位、粒度和吸光度测试表征其悬浮稳定性,结果表明当超声时间为3 h时,Al_2O_3-水纳米流体悬浮稳定性最好.进一步测试其导热系数,结果表明Al_2O_3-水纳米流体的导热系数均高于水的导热系数;室温下(17 ℃)当体积分数从0.1%增加到0.5%时,其导热系数从5.40%增加到17.9%.对于体积分数为0.2%的Al_2O_3-水纳米流体,当温度从17 ℃增加到57 ℃时,相应的导热系数从7.23%增加到23%;实验还发现纳米流体导热系数与纳米粒子的体积分数和温度均呈非线性关系.     

Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及性能研究

采用有机泡沫浸渍法制备Al2O3泡沫陶瓷,通过加入不同含量的硼酸和粘土作为烧结助剂可降低烧结温度。研究表明:烧结助剂的加入降低了陶瓷的气孔率,而陶瓷收缩率、抗弯强度、抗热震性能却得到了较大提高。Al2O3泡沫陶瓷显微结构均匀,具有较好的三维网状结构。     

石墨烯/Al_2O_3复相陶瓷材料的制备研究

采用Hummers法制备了石墨烯。利用复相陶瓷掺杂理论,研究了不同含量氧化石墨烯、不同烧结工艺对陶瓷晶粒的各向异性生长及材料致密度的影响。利用真空热压烧结法制备了复相Al_2O_3陶瓷,通过硬度测试、摩擦磨损测试、密度测试、SEM、XRD、拉曼散射等分析方法,对样品进行了成分分析以及端口形貌观察、显微组织观察,对影响复相Al_2O_3陶瓷制备的各种因素进行了试验研究与讨论。     

Al_2O_3增强ZrO_2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2 O3 微粉、化学共沉淀法制备 (Y ,Ce)—ZrO2 超细粉 ,通过适当工艺制备出ZrO2 /Al2 O3 复合陶瓷。经研究发现 ,添加Al2 O3,可抑制ZrO2 晶粒的长大 ,提高基体的强度和韧性。当Al2 O3 含量达到 30 % (质量分数 )时 ,复合陶瓷的抗弯强度为 986MPa ,断裂韧性为 13 7MPa·m1/ 2 。材料性能的提高可归结为Al2 O3 颗粒的弥散增韧和ZrO2 陶瓷的相变增韧叠加作用的结果     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3f/Al_2O_3复合材料及其性能研究

本文采用化学气相渗透法(CVI)在三维氧化铝纤维预制体上沉积热解碳(PyC)界面层,通过溶胶-凝胶法制备氧化铝纤维/PyC/氧化铝基体复合材料和无界面复合材料。通过三点弯曲实验分析其力学性能,扫描电子显微镜观察其断口微观结构。结果表明,当热解碳界面层厚度分别为0.6μm和0.8μm时,复合材料所对应的弯曲强度分别为231.3 MPa和158.2 MPa,与无界面复合材料弯曲强度55.8 MPa相比,力学性能分别提高314.5%和183.5%。通过微观结构分析发现利用热解碳界面可充分发挥连续纤维拨出、界面脱粘和裂纹偏转等增韧机制,实现材料脆韧转变。     

Mo/Al_2O_3复合材料的制备及性能研究

针对氧化铝陶瓷和金属钼的特点,为解决氧化铝陶瓷低温脆性大、金属钼高温易氧化和蠕变等问题,通过溶胶凝胶法制备金属陶瓷颗粒,采用放电等离子烧结(SPS)制备了配比不同的Mo/Al_2O_3金属陶瓷复合材料,探究了Mo颗粒含量对Mo/Al_2O_3金属陶瓷性能的影响。结果表明:在1400℃下进行真空放电等离子烧结可得到Mo/Al_2O_3金属陶瓷,且在vol.%Mo=x(x=15,20,25)范围内、组分配比相同的情况下,添加20%Mo可制得综合性能较好的Mo/Al_2O_3金属陶瓷,其密度为5.2g/cm~3、硬度(HV0.5)为12.7、断裂韧性4.24MPa·m~(1/2)。     

高导热GE/Al_2O_3/CO-PA复合材料的制备与性能

以石墨烯(GE)和氧化铝(Al_2O_3)为导热填料,三元共聚尼龙(CO-PA)为基体,硅烷偶联剂KH-550为表面改性剂,通过溶液共混的方法制备了石墨烯/氧化铝/三元共聚尼龙导热复合材料。XRD和SEM分析表明,GE、Al_2O_3的加入改变了尼龙的结晶晶型; DSC与TGA分析表明,GE与Al_2O_3的填料体系降低了尼龙的结晶性能,同时复合材料的热稳定性得到提高;热导率测试结果表明,填料的添加使复合材料的热导率得到较为明显的提高,当Al_2O_3的添加量为50%,GE添加量8%时,复合材料的热导率提高了8. 8倍;力学测试表明,低含量的导热填料能够提高复合材料的力学性能,当Al_2O_3添加量为50%,GE含量为1%时,复合材料的屈服强度提高了62. 1%,当Al_2O_3添加量为30%时,复合材料的拉伸强度提高了21. 2%。     

Al_2O_3多孔陶瓷的制备及性能

以煅烧α-Al_2O_3微粉为原料、粘土为高温烧成粘结剂、羧甲基纤维素为成型粘结剂,采用模压成型法制备了氧化铝多孔陶瓷,运用TG-DSC、SEM、XRD等手段研究了烧成温度、粘土含量对氧化铝多孔陶瓷微观形貌、物相结构、线收缩率、气孔率及力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为1400℃时,氧化铝多孔陶瓷出现液相烧结,1500℃时液相烧结随粘土含量的增加更加明显;粘土在高温下促进了氧化铝多孔陶瓷的致密化使得线收缩率增大、气孔率降低、抗折强度提高。烧成氧化铝多孔陶瓷的主晶相为α-Al_2O_3,并有少量的莫来石相,莫来石由粘土在高温下转变得到。1400℃烧成的氧化铝多孔陶瓷综合性能优异,其气孔率介于28.6%~33.7%之间,抗折强度介于37.0~64.0 MPa之间。     

PPS/Al_2O_3导热复合材料的性能及其应用

以微米级三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了聚苯硫醚(PPS)/Al2O3导热复合材料,研究了硅烷偶联剂表面改性对PPS/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响.研究表明,硅烷偶联剂时Al2O3的表面改性提高了PPS/Al2O3导热复合材料的力学性能,且材料的热导率随着Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3的质量分数为70%时,未改性和改性Al2O3填充PPS导热复合材料的热导率分别达到2.279 W/(m·K)和2.392 W/(m·K),后者的热导率在Al2O3含量较高时偏离Agari理论曲线.SEM分析表明,改性Al2O3在PPS中分散均匀,两者结合紧密.经应用研究表明,PPS/改性Al2O3质量比为40/60的导热复合材料完全可满足发动机零部件、高耐热电子元器件对材料导热与力学性能的要求.     

Al_2O_3微粉性能的研究

对国产的十余种陶瓷及耐火材料用Ａｌ２Ｏ３微粉做了形貌、粒度分布、水化增重率及烧结性能的研究。结果表明，Ａｌ２Ｏ３微粉的加入能明显促进烧结。微粉加入的粒度以１～５ｕｍ为宜，加入量以１５％～２０％最好。     

BaNb_2O_6/Al_2O_3复相陶瓷的制备及力学性能

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相BaNb2O6引入到Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于1350℃制备BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:BaNb2O6与Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为10%(体积分数)时,1350℃无压烧结和热压烧结制备的BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

Al_2O_3/TiO_2纳米抗菌剂的制备及性能

以TiC l4、A l2(SO4)3为原料,控制n(A l2O3)/n(TiO2)=0.2,采用液相共沉淀法制备了A l2O3/TiO2纳米抗菌剂,并用DSC-TG、XRD、UV-vis等手段研究了A l2O3复合对TiO2抗菌性能的影响。结果表明,复合A l2O3后,TiO2纳米抗菌剂经900℃煅烧后完全是锐钛矿结构;950~1 050℃为良好的混晶结构,其中,经950℃煅烧后,混晶结构中锐钛矿相质量分数约占77%,平均粒径约20 nm,可见光吸收带边红移显著,光吸收阈值由纯TiO2的380 nm红移至430 nm左右,抗菌性能好,在荧光灯下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达15mm左右。     

Al_2O_3-H_2O纳米悬浮液导热系数研究

采用瞬变平面热源法测量了纳米Al2O3粉体分散于去离子水制备成的悬浮液的导热系数,分析了悬浮液的pH、分散剂的质量份额、纳米Al2O3粉体的质量份额等因素对悬浮液导热系数的影响。结果表明:在pH为8左右的时候,纳米Al2O3-H2O悬浮液的导热系数较大;悬浮液的导热系数随纳米Al2O3质量份额的增加而增加;在Al2O3纳米颗粒与SDBS分散剂质量分数比为1∶1时,悬浮液的导热系数较大,随着分散剂质量分数的增加,悬浮液的导热系数降低。     

等离子喷涂制备Al_2O_3-Cr_2O_3复相涂层组织及性能

采用等离子喷涂技术在45钢基体上制备Al_2O_3-Cr_2O_3复相涂层,通过SEM、XRD、万能试验机、硬度仪和磨损试验机等设备测定并分析了涂层组织结构,物相组成,以及涂层结合强度、孔隙率、硬度、磨损率等性能。结果表明:随着Cr_2O_3含量的增加,γ-Al_2O_3亚稳定相的比例逐渐降低,α-Al_2O_3稳定相的比例逐渐提高;复相涂层相比单一涂层,组织更加致密,综合性能更优,并且在40%氧化铬含量时最佳:孔隙率1.1%,结合强度12 MPa,剪切强度23.45 MPa,硬度为1010 HV,磨损率0.34%。     

纳米Al_2O_3改性酚醛基碳纤维的制备及性能研究

经熔融共混法将纳米Al_2O_3掺杂到热塑性酚醛树脂中,熔融纺丝,制备酚醛纤维原丝,再经固化处理,得交联化的酚醛纤维;碳化,得酚醛基碳纤维。考察了掺杂纳米Al_2O_3对酚醛纤维固化反应、交联化酚醛纤维性质及酚醛基碳纤维性质的影响。结果表明,引入纳米Al_2O_3可提高固化速率,随纳米Al_2O_3掺量的不同,纤维的残碳及拉伸强度都有不同程度的改善;在纳米Al_2O_3掺量1. 5%时,纤维的残碳率提高13. 6%,纤维的拉伸强度提高了6. 91%;改性酚醛基碳纤维的比表面积高达630 m2/g,与未改性的酚醛基碳纤维相比,比表面积提高了53. 7%。     

聚酰亚胺/纳米Al_2O_3薄膜的制备及耐老化性能研究

为提高聚酰亚胺薄膜的击穿场强和耐电晕性能,分别采用气相纳米Al_2O_3颗粒、非气相纳米Al_2O_3颗粒制备了聚酰亚胺杂化薄膜。通过热激电流(TSC)、耐电晕性能、击穿场强等测试,分别评价了薄膜的陷阱能级、陷阱密度分布趋势、耐电晕性能和击穿场强,并用扫描电子显微镜对薄膜断面进行形貌分析。结果表明:纯聚酰亚胺、非气相纳米Al_2O_3杂化聚酰亚胺薄膜、气相纳米Al_2O_3杂化聚酰亚胺薄膜电荷陷阱密度依次上升,同时陷阱能级有降低的趋势;与纯聚酰亚胺薄膜相比,气相纳米Al_2O_3的掺杂使薄膜的击穿场强由170 k V/mm提高至241 k V/mm;与非气相Al_2O_3杂化的薄膜相比,气相纳米Al_2O_3的掺杂使薄膜的耐电晕时间由24.25 h提高至43.45 h,同时气相纳米颗粒更不容易发生团聚,提高了纳米颗粒的分散性。气相纳米Al_2O_3颗粒的掺杂使聚酰亚胺引入了更多的界面态及缺陷,使其陷阱密度提高,有效提升了聚酰亚胺薄膜的耐电晕性能及击穿场强。     

纳米Al_2O_3改性酚醛基碳纤维的制备及性能研究

经熔融共混法将纳米Al_2O_3掺杂到热塑性酚醛树脂中,熔融纺丝,制备酚醛纤维原丝,再经固化处理,得交联化的酚醛纤维;碳化,得酚醛基碳纤维。考察了掺杂纳米Al_2O_3对酚醛纤维固化反应、交联化酚醛纤维性质及酚醛基碳纤维性质的影响。结果表明,引入纳米Al_2O_3可提高固化速率,随纳米Al_2O_3掺量的不同,纤维的残碳及拉伸强度都有不同程度的改善;在纳米Al_2O_3掺量1. 5%时,纤维的残碳率提高13. 6%,纤维的拉伸强度提高了6. 91%;改性酚醛基碳纤维的比表面积高达630 m2/g,与未改性的酚醛基碳纤维相比,比表面积提高了53. 7%。