氧化硅气凝胶的高温性能

以正硅酸乙酯为硅源,在酸碱催化作用下通过溶胶-凝胶工艺得到SiO_2溶胶,经凝胶老化,超临界干燥得到SiO_2气凝胶。采用FT-IR、XRD、TG-DSC、SEM、BET等手段对SiO_2气凝胶在高温下的结构和性能进行了分析和表征。结果表明:SiO_2气凝胶经过600~900℃的热处理后,-OH数量减少,气凝胶仍然保持了非晶结构。经过1500s的热处理过后,气凝胶内部出现了微孔,导致材料比表面积增大。经900℃热处理9000s后,比表面积降为514.299m2/g,气凝胶团聚严重。     

纳米氧化锆粉末的制备与微观形貌

以锆的无机盐ZrOCl2·8H2O为前驱体,以氨水为沉淀剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化锆.凝胶经干燥后,在流动氮气气氛或静态空气气氛中,在不同温度下进行热处理.采用激光粒度仪、综合热分析仪和X射线衍射仪对所制备的粉末进行表征.讨论干燥方式和热处理温度对粒径的影响.结果表明:相同温度下醇凝胶流动氮气条件下所制氧化锆粒径、比表面积优于水凝胶在静态空气下所制氧化锆;随着热处理温度地升高,颗粒粒径相应增大,比表面积则相应减小.     

单层磨料凝胶抛光垫的加工性能研究

目的 研究单层磨料凝胶抛光垫的加工性能,为提高磨料利用率以及降低磨料对凝胶基体的破坏提供解决思路.方法 使用自行搭建的测力装置,对磨粒与基体的界面结合强度进行研究,分析磨料粒度和偶联剂对界面结合强度的影响,研究磨料粒度和结合剂厚度对磨粒附着的影响,并将制备的单层磨料凝胶抛光垫与常规多层磨料凝胶抛光垫分别在湿抛光和干抛光工艺条件下加工碳化硅衬底,对比两者的材料去除率、表面粗糙度和工具的磨损情况.结果 200/230目金刚石磨粒的界面结合强度是80/100目的4倍有余,添加偶联剂后,80/100目金刚石磨料与基体的界面结合强度提高了75％.粗粒度的W40多层磨料容易破坏凝胶基体的结构,而细粒度的W5单层磨料不会破坏凝胶基体结构,且单层磨料工具的凝胶体涂覆厚度应低于0.6 mm.湿抛光条件下,单层磨料工具能达到多层磨料工具的抛光效果;干抛光条件下,单层磨料工具的材料去除率相比多层磨料工具提升11.5％;湿抛光和干抛光条件下,单层磨料凝胶工具的耐磨性都显著强于多层磨料工具.结论 单层磨料凝胶工具在湿抛光条件下具有与多层磨粒凝胶工具等效的加工能力,但是在干抛光条件下,单层磨料凝胶工具的加工能力和使用寿命要显著优于多层磨料凝胶工具.     

硅铝纤维复合气凝胶的制备及热学稳定性

以正硅酸四乙酯(TEOS)和仲丁醇铝(ASB)为前驱体,硝酸为催化剂,复合莫来石纤维为增强支撑骨架,在不使用螯合剂情况下,采用溶胶-凝胶技术,超临界干燥制备了块体硅-铝纤维复合气凝胶。制备的样品分别进行600,800和1000℃热处理。利用扫描电镜、红外分光光度计、X射线衍射仪、Hotdesk热导率分析仪等仪器对复合气凝胶的微观形貌、结构及热性能进行表征。硅铝复合气凝胶在室温下热导率为0.035W/m·K,复合气凝胶的热导率随着温度的升高而升高。硅铝纤维复合气凝胶室温下的热导率为0.046W/m·K,高温处理后的收缩率相比硅铝复合气凝胶有所降低。     

溶胶-凝胶法制备氧化锆粉体

以正丙醇锆为锆源,采用溶胶-凝胶法制备了ZrO2粉体。研究了硝酸含量对凝胶时间及热处理温度对ZrO2晶型的影响规律。通过控制硝酸含量可以有效改变凝胶时间;通过锆醇盐水解缩聚制备的ZrO2干凝胶,在低温下热处理首先形成ZrO2四方相,在较高温度热处理后才转变为单斜相;锆醇盐水解缩聚制备的氧化锆粉体在1200℃以后烧结过程明显加快。     

凝胶燃烧法合成LiCoO2超细粉体的研究

以LiNO3和Co(NO3)2@6H2O为原料,柠檬酸为燃料.采用凝胶低温燃烧技术合成了LiCoO2超细粉体.并利用各种分析技术对柠檬酸和硝酸盐形成的凝胶及凝胶燃烧合成的粉体进行了研究柠檬酸硝酸盐凝胶在350-400℃之间发生燃烧反应,得到黑色疏松粉体X射线衍射分析表明.适当提高柠檬酸在凝胶中的含量.燃烧后得到的粉体晶粒尺寸显著减小未经燃烧的粉体中除含有LiCoO2外.还有CoO,Li2CO3等杂质相.但在450℃下经短时间煅烧后.杂质相消失,其晶相为层状岩盐结构的高温LiCoO2相扫描电镜和透射电镜观察发现.随着煅烧温度的提高.LiCoO2粉体的粒径有所增大.但远小于在相同煅烧条件下用固相反应法制备的LiCoO2粉体.这表明采用燃烧法更适于合成具有单一相结构的,可在低温条件下烧结的超细LiCoO2粉体.     

二氧化硅气凝胶复合材料可重复使用性能研究

为研究二氧化硅气凝胶复合材料可重复使用性能,根据二氧化硅气凝胶复合材料的实际使用情况,对二氧化硅气凝胶复合材料在400℃下单面加热10次,每次保温1800s,通过对其质量损失率、尺寸收缩率、隔热性能、微观结构变化进行监测的手段对二氧化硅气凝胶复合材料在400℃下的稳定性进行评价。结果表明,经过10次单面加热的二氧化硅气凝胶复合材料表现出了优异的稳定性能,其中质量损失率、XYZ方向尺寸收缩率、常温热导率、高温热导率以及微观结构变化都非常小。综合来看,二氧化硅气凝胶复合材料在400℃下单面加热10次的使用条件下能够安全使用。     

玻璃先驱体对溶胶-凝胶合成纳米氧化铝的影响

以硝酸铝、硝酸镁、硝酸钙、硅溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成纳米级氧化铝粉体,并对不同温度煅烧后粉体的物相与形貌进行表征。通过在硝酸铝的溶胶中引入4%(质量分数)的MgO-CaO-Al2O3-SiO2玻璃助剂先驱体,在80℃水浴中长时间静置后获得乳白色凝胶,在不同温度下煅烧该凝胶,结果发现:煅烧温度低于950℃时,所获得的粉体主要为无定型态,仅含有少量的γ型氧化铝;将凝胶在1000℃煅烧2h后,全部变成粒度在25～35nm、粉体颗粒呈球形的α型氧化铝;玻璃助剂先驱体的添加,不但降低了α-Al2O3的合成温度,同时还加快了γ-Al2O3向α-Al2O3的转变进程。     

有机凝胶-热还原法制备FeNiCu三元合金微细纤维

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶一热还原法制备了FeNiCu合金微细纤维.通过FTIR,XRD,TG/DSC,SEM和VSM对纤维先躯体凝胶的结构、物相组成、热分解过程、热处理后产物的形貌及磁性能进行了表征.结果表明,在凝胶形成过程中,金属离子可单齿配位于柠檬酸根阴离子,并形成线性分子结构,使凝胶有较好的可纺性;先驱体纤维经氢气和氮气气氛下800℃还原1 h后形成了晶粒细小、直径可以小于1μm、长度可达0.5 m的均匀Fe0.33Ni0.33Cu0.33 合金微细纤维,其饱和磁化强度为82.17 A·m2/kg,矫顽力为6.67 kA/m.     

气凝胶微球表面改性及对隔热涂料的影响

制备并表征了完全疏水及表面亲水改性两种二氧化硅气凝胶微球,研究了疏水型,表面亲水型及润湿剂处理气凝胶微球后隔热涂料的热导率。结果表明,表面亲水改性后,硅羟基及氨基被嫁接到气凝胶微球表面,气凝胶微球压片与水滴的接触角减小,表明二氧化硅气凝胶微球的亲水性增强;表面亲水改性及润湿剂处理有助于增加气凝胶微球与聚合物之间的相容性,同时减小疏水气凝胶微球在聚合物中的团聚,热导率检测显示润湿剂处理后的气凝胶隔热涂料热导率比内疏外亲气凝胶微球隔热涂料热导率更低,而三者中疏水二氧化硅气凝胶微球隔热涂料的热导率最高。