先驱体转化法制备SiBNC陶瓷

以三氯化硼、甲基氢二氯硅烷、六甲基二硅氮烷为起始原料,通过共缩合路径合成了SiBNC陶瓷先驱体-聚硼硅氮烷(PBSZ),将PBSZ直接在氮气气氛中高温热解可得SiBNC陶瓷.通过元素分析、XPS、NMR、FTIR和XRD等对所得先驱体及相应陶瓷的组成、结构和高温结晶性能进行了表征.结果表明,先驱体的骨架结构为-Si-N-B-,其中,B、N以硼氮六环形式存在,而C则以Si-CH3形式存在;该先驱体在1000℃下的陶瓷产率为63%,所得SiBNC陶瓷主要由Si3N4、BN、SiC等相组成,具有很好的热稳定性能,在1700℃时能够保持非晶态,在1850℃时部分结晶,且其在1500～1850℃间失重仅为3.8%左右.     

以聚碳硅烷为先驱体原位反应制备Si-C-Ti陶瓷

研究了金属钛与聚碳硅烷陶瓷先驱体作为原料原位制备Si-C-Ti陶瓷.分析了二者比例、热解温度等对合成产物组成的影响.利用扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDX)对合成的产物的微观结构和组成进行了表征.首次发现金属钛与聚碳硅烷陶瓷先驱体反应形成Ti_3SiC_2相,利用DSC、XRD对金属钛与聚碳硅烷的反应温度及在不同温度下反应产物的组成进行表征,分析了Ti_3SiC_2相的形成机理.研究发现,可以通过控制先驱体与金属的比例及工艺条件等合成高纯的Ti_3SiC_2.     

Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,研究了低温裂解工艺(裂解温度低于1000℃)对2DCf/SiC复合材料结构和性能的影响,为Cf/SiC复合材料的低温制备探索可行之路.研究表明,采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf/SiC复合材料力学性能,其弯曲强度达到329.6 MPa,剪切强度32.1 MPa,断裂韧性14.7 MPa·m1/2.并采用差热(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)等对先驱体聚碳硅烷(PCS)及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究.     

稀土草酸盐先驱体法制备LaPO_4:Ce,Tb绿色荧光粉

采用稀土草酸盐先驱体法制各了LaPO4:Ce,Tb绿色荧光粉.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面仪及荧光分光光度计研究了荧光粉的制备过程,并对其晶体结构、表观形貌、粒径、比表面积、孔径分布、发光特性等进行分析和表征.结果表明:先驱体在900℃还原气氛下煅烧,制备的产物属于正磷酸盐的单斜晶系,独居石结构.颗粒形状接近球形,粒径分布在lOo～150nm.比表面积为7.3 m2/g,孔径分布较宽.同时,在286 nm紫外光激发下发绿光,发射主峰位于543 nm,对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁发射.     

镁合金消失模铸造模样的热解特征

采用气相色谱分析的方法对三种泡沫模样:聚苯乙烯(EPS)、共聚物(StMMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(EPM-MA)的热解特性进行了分析,同时对镁合金消失模实际浇注的热解气体进行了测试,得出了镁合金消失模不周泡沫模样热解产物的种类和分布.研究指出,StMMA的品质及其热解特性表明它更适合于镁合金消失模铸造,有利于高性能复杂薄壁镁合金消失模铸件的成形.     

先驱体浸渍裂解法制备三维编织石英纤维／氮化物复合材料

以裂解产物为Si3N4和BN混合物的聚硅硼氮烷（polyborosilazane，PSBZ）为先驱体，通过先驱体浸渍裂解（precursor infiltration and pyrolysis，PIP）工艺，制备了三维编织石英纤维增强Si3N4和BN混合物（3D SiO2f氮化物）复合材料。对材料的致密化、力学性能、热物理性能、微观形貌进行了分析和研究。因为先驱体与石英纤维浸润性好，陶瓷产率高，所以先驱体浸渍裂解法制备3D SiO2f/氮化物复合材料致密化较快。当浸渍一裂解4次后，材料的密度增加到1．71g／cm^3，其室温-200℃的热导率小于1．2W/m．K，而其弯曲强度、弹性模量分别为130．2MPa，22．6GPa，此时断口有明显的纤维拔出现象，呈非脆性断裂。     

Si3N4-SiO2-BN复相陶瓷材料的凝胶注模成型及其性能研究

利用凝胶注模成型法制备在Si3N4和SiO2二元体系的基础上引入BN形成三元体系的陶瓷材料,研究BN的加入量对浆料流变性能的影响,并且选用BN加入量为8%(质量分数,下同)的浆料(在具有优良的流变性能前提下)进行凝胶注模成型,并对含8%BN的浆料制成的生坯和烧结后的复相陶瓷进行性能表征。另外,实验对凝胶注模成型法中的脱模工艺进行了研究,发现按照特定的脱模顺序可保证坯体不会因收缩出现裂缝现象。     

TiC陶瓷先驱体制备和裂解研究

以钛酸四丁酯和二乙烯基苯(DVB)为原料,制备了TiC先驱体,并采用红外(IR)、热重-差热(TGA-DSC)、X射线衍射(XRD)等方法对先驱体和裂解产物进行了表征.结果表明:在283～296℃温度段,由于有机物分解出小分子导致TGA-DSC曲线上大的失重;在445～461 ℃之间,先驱体分解生成TiO_2.更高温度下,TiO_2与DVB裂解生成的碳发生碳热还原反应,生成TiC,且随着裂解温度的提高,TiC的结晶度也随之提高.XRD分析表明随着DVB用量的增加,同一温度下制备的产物结晶度提高.1200 ℃裂解的陶瓷产率均在30%左右.     

热解碳涂层对Al_2O_3纤维编织体介电及吸波性能的影响(英文)

采用化学气相沉积法在Al2O3纤维编织体上沉积热解碳涂层,利用SEM及激光拉曼光谱表征沉积与未沉积热解碳界面层的纤维编织体,并研究热解碳沉积时间对纤维电导率及编织体X波段介电吸波性能的影响。结果表明:纤维电导率及编织体复介电常数随着热解碳沉积时间的延长而增大。电子松弛极化引起复介电常数实部的增大,电导损耗引起虚部的增大。热解碳涂层可以改善Al2O3纤维编织体的吸波性能,对于沉积60min热解碳涂层的编织体,反射率在9.5GHz附近达到-40.4dB,吸波频带接近4GHz.     

聚合物先驱体热解制备超长SiC纳米线

采用聚合物先驱体热解技术,以聚合物先驱体-聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)为原料,在催化剂辅助作用下,于1200℃热解制备出超长碳化硅(SiC)纳米线.采用电子能量散射(EDS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和x射线衍射(XRD)等分析手段对SiC纳米线进行了表征.结果表明,所制备的纳米线为高结晶性β-SiC,纳米线直径约为30 nm～300 nm,长度可达数毫米.利用.气-固"生长机制对SiC纳米线的生长过程进行了分析.     

Cf/SiC复合材料力学性能对比研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,T300碳纤维和光威(GW)碳纤维为增强纤维,采用先驱体浸渍-裂解工艺(PIP)分别制备了Cf/SiC复合材料.在相同工艺条件下,所制备GW碳纤维复合材料的力学性能达到了T300纤维复合材料的性能水平,两种纤维增强SiC基复合材料抗弯强度分别为364 MPa和437 MPa.采用扫描电镜观察试样断口形貌及纤维拔出情况,并分析了复合材料的结构和性能差异.     

镁合金消失模铸造模样热解产物及其阻燃性分析

本文对镁合金消失模铸造过程中模样材料的热解特性进行了测试和分析，得出了聚苯乙烯（EPS）、聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA）、共聚物（StMMA）三种常用模样材料在镁合金浇注过程中的热解产物组成主要是苯乙烯、少量的液态产物和一定量的气态产物；通过对镁合金实际浇注过程中模样材料热解过程观察和分析，认为小分子主要有还原性的气态物质组成，具有很好的阻燃性。     

离子液体热解制备CNx薄膜及其摩擦学性能

为探索简易的碳基薄膜材料制备工艺,采用一种新型碳氮基骨架先驱体——离子液体热解在Q235钢和304不锈钢表面制备了CNx薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱仪等对CNx薄膜的表面形貌和结构进行了分析,并对其摩擦学性能进行了考察。结果表明:制备的CNx薄膜结构主要是环状sp2相团簇的无定型结构;CNx薄膜具有良好的抗磨减摩特性和较高的承载能力。与Q235钢基底相比,304不锈钢表面制备的CNx薄膜裂纹少,摩擦过程中不易剥落,表现出更好的抗磨减摩效果。     

BN对IF钢连铸结晶器保护渣理化性能的影响

采用BN替代碳质材料,研究BN对IF钢连铸保护渣理化性能的影响,在此基础上设计开发出IF钢新型连铸保护渣.新型连铸保护渣在熔化特性、粘性特征、夹杂物吸收能力和结晶性能等方面与传统连铸保护渣十分接近.新型骨架粒子BN可以使连铸保护渣熔化温度、熔化速度、粘度和结晶温度减小、Al2O3吸收速率增大.采用新型连铸保护渣可以彻底解决IF钢的结晶器内增碳问题,不会发生IF钢增硼问题,而在非稳态浇注条件下可能发生增硼反应.     

钛合金叶尖保护涂层的制备与表征

通过对TC4钛合金基体进行表面活化处理,并采用复合电镀技术,在钛合金基体上制备了结合力良好的Ni-c BN复合镀层。研制的复合镀层能够减少航空发动机钛合金叶片叶尖的摩擦磨损、杜绝"钛火"事故。进行了镀层的高温摩擦磨损试验以及与镍基封严涂层的磨削试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对涂层性能进行表征。结果表明:采用的钛合金基体表面活化处理技术,可保证复合镀层具有良好的结合力;同时,研制的Ni-c BN复合镀层对封严涂层具有良好的磨削能力和较低的摩擦系数,可以有效保护钛合金叶尖。     

铁的价态对水热制备焦绿石型氧化钨的影响（英文）

焦绿石型氧化钨是一种具有广泛潜在用途的新兴材料。研究从钨酸铵-碳酸铵溶液中水热制备焦绿石型氧化钨过程中铁的价态和亚铁离子添加量对钨结晶率的影响,重点研究亚铁离子促进钨结晶过程的机理。结果表明,亚铁离子能显著促进钨的结晶过程,而单质铁和三价铁离子的影响甚微;钨结晶率随亚铁离子添加量的增加而升高,当亚铁离子浓度为16 g/L时,钨结晶率达到最大值～60%。结晶母液的红外光谱(FTIR)分析表明,亚铁离子能促进溶液中WO_4四面体向WO_6八面体转变;结合结晶产物的X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分析,亚铁离子对钨结晶的促进作用可归因于亚铁离子嵌入焦绿石型氧化钨晶格而导致其面间距的增加。研究结果有助于焦绿石型氧化钨粉体的高效制备和钨的清洁生产。     

碳纤维增强氮化物基复合材料的制备及其性能表征

合成了全氢聚硅氮烷和硼氮烷的混杂先驱体并对其结构进行了表征;以混杂先驱体和3D碳纤维编制体为原料,采用先驱体浸渍-裂解(PIP)工艺制得了碳纤维增强氮化硼-氮化硅混杂基体的复合材料,并对复合材料的力学性能和抗烧蚀性能进行了研究.结果表明,混杂先驱体中含有B-N,B-H,Si-N,Si-H,N-H等结构,无其它杂质出现;随着PIP工艺循环次数的增加,复合材料的密度随之提高;当进行4个循环时基本致密,密度达到1.50g/cm3,弯曲强度达到156.4 MPa;轨道模拟实验显示复合材料具有优异的抗烧蚀性能.     

聚合物先驱体组分对SiC/SiBCN复合材料性能的影响

以SiC纤维为增强相,SiBCN复相陶瓷先驱体为浸渍剂,采用聚合物先驱体浸渍裂解工艺制备了SiC/SiBCN复合材料。采用SEM和力学性能测试对SiC/SiBCN复合材料氧化前后组分、形貌及力学行为进行了分析。试验表明,随着SiBCN复相陶瓷先驱体中聚硼氮烷(PBN)含量的增加,先驱体陶瓷产率先增加后降低,SiC/SiBCN复合材料1000℃/20 h氧化后的弯曲强度保留率亦先增加后降低。这主要归因于SiBCN复相陶瓷先驱体中PBN含量的增加有利于先驱体分子交联程度增加,更容易形成稳定的三维网络结构。此外,材料孔隙率以及SiBCN复相陶瓷的氧化行为也成为影响SiC/SiBCN复合材料氧化稳定性的重要因素。     

浸渍-涂覆型BN界面相对化学气相渗透法制备SiC_f/SiC复合材料力学性能的影响(英文)

以硼酸和尿素为先驱体,采用浸渍-涂覆法在氮气气氛中在SiC纤维表面制备BN界面相。利用SEM/EDS、XRD和FT-IR对BN界面相的形貌和结构进行表征。采用化学气相渗透法(CVI)制备SiCf/SiC复合材料,并研究BN界面相对复合材料力学性能的影响。结果表明:光滑的BN界面相覆盖在SiC纤维表面,厚度约为0.4μm,为紊乱层状的t-BN物相。有无BN界面相的复合材料弯曲强度分别为180和95 MPa,并且有BN界面相的复合材料表现出明显的韧性断裂行为。微观结构分析表明,BN界面相在基体渗透过程中保护纤维免受化学腐蚀,减弱纤维和基体之间的界面结合强度方面发挥重要作用,这有助于大幅度提高复合材料的力学性能。     

程序升温热解磷酸氨镁及热解产物的氨氮脱除性能（英文）

为使磷酸氨镁(MAP)脱氨完全及改善热解产物的氨氮去除性能,研究了一种程序升温的热解方式,并探讨了热解产物去除氨氮的热力学及动力学过程。结果表明,热解方式及热解终点温度明显影响MAP热解产物的氨氮去除性能,控制热解终点温度为180°C、5°C/min的程序升温方式,以及氨氮反应体系的p H值为9.5较为合适,在此条件下,MAP热解产物对氨氮的去除量达95.62 mg/g,经120 min对起始浓度为1000 mg/L氨氮的去除率达82%;动力学及热力学结果表明,MAP热解产物去除氨氮是H~+与NH_4~+的离子交换过程,其动力学符合Lagergren准二级模型,平衡时间为120 min,等温曲线符合Freundlich模型。