Al2O3-SiO2复合膜的疏水改性及表征

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2复合薄膜,通过添加二甲基二乙氧基硅烷(DDS)对其进行疏水改性。研究了DDS添加量对复合溶胶体系稳定性和复合膜表面疏水性的影响,采用接触角测量、红外光谱(IR)、热重分析(TG-DTG)、原子力显微镜(AMF)对样品进行表征。结果表明,对于Al2O3∶SiO2(mol/mol)=1∶2比例下制得的复合膜,随着DDS的加入,薄膜表面疏水性明显增强,当DDS加入过多时,会影响复合溶胶的稳定性,实验确定DDS加入量的最佳值为1%(体积分数);DDS的加入没有破坏复合膜的网格结构,复合膜仍以SiO2颗粒为骨架;经200℃热处理后,可得到具有良好的疏水性能的复合膜。     

纳米Al2O3增强铝基复合材料的制备技术和发展方向

纳米颗粒具有极高的增强效率,能够显著提高铝基复合材料的综合性能.纳米Al2 O3/Al复合材料作为其中的代表,具有高弹性模量、高强度和低密度等优势,得到长期的关注和研究.详细介绍了纳米Al2O3/Al复合材料的制备方法,分析了各制备方法的优点和缺点,并对纳米Al2O3/Al复合材料的发展前景进行了展望.     

多孔Al2O3f/Al2O3复合材料研究进展

作为20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,连续氧化铝纤维增韧氧化铝(Al₂O_3f/Al₂O₃)复合材料已经发展为与C_f/SiC、SiC_f/SiC等非氧化物复合材料并列的陶瓷基复合材料。以多孔基体实现基体裂纹偏转成为Al₂O_3f/Al₂O₃复合材料主要的增韧设计方法,形成的多孔Al₂O_3f/Al₂O₃复合材料具有优异的抗氧化性能和高温力学性能,可在高温富氧、富含水汽的中等载荷工况中长时服役,是未来重要的热结构材料。经过近30年的发展,多孔Al₂O_3f/Al₂O₃复合材料已被应用于航空发动机、燃气轮机等热端部件。本文综述了多孔Al₂O_3f...     

纳米SiO2/Al2O3复合改性对环氧树脂绝缘性能的影响

以双酚A型环氧树脂E51为基体,纳米SiO₂/Al₂O₃为辅助填料,采用低温等离子体协同偶联剂对纳米填料进行接枝处理,控制低温等离子体处理时间,制备出纳米SiO₂/Al₂O₃/E51三元复合绝缘材料,研究纳米填料对环氧树脂复合材料介电性能、闪络电压、热分解温度及击穿强度等的影响。结果表明,纳米SiO₂填充量为3%,纳米Al₂O₃填充量为1.5%,并且采用偶联剂协同低温等离子体的处理时间为30 s时,复合试样各项电气性能均得到显著提升。初始分解温度较未改性时提高22℃;闪络电压较未改性时提高20.9%;击穿强度较未改性时提高23.1%。这一结果为提高环氧树脂电气性能提供了新的研究思路。     

硅烷偶联剂KH550表面改性纳米Al2O3的研究

利用硅烷偶联剂KH550对自制均匀分散的纳米Al2O3进行表面改性。红外光谱分析表明,纳米Al2O3表面成功接枝了KH550。热失重分析得出KH550的最佳用量为2.5%,最佳改性时间为60min,吸附量约为2.394%。透射电镜照片表明,表面改性提高了纳米Al2O3在无水乙醇体系中的分散均匀性,表面由亲水变为亲油。     

Al2O3颗粒形貌对注凝成型ZrO2/Al2O3陶瓷性能的影响

采用3种不同形貌的Al₂O₃原料对注凝成型制备ZrO₂/Al₂O₃（ZTA）陶瓷工艺中悬浮体的流变性能进行了研究。以低毒的单体N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）制备了ZrO₂/Al₂O₃坯体和陶瓷。讨论了3种不同形貌的Al₂O₃原浆料的分散剂用量、球磨时间和固含量对浆料流变性的影响。Al₂O₃粉体呈扁平状有利于降低浆料的黏度,Al₂O₃粉体呈棒状对生坯强度的提高有利。制得的3种ZrO₂/Al₂O₃坯体颗粒间结合紧密,抗弯强度分别达到21.45,19.87,25.90 MPa。Al₂O₃粉体呈颗粒状有利于最终陶瓷力学性能的提高,陶瓷的抗弯强度及断裂韧性分别为680 MPa和7.49 MPa·m^1/2,453.1 MPa和6.8 MPa·m^1/2,549.4 MPa和6.34 MPa·m^1/2。     

负载型ZnO纳米棒/Al2O3的制备及其光催化性能

以ZnCl2和Na2CO3为原料,将低温高压水热合成的ZnO前驱物原位沉积负载于Al2O3上,经高温焙烧得负载型纳米ZnO/Al2O3光催化剂。甲基橙光催化降解实验的结果表明,ZnO担载量为25%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为0.5g.L-1时,ZnO/Al2O3的光催化活性最佳。紫外灯光照30min,其对甲基橙的降解率达91.7%。在相同条件下,在太阳光下照射30min,其对甲基橙的降解率也可达87.9%。TEM结果表明,ZnO均匀分散于Al2O3上,呈无序棒状,外径为5～12nm。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯ZnO,ZnO/Al2O3对可见光的响应明显增强。     

纳米Al2O3的晶型对聚酰亚胺杂化薄膜性能的影响

将经偶联剂处理的纳米Al2O3粉体,借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸溶液中,制备出Al2O3不同晶型、不同含量的PI/纳米Al2O3杂化薄膜,并对杂化薄膜微观形貌、聚集态结构、光透过率、热稳定性、电击穿场强进行研究,分析Al2O3晶型和含量对PI/纳米Al2O3杂化薄膜的结构和性能的影响.结果表明:PI/纳米Al2O3杂化薄膜的热稳定性,电击穿场强均高于纯PI薄膜,且随着纳米Al2O3含量的提高热稳定性也随之提高,电击穿场强先升高后降低;填充Al2O3粉体的晶型对PI薄膜分子链堆积密度有较大的影响,导致添加不同晶型Al2O3的杂化薄膜性能的差异.     

片状纳米Al2O3/环氧树脂复合材料的制备及性能

采用水热法制备片状纳米Al₂O₃,经过偶联剂改性后与环氧树脂复合,通过溶液混合法制备了不同填充量的片状纳米Al₂O₃/环氧树脂复合材料,研究了片状纳米Al₂O₃用量对片状纳米Al₂O₃/环氧树脂复合材料介电性能和热性能的影响,利用SEM对复合材料的断口形貌进行了表征。结果表明: 片状纳米Al₂O₃在环氧树脂基体中分散良好;随着片状纳米Al₂O₃填充量的增加,复合材料的起始热分解温度升高、介电强度增大,当片状纳米Al₂O₃的填充量为7wt%时,复合材料的介电强度为 29.58 kV/mm,比纯环氧树脂的介电强度提高了30%;复合材料的介电常数(3.8~4.5)和介电损耗(0.015)比纯环氧树脂稍有增大,但仍维持在较好的介电性能范围内。     

原位自生纳米Al2O3/Al-Zn-Cu复合材料的力学性能

将纳米ZnO粉末和Al粉球磨后冷压成Al-ZnO预制块,然后将其加到Al-Zn-Cu熔体中进行Al-ZnO原位反应,制备出纳米Al₂O₃颗粒增强Al-Zn-Cu基复合材料。能谱面扫描分析和透射电镜观察结果表明,复合材料由纳米Al₂O₃颗粒和Al₂Cu析出相两种颗粒/析出相组成。纳米Al₂O₃颗粒通过异质形核和晶界钉扎,细化了Al-Zn-Cu合金晶粒组织和Al₂Cu析出相。原位纳米Al₂O₃颗粒的生成提高了基体合金的拉伸性能,轧制+热处理使Al₂O₃/Al-Zn-Cu复合材料的拉伸强度比相同处理的基体合金提高约100%,总伸长率提高约98%。     

中空纤维担载Al_2O_3-SiO_2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

中空纤维担载Al2O3-SiO2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

纳米Al_2O_3/聚酰亚胺复合薄膜的介电与力学性能

采用原位聚合与热亚胺化的方法,成功制备了一系列不同纳米Al_2O_3粒子质量分数的纳米Al_2O_3/聚酰亚胺(PI)复合薄膜。通过SEM、TEM、XRD、FTIR、LCR数字电桥、高压电源及电子万能材料试验机对纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的微观结构、介电性能及力学性能进行了表征和测试。结果表明:纳米Al_2O_3粒子在均匀地分散在PI基体中;当纳米Al_2O_3粒子质量分数为8%时,纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的击穿强度和拉伸强度均达到了最大值;纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的介电常数随纳米Al_2O_3质量分数的增加而增加。     

催化与PV双功能中空纤维复合膜制备及其应用过程

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜为支撑底膜,聚乙烯醇(PVA)为渗透汽化(PV)层,全氟磺酸树脂(PFSA)-聚乙烯醇(PVA) -纳米材料(SiO2、Al2O3和TiO2)为催化层,制备了具有催化和PV双功能的PFSA- PVA- SiO2 (Al2O3和TiO2 )/PVA/ PAN中空纤维复合膜.以乙酸-乙醇酯化反...     

耐高温Al2O3/TiO2纳米复合粉体的制备及表征

以TiCl4、Al2(SO4)3为原料,采用液相沉淀法制备了Al2O3/TiO2纳米复合粉体,同时对该纳米复合粉体的相变过程和晶粒生长过程进行了详细的研究,对紫外-可见光吸收进行了检测.结果表明:纳米TiO2粉体经Al2O3复合后,其耐温性能得到极大提高,复合粉体经950℃煅烧后锐钛矿相含量仍然在77%,晶体粒径在20nm左右;锐钛矿向金红石晶型的转变温度在950～1100℃的高温区.复合粉体在低温煅烧后,紫外-可见吸收强度较纯纳米TiO2有较大提高,高温煅烧后,复合晶的紫外光吸收红移.     

阳极氧化法制备TiO_2和Al_2O_3有序多孔阵列

采用阳极氧化法制备了TiO2和Al2O3有序多孔阵列,并通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、莱茨光学显微镜对制备的TiO2和Al2O3有序多孔阵列进行表征。结果表明,随着氧化电压的增大,TiO2和Al2O3纳米孔的直径增加,孔密度减小。随着氧化时间的延长,TiO2和Al2O3多孔膜厚度增加,到一定时间后膜厚不变。同时讨论了阳极氧化机理,无论是制备TiO2还是Al2O3有序多孔阵列,阳极氧化过程主要由3个阶段组成:阻挡层的形成、阻挡层的溶解、多孔层的稳定生长。     

纳米Al/Al2O3复合材料中Al2O3膜的碎化对性能的影响

观察了在不同温度下退火的Al/Al2O3复合材料的微观组织，结果表明，当退火温度达570℃时包裹着Al核的非晶Al2O3壳开始破碎。研究了非晶Al2O3膜的破碎机理并在此基础上讨论了材料微观结构与力学性能和内耗的关系，发现氧化膜的状态对材料的力学性能和内耗特征具有决定性的影响。     

表面自组装法制备高比容Al2O3/TiO2复合膜

通过提高工作介质氧化膜的介电常数来增加电容器的比容量, 是解决铝电解电容器小型化、轻量化常用的方法之一。本研究采用表面自组装法, 在铝箔表面引入磺酸基团使铝箔表面的荷电性质发生改变, 铝箔与二氧化钛前驱体胶粒间的静电斥力转变为静电引力, 从而增加了二氧化钛在铝箔表面的沉积量。经过热处理与阳极氧化后, 在铝箔表面形成了高介电常数Al₂O₃/TiO₂复合膜。相对未涂覆TiO₂的阳极铝箔, 采用表面自组装法制备的复合膜表面的钛含量增加了30倍, 其比容量在400 V耐压下提高了44.26%。本方法制备的大比容量阳极氧化铝箔在铝电解电容器行业有巨大的应用潜力。     

Fe~(3+)/Ti~(4+)赋存状态对钛酸铝/莫来石复合材料结构的影响

借助XRD、SEM和能谱分析仪等手段,研究了1 600℃煅烧中低品位矾土制备的钛酸铝/莫来石(Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss)复合材料经1 200℃保温12h后结构的稳定性。结果表明:高温煅烧中低品位矾土后,其合成材料的结晶物相组成为3Al_2O_3·2SiO_2ss、Al_2TiO_5ss和少量残存的方石英;Fe~(3+)或Ti~(4+)离子以不同形态赋存于结晶相(3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss)和非晶相。含Fe~(3+)/Ti~(4+)离子的3Al_2O_3·2SiO_2ss将Al_2TiO_5ss结晶相分割,使其蜷缩其间,并抑制Al_2TiO_5ss的分解;高温下,二者因组成元素相近而致使晶界融合,进而共同构建了体系牢固的致密骨架结构。由3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss等高温物相构成的致密结构将非晶相挤压于空隙结构的3Al_2O_3·2SiO_2ss晶间,避免了低熔点相富集带来的不利影响,进而赋予该Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss复合材料良好的结构稳定性。     

纳米Al/Al2O3复合材料的热稳定性机理

通过对纳米Al/Al2O3复合材料微观结构的研究，揭示了这种材料热稳定性的特点，在550℃以下，完整的Al2O3的外壳限制了Al的传输，从而保持了原来的晶粒形态和尺寸。在570～650℃的温度范围内，弥散分布的Al2O3碎片通过钉扎晶界抑制了Al晶粒的长大，即使在660℃，Al晶粒熔化后，弥散的Al2O3碎片仍可在冷凝过程中有效地抑制Al晶粒的长大。