碳纳米管-TiB2陶瓷基复合材料的制备与性能研究

研究了用热压烧结(HP)方法制备TiB2-xwt%CNTs-5wt%Ni(x=0.1、0.3、0.5、1、4)复合材料的工艺条件、力学性能和微观结构.用XRD研究了其相组成,用SEM观察了复合材料的断口形貌和裂纹扩展.研究表明碳纳米管的加入使复合材料的硬度、弯曲强度和断裂韧性得到明显的提高,并且在碳纳米管含量为0.5wt%左右时,复合材料的硬度达到20.5GPa,弯曲强度为496MPa,断裂韧性达7.25MPa·m1/2;断口形貌分析表明碳纳米管主要分布于TiB2颗粒的晶界处,复合材料的增韧机制主要是碳纳米管的拔出机制和桥联机制.     

先驱体转化法制备2D Cf/SiC-Cu复合材料及其性能

针对固体火箭发动机喉衬的使用工况,提出在Cf/SiC体系中引入Cu,通过Cu发汗降低材料表面温度以提高材料的抗烧蚀性能.采用先驱体转化法制备了铜体积分数分别为2.18%、4.86%和6.53%的新型复合材料,同时考察了其力学性能和烧蚀性能.结果表明,随着铜含量的增加复合材料试样的弯曲强度逐渐下降,分别为261.07 MPa、203.61 MPa、164.91 MPa;试样的断裂韧性也逐渐下降,分别为13.4 MPa·m1/2、12.5 MPa·m1/2、11.8 MPa·m1/2.三种复合材料试样在氧乙炔焰烧蚀30 s后,试样结构均保持完整,弯曲强度分别下降到121.16MPa、140.23 MPa、122.87 MPa,质量烧蚀率分别为0.036g/s、0.050g/s、0.064g/s.与其他喉衬材料相比,2D Cf/SiC-Cu材料密度低、力学性能和抗烧蚀性能好,具有良好的应用前景.     

TiN-Al2O3纳米复合材料的力学性能和导电性能

以纳米TiN和α-Al2O3粉体为原料,采用球磨混合法制备了纳米TiN-Al2O3复合粉体,通过热压烧结得到致密烧结体.研究了纳米TiN颗粒对Al2O3材料力学性能和导电性能的影响,实验结果表明:在Al2O3基体中加入15vol％TiN纳米颗粒时,Al2O3材料的弯曲强度和断裂韧性分别从370MPa和3.4MPa·m1/2提高到690MPa和5.1MPa·m1/2,随着TiN添加量的增加,复合材料的电阻率逐渐降低,在25vol％TiN时达到最低值(6.5×10-3Ω·cm).     

添加β-Si3N4棒晶对氮化硅陶瓷力学性能的影响

将由自蔓延燃烧合成法制备的β—Si3N4棒晶加入到α-Si3N4起始原料中,研究了热压烧结氮化硅陶瓷力学性能的变化.随棒晶添加量的增加,材料的韧性提高,抗弯曲强度下降.与不加棒晶相比,加入8wt％的β-Si3N4棒晶可使陶瓷的韧性从4.0MPa·m1/2提高到6.7MPa·m1/2.断口形貌和压痕裂纹的显微结构观察表明,韧性的提高源于长柱状晶粒的拔出和裂纹的偏转.     

浸渗法制备双连续TiB2/(Cu,Ni)复合材料的组织和性能

用高温粉末烧结结合自发浸渗法制备高TiB2含量(体积含量约为86%)的双连续TiB2/(Cu,Ni)复合材料,研究了不同陶瓷体积含量多孔材料对TiB2/(Cu,Ni)复合材料微观组织和力学性能的影响.采用XRD和SEM分析了复合材料的相组成和微观结构,用三点弯曲试验测试了复合材料的弯曲强度和断裂韧性.结果表明:经过预制坯高温烧结后自发熔渗金属是制备致密的双连续TiB2/(Cu,Ni)复合材料的有效方法,复合材料的致密度和力学性能得到显著提高;当TiB2陶瓷体积含量为81.6%以及浸渗温度为1500℃条件下,TiB2/(Cu,Ni)复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别达到640.5 MPa和9.37 MPa·m1/2,相对密度为98.4%.     

SiC w/BAS复合材料的显微结构及力学性能的研究

本文采用热压烧结法制备出致密的SiCw增强BAS玻璃陶瓷基复合材料．结果表明,BAS基体晶化后获得以钡长石为主晶相和莫来石为次晶相的复相BAS玻璃陶瓷．晶须的加入对BAS基体有显著的强韧化效果,加入30vol％SiCw可使材料的室温抗弯强度和断裂韧性分别由基体的156MPa和1．40MPa·m1/2提高到356MPa和4．06MPa·m1/2．TEM观察结果表明,晶须／基体界面结合良好,无界面反应物和非晶层的存在．断口形貌和压痕裂纹扩展路径的SEM观察结果表明,复合材料的主要增韧机制为裂纹偏转、晶须的拔出和桥接．     

放电等离子合成Ti3AlC2/TiB2复合材料的制备及性能研究

采用放电等离子烧结方法研究了Ti3AlC2/TiB2复合材料的制备和不同TiB2含量(体积百分数)对Ti3AlC2/TiB2性能的影响.研究表明,在1 250℃,30 MPa压力和保温8 min条件下烧结,可以得到相对密度达98%以上的致密Ti3AlC2/TiB2块体材料;在Ti3AlC2中添加TiB2能大幅度提高材料的硬度;Ti3AlC2/TiB2维氏硬度达到10.39 GPa,电导率达到3.7×106 S·m-1当TiB2含量为10%时,抗弯强度为696 MPa,断裂韧性为6.6 MPa·m1/2,但当TiB2含量继续增加时,由于TiB2的团聚和TiB2抑制Ti3AlC2晶体的生长导致了材料的抗弯强度和断裂韧性的下降.     

TiC-TiB2/Cu复合材料的自蔓延高温合成研究

采用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB2/Cu复合材料,通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能.结果表明,TiC-TiB2/Cu复合材料中只有TiC、TiB2和Cu相存在;随着Cu含量的增加,燃烧温度下降,材料的颗粒尺寸变小;TiC-TiB2/Cu复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性均随Cu含量的增加呈先增后减趋势,当Cu含量为20%时强度最高为580MPa,Cu含量为40%时韧性最高为8.1MPa.m1/2.     

烧结温度对Cf/SiC复合材料结构及性能的影响

以碳纤维为增强体, 热压烧结制备了C_f/SiC复合材料, 研究了烧结温度对C_f/SiC复合材料密度、结构及性能的影响. 研究发现: 提高烧结温度能够促进C_f/SiC复合材料的致密度; 当烧结温度低于1850℃时, 升高烧结温度, 复合材料的强度和断裂韧性也随之提高. 当烧结温度为1850℃时, 复合材料的性能最优, 弯曲强度达500.1MPa, 断裂韧性为16.9MPa·m ^1/2. 当烧结温度达到1880℃时, 复合材料性能反而下降.     

TaC/Ti3SiC2复合材料的制备与性能

采用反应热压烧结法制备了TaC/Ti₃SiC₂复合材料,借助XRD、SEM、能谱仪以及热重分析等,研究了TaC含量对TaC/Ti₃SiC₂复合材料的相组成、显微结构、力学性能和抗氧化性的影响。结果表明: 采用反应热压烧结法可以制备出致密的TaC/Ti₃SiC₂复合材料,该复合材料的主晶相为Ti₃SiC₂和TaTiC₂,还含有少量的TiC;随着TaC含量的增加,TaC/Ti₃SiC₂复合材料的弯曲强度和断裂韧性呈现先增大后降低的变化趋势,当TaC含量为30wt%时,二者均达到最大值,此时弯曲强度为404 MPa,断裂韧性为4.10 MPa·m^1/2;TaC的引入,使TaC/Ti₃SiC₂复合材料抗氧化性能明显优于Ti₃SiC₂材料。     

新型固体润滑及油品添加剂-硫代钼酸盐的制备

研究了在水溶液中合成新型固体润滑兼油品添加剂一ＮｉＭｏＯ_２Ｓ_２及其原料（ＮＨ_４）_２ＭｏＯ_２Ｓ_２的条件,其最佳参数为ｐＨ＝４～５,温度为３０℃左右和ｐＨ＝７～９;温度为－５～０℃．还对产品的组成、结构及形貌进行了分析观察,并验证了ＮｉＭｏＯ_２Ｓ_２作为油品添加剂和固体润滑剂从２０～６００℃的减摩性能;证实硫代钼酸镍是一种宽温度范围的润滑剂．     

催化湿式氧化高浓度对氯苯基异氰酸酯生产废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分,通过对ZrO2的复合和掺入电子助剂CeO2的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理高浓度对氯苯基异氰酸酯生产废水的复合催化荆.在固定床鼓泡式反应器连续反应装置上对废水进行处理,考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性的影响,确定了最佳制备条件.结果表明:优化制备的CuO-ZrO2-CeO2/TiO2催化荆,用于处理高浓度对氯苯基异氰酸酯生产废水时具有较好的催化活性,在反应温度T=240℃,反应压力P=6.5MPa,空速=2.0h-1,V(气):V(水)=230:1,进水pH=8条件下CODcr去除率达到96.9%,而在相同反应条件下未加催化剂的湿式氧化CODcr去除率只有40.8%.     

双阳极光电催化氧化降解2,4-二氯苯酚的研究

为提高高级氧化技术对内分泌干扰物的降解和矿化性能,首次研究了(TiO2/Ti-Fe)-石墨毡双阳极光电协同催化氧化体系,并考察了其对2,4-二氯苯酚的光催化氧化降解性能.研究了电流在TiO2/Ti-Fe两阳极上的分配,外加电压,pH等主要因素对2,4-二氯酚降解效率的影响及反应过程中H2O2的生成及积累情况.实验结果表明,本体系不仅具有较高的H2O2生成效率和较强的光催化氧化降解性能,而且该体系可以在较宽的pH范围内工作.在较低的电流密度下反应60 min,2,4-二氯酚的降解率可达95%以上,而矿化率高达80%.     

用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法测试羰基镍粉中镁

运用了N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法进行羰基镍粉中镁的测定。介绍了镁最佳测定条件及呈良好线性范围的浓度。同时对样品消化处理条件及在测定中样品的干扰因素进行了综合考虑。该方法具有操作简便,容易掌握,分析周期短等特点。其灵敏度又能达到要求。重复性与准确度都达到了实验室分析计量测试和质量控制的要求。     

晶核剂对Li2 O-Al2 O3-SiO2系统微晶玻璃结构和性能的影响

通过传统熔体冷却法制得了以P2O5和TiO2为晶核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃,并经过热处理制得了微晶玻璃.利用红外光谱分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等对晶化试样的物相和显微结构进行了研究,着重探索了不同晶核剂对玻璃析晶、微晶玻璃结构、微晶玻璃力学和热学性能的影响.结果表明:TiO2更有利于玻璃析晶,但以P2O5为晶核剂的微晶玻璃具有更好的力学和热学性能.     

C2H2在硅氢加成反应中的应用研究

讲述了硅氢加成反应的机理,包括Chalk-Harrod机理、金属胶体粒子催化机理和硅基迁移机理;常用催化剂有均相催化荆和负栽型金属配合物催化荆;C2H2在硅氢加成中的应用.     

六氟化硫气体中微量杂质分析的研究

用两种气相色谱法测定了六氟化硫气体中微量杂质：Air、CF4、C3F8、SO2F2、SOF2、S2F10O,比较了热导—火焰光度串联法与氦离子色谱法的分析结果,相对误差小于3.0%,并对分析结果中的问题进行了讨论。     

Zn^2＋和CO^2＋对汽车件无镍常温磷化膜性能的影响

由于Ni2 污染环境,汽车磷化向无Ni或低Ni方向发展,采用扫描电镜(SEM)研究了Zn2 ,Co2 浓度对常温低锌汽车磷化膜性能的影响,对磷化液中添加不同量Co2 所形成的磷化膜做了对比试验.证实Co2 能细化磷化膜的晶粒形态,同时使磷化膜晶粒由片状向柱状转变;耐碱蚀试验表明,当Co2 从0.084g/L增加到0.420g/L时,在碱液中15min后的失重量从1.07g/m2下降到了0.60g/m2,这表明磷化液中Co2 的加入能提高磷化膜耐碱性,有利于提高随后的电泳涂膜的附着力(均达到1级)和耐冲击性能.试验证明,在汽车常温磷化中采用Co2 取代Ni是一种可行的方式.     

TiO2-SiO2纳米多孔材料常压干燥制备

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得了TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅(TMCS)/乙醇(EtOH)/己烷(Hexane)溶液对湿凝胶进行改性,再经常压干燥制备了TiO2-SiO2纳米多孔材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FTIR)和N2吸附/解吸法对纳米多孔材料的形貌和性质进行了分析.结果表明,所制备的TiO2-SiO2纳米多孔材料为轻质块状固体,具有连续多孔结构,密度为0.14～O.25g/cm3,孔隙率为88.6%～93.6%,比表面积为716.8～802.7m2/g.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,n(Ti):n(Si)=1:3的样品吸附率最高,20h时达到86%,n(Ti):n(Si)=1:2的样品光催化降解率最高,10h时可达到94%.     

Ba2ZnZCo2-ZFe12O22-SiO_2微晶玻璃陶瓷的sol-gel合成及性能研究

采用柠檬酸sol-gel工艺合成了Ba₂Zn_ZCo_2-zFe₁₂O₂₂-SiO₂微晶玻璃陶瓷;采用XRD、SEM对其相成分、显微结构进行了分析,结果表明,1200°C/5h得到的Ba₂Zn_ZCo_2-zFe₁₂O₂₂-SiO₂微晶玻璃陶瓷的平均晶粒尺寸在0.3μm左右;采用HP8753E网络分析仪测定了微晶玻璃陶瓷在100MHz～6GHz范围内的介电常数及其磁导率,其复介电常数值、磁导率实部都随测试频率的增加而减小,其磁导率虚部～f曲线上显示出明显的自然共振峰。