ZrB2对低碳镁碳材料抗氧化性能的影响

在以大结晶镁砂、天然鳞片石墨为主原料的低碳MgO-C材料(C含量6%)中,分别加入2%的Al或2%、4%、6%的ZrB2,检测了试样在氧气中经950℃、1150℃和1350℃氧化30min后的质量损失和脱碳层厚度,研究了氧化试验后试样的显微结构和相组成。结果表明:适量的ZrB2可以显著提高低碳MgO-C材料的抗氧化性能。其机理是ZrB氧化后生成的BO与MgO反应生成液相包裹在石墨周围,阻止了石墨的氧化。     

ZrB2加入量对ZrO2-C材料抗氧化性的影响

以ZrO2、鳞片石墨、ZrB2、Al粉、Si粉为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制成石墨、Al粉和Si粉的质量分数分别固定为17%、3%和3%,硼化锆的加入量(质量分数)分别为0、5%、10%、15%、20%和30%,尺寸为40 mm×4 mm×4 mm的ZrO2-C-ZrB2复合材料样坯,先在180℃处理24 h,再在还原气氛中于1 200℃保温6 h煅烧,最后在空气气氛中进行恒温氧化试验,氧化温度分别为800、900、1 000、1 100和1 200 ℃保温30min,测量试样氧化后的质量变化率和氧化层厚度,采用SEM分析氧化后试样断面及氧化层的显微结构.结果表明:1)随着ZrB2加入量从0增加到30%,在800～1 200℃氧化后试样的氧化层厚度逐渐减小;2)ZrB2氧化生成的B2O3在试样表面形成低熔点相的保护膜,抑制了石墨的氧化,提高了ZrO2-C-ZrB2材料的抗氧化性.     

含碳耐火材料中添加ZrB2的性状和效果

添加抗氧化剂是抑制含碳耐火材料氧化的最好方法之一。本文论述MgO-C和Al_2O_3-C系耐火材料添加ZrB_2的性状和效果。ZrB_2在抑制高于700℃尤其低于1200℃温度下含碳耐火材料的氧化是很有效的。此时,ZrB_2与CO(气)反应生成ZrO_2、B_2O_3和C,其反应式为: ZrB_2(固)+5CO(气)=ZrO_2(固)+B_2O_3(液)+5C(固)也就是ZrB_2把CO(气)还原成C(固),而形成的B_2O_3与MgO或Al_2O_3反应形成液相保护层。但随着温度的升高B_2O_3气化,使ZrB_2抑制氧化的效果降低。     

氢氧化镁和甲基丙烯酸原位合成甲基丙烯酸镁补强NBR的研究

研究了在采用过氧化物硫化体系的条件下,氢氧化镁和甲基丙烯酸（ＭＡＡ）原位合成甲基丙烯酸镁（Ｍｇ（ＭＡＡ）２）对ＮＢＲ硫化胶的补强作用。结果表明,在ＮＢＲ胶料中另入氢氧化镁和ＭＡＡ能起到与直接使用（Ｍｇ（ＭＡＡ）２）相类似的补强作用;另外,氢氧化镁和ＭＡＡ的用量比对ＮＢＲ硫化胶的性能也有 大的影响,而且氢氧化镁和ＭＡＡ等量反应时硫化胶的强度和伸长值比氢氧化镁过量时大。     

Zr-B体系自蔓延高温合成ZrB2陶瓷粉末

采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)技术制备了ZrB2陶瓷粉末,研究了Zr-B体系中Zr粉粒度对SHS反应的影响规律。采用XRD分析粉末的相组成,用SEM观察粉末的显微结构。研究结果表明：Zr粉粒度各为150,50,38μm的体系SHS产物均为单相的ZrB2粉末,粒度为50μm的Zr粉体系SHS产物中ZrB2含量为98．95％;38μm和50μmZr粉体系燃烧速率分别为最大和最小;150μm和50μmZr粉体系燃烧温度分别是最高和最低。SEM分析表明：SHS产物颗粒基本上为圆形或椭圆形的晶粒,颗粒尺寸也比较均匀,粒径大约在1～5μm左右。     

Zr-B2O3-Mg体系自蔓延高温合成ZrB2陶瓷粉末

采用自蔓延高温合成(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)技术研究了Zr-B2O3-Mg体系反应原料的不同粒度和掺量对反应产物的影响规律,并制备了ZrB2陶瓷粉末。用XRD对材料的相组成进行了分析;精确的相组成由化学分析测定;燃烧温度由SHS研究装置测量;材料的显微结构由SEM观察。XRD分析和燃烧温度曲线表明：50μmZr粉和Mg过量15％(摩尔分数)的反应体系是最理想的反应体系。SEM分析表明;SHS产物晶粒粒径为2～5gm左右．而酸洗产物晶粒粒径为0．5～2μm左右。化学分析表明：酸洗产物中含有ZrB2(94．59％,质量分数,下同),ZrO2(3．87％),H3BO3(1．54％)。     

烧结合成镁锆熟料的研究

采用轻烧氧化镁和锆英石粉为原料,研究了锆英石配合量、粉料细度及烧成温度对合成料的烧结及显微结构的影响。结果表明：在氧化镁与锆英石反应烧结过程中,锆英石分解后在初始锆英石颗粒内形成的气孔是阻碍合成料烧结致密化的不良因素;粉料细度,特别是锆英石的细度,对合成料的致密化有决定性的影响     

锆英石碳热还原合成ZrB_2—SiC复合粉体

以锆英石、氧化硼、活性炭为原料,采用碳热还原合成工艺制备了ZrB2—SiC复合粉体,并对合成过程进行了热力学分析。考察了反应温度及原料配比对碳热还原合成ZrB2—SiC复合粉体的物相的组成、含量和显微结构的影响。结果表明:提高反应温度有利于ZrB2—SiC复合粉体的合成,适当过量氧化硼及活性炭有利于ZrB2—SiC复合粉体的合成。合成ZrB2—SiC复合粉体的最优参数为:当ZrSiO4、B2O3和C的摩尔比为1∶2∶12,在1 773K保温3h,可得到几乎纯相的ZrB2—SiC复合粉体。     

原位合成MoSi2反应烧结SiC-MoSi2复合材料

将Mo粉和Si粉按12的摩尔比,在聚乙烯球磨罐中球磨混合4 h,然后与SiC粉按不同的比例配料,加入少量的Al2O3微粉和活性炭粉,再共磨混合24 h;然后在20 MPa的压力下压制成型,在1650℃下、氮气气氛中烧结,保温1 h后自然冷却至室温.采用XRD、SEM和EDAX等手段对反应产物的物相组成、组织结构和微区成分进行了分析,结果表明原位合成MoSi2反应烧结SiC-MoSi2复合材料由SiC、MoSi2以及少量的残余硅组成;其显微组织结构疏松,颗粒堆积呈蜂窝状.根据实验结果,讨论了复合材料显微结构的形成机制,并着重对MoSi2颗粒聚集区中的空心粒子及其周围分散的小气孔的形成机制进行了阐述.     

有序介孔磷酸锆的研究进展

简要阐述了磷酸锆材料的特点和应用发展现状,重点探索了有序介孔磷酸锆的制备方法及表征技术,对于磷酸锆材料研究及制备中存在的问题进行了归纳。     

ZrB_2-刚玉莫来石复合材料氧化动力学的研究

推导了复合材料的氧化动力学模型,并用实验数据予以验证。找出了刚玉莫来石对ZrB2材料抗氧化性的影响规律,并对材料的氧化表面及氧化断口的显微结构进行了分析。     

Densification and toughening mechanisms in spark plasma sintered ZrB2-based composites with zirconium and graphite additives

The densification behavior and toughening mechanisms of ZrB₂-based composites with in-situ formed ZrC were investigated. The composites were spark plasma sintered at 1700 °C for 7 min under the applied pressure of 40 MPa. Metallic zirconium and graphite flakes were used as precursors to achieve ZrC reinforcement. Microstructural and phase analyses as well as mechanical characterizations were carried out on the near fully-dense composite samples. Results indicated ZrC as the only secondary phase in composite with 5 vol% of metallic Zr and graphite flakes. However, higher volume fractions of precursor materials led to the formation of ZrO₂ as the dominant secondary phase. Whereas decreasing trend of the hardness number versus volume fraction of the precursors was observed, the highest indentation fracture toughness was achieved in sample with 15 vol% metallic Zr/graphite flakes. Finally, the formation of secondary phases and their effects on densification, and mechanical behavior of the composites were discussed.     

ZrB_2对Al-Si复合Al_2O_3-C材料高温力学性能的影响

以板状刚玉、α-Al2O3微粉、Al粉、Si粉、ZrB2和石墨为原料,酚醛树脂为结合剂,采用150 MPa压力压制成25 mm×25 mm×145 mm的试样。研究ZrB2加入量(其质量分数分别为0.5%、1%、1.5%、2%)对Al-Si复合Al2O3-C材料高温抗折强度和抗热震性的影响,并分析了试样物相组成和显微结构的变化。结果表明:(1)加入ZrB2质量分数≥1%时,可明显提高200℃烘烤和700℃热处理后试样的高温抗折强度和抗热震性;加入ZrB2对1 500℃烧后试样的高温抗折强度和抗热震性影响不大。(2)加入ZrB2后AlN和SiC生成量明显增加,晶体发育良好,形成连续交叉连锁的网络结构,对材料增强、增韧作用显著,有利于提高材料的高温强度和抗热震性。     

Mesoporous hybrid zirconium oxophenylphosphate synthesized in absence of any structure directing agent

A new organic–inorganic hybrid mesoporous zirconium oxophenylphosphate (ZPP-1) has been synthesized hydrothermally at 443 K by using phenylphosphonic acid (PPA) as phosphorus source in absence of any structure directing agent. Powder XRD, TEM, FE SEM, N₂ sorption, CHN and ICP-AES chemical analyses, ¹³C CP/MAS and ³¹P MAS NMR, UV–visible and FT IR spectroscopic tools and thermal analysis were employed to characterize this novel material. XRD, N₂ sorption and TEM image analysis suggested the existence of multi-lamellar structure of the pore wall with large micropores and mesopores having peak maximums of ca. 1.5 and 5.0–6.0 nm, respectively in this ZPP-1 material. Interestingly, this hybrid material showed very high thermal stability together with retention of nanostructure and phenyl group when heated upto 723 K. ZPP-1 showed fairly high H₂ adsorption capacity under atmospheric pressure at 77 K. Possible templating role played by the framework phenyl groups has been discussed.     

含载银磷酸锆的抗菌EVA发泡材料的研究

以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为原料,载银磷酸锆为抗菌剂,制备抗菌EVA发泡材料。采用硅烷、硼酸酯、铝酸酯3种偶联剂,分别对载银磷酸锆粉体表面改性。结果表明:采用硼酸酯改性的载银磷酸锆粉体,疏水性和分散性效果最好;含质量分数为1%的载银磷酸锆(经2.5%硼酸酯处理)的EVA发泡材料,其泡孔孔径增大,相对密度115 kg/m~3,拉伸强度2.02 MP,撕裂强度4.60 kN/m,断裂伸长率248%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到99.9%和97.8%,物理力学性能和抗菌性能优良。     

ZrB_2－刚玉莫来石质复合材料显微结构及力学性能的研究

通过对不同刚玉－莫来石含量的ＺｒＢ２材料力学性能及显微结构的研究，探讨了刚玉莫来石对ＺｒＢ２强度和韧性的影响，同时也分析了强化和韧化机制。     

In-situ synthesis of reduced graphene oxide wrapped Mn3O4 nanocomposite as anode materials for high-performance lithium-ion batteries

We report a novel in-situ symbiosis method to prepare reduced graphene oxide wrapped Mn₃O₄ nanoparticles (rGO/Mn₃O₄) with uniform size about 50 nm as anodes for lithium-ion batteries (LIBs), which can simplify the preparation process and effectively reduce pollution. The rGO/Mn₃O₄ nanocomposite exhibited a reversible specific capacity of 795.5 mAh g^?1 at 100 mA g^?1 after 200 cycles (capacity retention: 87.4%), which benefits from the unique structural advantages and the synergistic effect of rGO and Mn₃O₄. The Mn₃O₄ nanoparticles encapsulated among the rGO nanosheets exhibited good electrochemical activity, and the multilayer wrinkled rGO sheets provided a stable 3D conduction channel for Li⁺/e^? transport. The rGO/Mn₃O₄ nanocomposite is a promising anode candidate for advanced LIBs with excellent cycling performance and rate performance. Furthermore, this new preparation method can be extended to green and economical synthesis of advanced graphene/manganese-based nanocomposites.