(SiC)p表面修饰和表征及动力学分析

利用简单的化学镀技术,通过改进前处理工艺,对(SiC)p进行低成本的表面修饰,获得了镀层连续,无光滑(SiC)p裸露的较高质量的改性碳化硅复合粉体[简写为(Ni/SiC)p].SEM、EDS、XRD测试结果表明,修饰后的(Ni/SiC)p较修饰前的(SiC)p导电性提高,形貌、组成、结构发生改变.同时对(SiC)p表面修饰的动力学机理给出初步分析,并尝试给出该过程的碰撞速率方程.     

Ni-P-(Ni/SiC)P化学复合镀层的研究

为解决裸(SiC)p在实际应用中存在的不足,采用简单的化学镀方法对其表面进行改性,得到了包覆型的改性(Ni/SiC)p,以(Ni/SiC)p为第二相粒子制备了Ni-P-(Ni/SiC)p化学复合镀层,经扫描电镜、能量散射仪、硬度等测试,并与常见的Ni-P化学镀层、Ni-P-(SiC)p化学复合镀层比较,结果显示:Ni-P-(Ni/SiC)p镀层具有组成均匀、硬度高、镀层耐磨损等优点,为(SiC)p增强金属镀层及基体材料的研究提供了一个新的思路.     

Ni-P-(Ni/SiC)P镀层及其工艺条件的研究

为解决Ni-P-(SiC)P镀层中基体的金属键与增强体的共价键间相容性差,增强体颗粒易脱落,镀层性能降低等问题.采用简单的化学镀方法实现了(SiC)P表面修饰、改性,得到了涂覆型改性(Ni/SiC)P,以(Ni/SiC)P为第二相粒子制备了Ni-P-(Ni/SiC)P化学复合镀层,并初步分析了复合镀机理.实验结果表明:温度、pH值、搅拌速率及(Ni/SiC)P加入量对Ni-P-(Ni/SiC)P镀层的沉积速率及沉积量有较大的影响,本实验条件下的最佳温度为82~86℃;最佳pH值为4.2~4.6;最佳搅拌速率为200 r/mim;最佳粒子加入量10 g/L.SEM、EDS分析显示Ni-P-(Ni/SiC)P镀层均匀、致密,Ni、P、Si沉积量大,耐磨性实验证明Ni-P-(Ni/SiC)P化学复合镀层硬度、耐磨性优于常见的Ni-P、Ni-P-(SiC)P镀层.经表面修饰、改性后得到的(Ni/SiC)P可以进一步提高Ni-P-(SiC)P镀层的使用性能.     

纳米ATO粉体的表面改性研究

采用偶联剂对纳米ATO(氧化锡锑)粉体进行表面改性,综合考察了偶联剂的品种与用量、反应时间及反应温度对表面改性效果的影响,从而确定最佳表面改性条件.利用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)以及光吸收率等表征手段来研究表面改性的效果及分散状况.结果表明,纳米ATO粉体表面改性的最佳条件为:选用硅烷偶联剂KH570,添加量为2份,反应水浴温度为80℃,反应5h.     

纳米SiC表面接枝修饰的XPS研究

聚合物在纳米粒子表面接枝后,可在其表面建立起空间位阻稳定层,提高纳米粒子的分散稳定性及其与树脂基体的相容性.本文采用缩聚法在纳米SiC表面接枝了聚缩醛,X射线光电子能谱(XPS)的分析结果表明,经过聚缩醛接枝改性的纳米SiC表面Si2p峰明显降低,而C1s峰和O1s峰明显地增长,对C1s、Si2p峰精细扫描及分峰拟合表明,纳米SiC表面碳元素中有38.4%属于接枝物聚缩醛的有机碳,而79.8%的Si元素结合能增加了2.5eV,由此表明,纳米SiC表面形成了良好的表面修饰层,接枝物聚缩醛以化学键结合于纳米SiC表面;对比XPS和热失重分析(TG)的数据结果,可以推测,聚缩醛主要分布在纳米SiC的表面,而在体相中独立存在的几率较小.     

纳米SiC-g-PGMA粒子/环氧树脂的固化动力学

制备了炭化硅/环氧树脂(SiC/EP)和炭化硅接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯/环氧树脂(SiC-g-PGMA/EP)两种纳米复合材料,通过差示扫描量热法(DSC)研究了纳米SiC粒子的加入及其表面接枝改性等对环氧树脂体系固化过程的影响。研究结果表明,纳米SiC粒子的加入及其表面接枝PGMA改性可以降低固化体系的理论凝胶温度,使固化反应放热比较平缓,有利于成型加工。同时,由于粒子表面羟基的催化作用及接枝物PGMA中环氧基团的反应活性,对固化反应的进行有明显的促进作用。     

聚乙二醇表面改性SiC粉体的物性表征

采用聚乙二醇(PEG 200)作为分散剂对工业用SiC粉体进行表面改性处理,通过TG、IR、电镜等测试技术研究了改性前后SiC粉体的流动特性、吸附、热重以及形貌等物性,分析了PEG加入量及液体介质对各种物性的影响.试验结果表明:PEG添加量为5%(质量分数),介质为乙醇时,改性SiC粉体流动特性较好;PEG在粉体表面的吸附量随PEG量的增加而增加,介质基本不影响吸附量;SiC粉体表面吸附的PEG可以烧尽;改性后颗粒之间分散较好,尺寸分布均匀,形状多为块状分布;粉体改性后碳化硅陶瓷制品的烧结性能得到改善.     

C/SiC复合材料表面Si-C-B自愈合涂层的制备与抗氧化行为

采用化学气相沉积法(CVD)制备单质B和BCx分别对SiC涂层进行改性,在二维碳纤维增强碳化硅(2D C/sic)复合材料表面制备SiC/B/SiC和SiC/BCx/SiC两种多层白愈合涂层,并利用扫描电镜对多层涂层表面和断面进行显微分析. 700°C静态空气条件下氧化结果表明: CVD-B和CVD-BCx改性层氧化后生成的B2O3玻璃相可以较好地封填涂层微裂纹,氧化动力学受氧通过微裂纹和B2O3玻璃层的扩散共同控制;SiC/BCx/SiC-C/SiC复合材料氧化过程中氧化失重率更小,氧化10h后的强度保持率更高.     

铜包裹碳化硅颗粒复合粉体的化学原位沉积制备与表征

以铜氨离子为铜源, 水合肼为还原剂, 在表面预氧化的SiC表面, 采用一步原位化学沉积法制备了均匀包裹Cu颗粒的SiC复合粉体. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位等测试表征手段研究了工艺条件对原位沉积反应的影响. 研究发现SiC表面预氧化形成的SiO2层能显著增强对铜氨离子吸附能力, 有助于原位还原生成单质Cu, 形成近乎连续包裹层. 控制反应体系中铜氨离子浓度和反应温度可以影响反应速率, 从而控制Cu颗粒的沉积速率和包裹效果. 对比研究表明, 在0.2 mol/L铜氨离子溶液中70℃反应, 在预氧化的SiC表面能够获得最佳包裹层.     

歧化反应及置换反应制备Cu/纳米SiC复合粉体

为了实现Cu对纳米SiC的表面包覆改性,分别采用歧化反应和置换反应两种方法制备了Cu/纳米SiC复合粉体.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱仪研究了Cu/纳米SiC复合粉体的微观形貌、聚集状态、粒径以及Cu和纳米SiC的质量分数.实验结果表明:单个复合粒子的粒径约为100 nm;针对随机选择的两种方法制备的复合粉体的两个不同区域进行的分析表明,歧化反应条件下Cu的质量分数分别为37%和35%,成分均匀;置换反应条件下Cu的质量分数分别为79%和25%,成分差异大.歧化反应法比置换反应法的包覆效果好,实现了Cu对纳米SiC的均匀性包覆.