表面改性对Cf/HA-PMMA混杂生物复合材料的结构及性能的影响

采用原位合成与溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维(C_f) 增强纳米羟基磷灰石(HA)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生物复合材料。重点研究了短切碳纤维和纳米HA粒子表面改性前后对C_f/HA-PMMA复合材料微观结构和力学性能的影响。采用XRD、FTIR、XPS和SEM等对纳米HA粒子、碳纤维和复合材料的组成结构及断面的微观形貌等进行测试和表征,使用万能材料试验机测试其弯曲、压缩性能。结果表明：经表面氧化的碳纤维和用卵磷脂改性后的纳米HA与PMMA基体的界面结合性明显得到改善;采用卵磷脂表面改性后的纳米HA及表面预氧化后的碳纤维制备的C_f/HA-PMMA复合材料的弯曲性能得到显著提高,与采用未表面改性纳米HA和未表面氧化碳纤维所制备的C_f/HA-PMMA复合材料相比,弯曲、压缩强度和弹性模量分别提高1.6倍、2倍和4.3倍。     

石墨化温度对炭纤维微观结构及其力学性能的影响

以通用型PAN基炭纤维为原材料，通过1800℃～3000℃连续高温石墨化处理，制备了不同性能的炭(石墨)纤维；采用SEM、XRD、RAMAN、元素分析仪、万能材料测试机等分析手段研究了石墨化温度对炭(石墨)纤维微观结构、元素含量、表面形态及其力学性能的影响。实验表明：随着热处理温度的提高，炭纤维中非碳元素(氮、氢)的含量逐渐减少而碳元素质量分数却从92．62％增加到99．99％；纤维的微观结构也从二维乱层石墨结构向有序的三维层状结构发展，表现为石墨晶体层间距d。随处理温度的提升逐渐减小、d100和d110与La和Lc不断增大，纤维抗拉强度呈下降趋势、弹性模量呈上升趋势。     

离子注入纯Fe表面微观结构研究

本文应用透射电镜等方法对纯Ｆｅ中注入Ｎｉ＾＋，Ｍｏ＾＋，Ｂ＾＋及Ｎｉ＾＋＋Ｍｏ＾＋＋Ｂ＾＋起表面层微观结构变化进行了研究，同时对不同注入条件进行了计算机模拟计算。     

有机包覆改性SiC粉体表面结构与性质的表征

本研究中的有机包覆改性SiC微粉通过硅烷偶联剂处理以及有机单体在其表面上的接枝聚合而获得。通过X-射线衍射分析改性前后粉体的主要物相成分;以粉体悬浮液离心清液的离子电导率和粉体胶粒的Zeta电位曲线来表征粉体表面的吸附离子浓度及表面电性;通过TEM、FTIR等测试手段表征粉体有机包覆层的形貌和化学组成结构。研究表明:以提高SiC粉体水基分散固含量为目的的有机包覆改性工艺在未改变粉体基本成分的基础上,有效降低了粉体表面吸附离子的浓度,提高了表面电荷;其完整的表面有机包覆层体现包覆物质的结构和性质,有效地掩蔽了SiC粉体原有的表面,使有机包覆改性成为SiC粉体水基分散性能提高的有效方法。     

柔性石墨板的力学性能与微观结构的关系

测量了不同密度柔性石墨板的拉伸强度、压缩率和回弹率等力学性能,研究了可膨胀石墨膨化倍率对其力学性能的影响,认为柔性石墨的抗拉强度主要来自于膨胀石墨解理表面起伏之间相互锁合的机械力-一种内部静摩擦力,又利用SEM、XRD、AFM等分析测试手段研究了柔性石墨的内部微观结构,并探讨了微观结构对其力学性能的影响。     

表面改性处理对气相生长碳纤维的微观结构影响

为了使气相生长碳纤维(VGCF)能更好地作为高分子基体的增强材料,采用双氧水和硝酸(H₂O₂和HNO₃)二步处理法、硅烷偶联剂处理法及H₂O₂和HNO₃处理后再用硅烷偶联剂处理的联用改性法分别对VGCF进行表面改性处理,研究表面改性对VGCF微观结构的影响。利用AFM、FTIR、TG和XRD比较分析了改性处理对VGCF的表面微观结构、官能团、热稳定性和晶格等的影响。结果表明：3种处理方法对VGCF晶格无明显影响;H₂O₂和HNO₃二步处理法能在纤维表面接枝羧基等含氧基团;硅烷偶联剂处理法能使纤维表面接枝硅氧烷低聚物;H₂O₂和HNO₃处理后再用硅烷偶联剂处理联用改性VGCF,能使其表面接枝上更多的硅氧烷低聚物,有利于提高VGCF与高分子材料的亲和性。     

石墨化温度及掺硅组分对再结晶石墨传导性能及微观结构的影响

用煅烧石油焦作填料 ,煤沥青作粘结剂 ,分别以硅粉、碳化硅和二氧化硅 3种含硅组分作添加剂 ,采用热压工艺制备了再结晶石墨。考察了石墨化温度以及单组元掺硅组分对再结晶石墨的热导率、电阻率和抗折强度的影响及其微观结构的变化。实验结果表明 ,对于掺硅组分相同的再结晶石墨 ,材料的导电、导热性能随着石墨化温度的升高而增强 ,但其力学性能却随之降低。当掺硅粉的热压再结晶石墨再经 2 80 0℃石墨化处理后 ,材料RG Si 48沿石墨层方向的常温热导率可达 3 3 2W /(m·K) ,电阻率为 4.94μΩ·m。对于相同工艺及硅含量的不同掺硅组分再结晶石墨 ,以掺入硅粉对材料综合性能最理想 ,而掺入二氧化硅对材料的综合性能较差。XRD分析表明 ,不论掺硅组分是硅粉、碳化硅还是二氧化硅 ,硅组分最终在再结晶石墨内均以α SiC形式存在 ,甚至在石墨化温度高达 2 80 0℃时 ,再结晶石墨内仍有α SiC存在。对其微晶参数进一步分析表明 ,随着石墨化温度的升高 ,掺杂硅组分的催化作用进一步加强 ,再结晶石墨的微晶尺寸La 迅速增大 ,石墨微晶的晶面层间距d0 0 2 也迅速降低。材料RG Si 48的微晶尺寸La 以及晶面层间距d0 0 2 分别为2 5 7nm和 0 .3 3 5 77nm。     

氧化铝陶瓷的微观结构对表面粗糙度的影响

研究讨论了用高纯超细氧化铝粉料制备的陶瓷体的微观结构包括晶粒大小，气孔大小与分布及缺陷对抛光表面表面粗糙度的影响，并制备了具有表面粗糙度Ｒａ为０．００６μｍ的低表面粗糙度的陶瓷基片。     

石墨化处理对双层热解炭基2DC/C复合材料微观结构的影响

综合采用偏光显微镜(PLM),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等分析方法,逐层研究了2500℃高温石墨化(HTT)处理前后双层热解炭基2D C/C复合材料的不同织构以及纤维-基体界面的变化.结果表明:HTT处理后,d002值减小,石墨化度显著提高;内层低织构热解炭的断口微观形貌与晶格条纹几乎没有变化,而外层高织构热解炭晶格条纹更加平直,尤其是发现层间裂纹密度明显增大,使得处理后的高织构热解炭在受力时,裂纹易于在层间扩展和偏转,因此可有效提高材料的韧性;同时,纤维-基体界面发生弱化也是提高材料韧性的另一机制.HTT处理前后试样的三点弯曲力学性能试验结果证实了以上机制.     

石墨烯表面性质对水泥砂浆复合材料力学性能和微观结构的影响

近年来,利用石墨烯及其衍生物改善水泥基复合材料性能受到了广泛关注。但是,关于石墨烯表面性质对水泥基材料的性能影响却鲜有报道。为此,采用不同浓度的L-抗坏血酸(10wt%、20wt%、30wt%、50wt%和70wt%)和还原时间(15 min、30 min、45 min和60 min)将氧化石墨烯(GO)转化为还原氧化石墨烯(rGO),然后以相同剂量(水泥质量的0.05%)加入到水泥砂浆复合材料中,研究了不同还原程度的rGO对水泥砂浆力学性能的影响。测试结果表明,通过50wt%L-抗坏血酸还原30 min制备的rGO的加入使水泥砂浆28天抗压强度和抗折强度相比于普通试样分别提高了36.84%和43.24%。SEM等分析表明,GO和不同还原程度的rGO均可促进Ca(OH)₂的结晶和水化硅酸钙凝胶(C-S-H)中二氧化硅四面体的形成,形成致密的微观结构。但存在一个最佳阈值(即通过50wt%的L-抗坏血酸还原30 min),在该阈值下,有利于rGO表面官能团与水化产物的结合。      

机械球磨下石墨结构的畸变

对石墨进行机械球磨处理,并用Ｘ射线、拉曼散射和高分辩电子显微镜对其结构进行了研究．经过１５０ｈ球磨后,石墨原有的晶体结构被破坏．引入多种缺陷的同时,石墨层发生了剥离和卷曲,形成了多边形粒子和纳米弓形等具有高度弯曲石墨面的纳米结构．经过２５０ｈ球磨后,石墨层状结构完全断裂和破坏;形成了由纳米级的基本结构单元(ＢＳＵ)组成的多孔碳．经过３０００℃热处理后,这种多孔碳并不能恢复成石墨组织结构．     

球磨时间对石英砂粉体性能的影响

为有效利用长江沿岸低品位石英砂来开发研制高性能的保温隔热砖,利用球磨法研究球磨时间对低品位石英砂粉体性能的影响。结果表明:随着球磨时间的延长,石英砂的平均粒径逐渐减小,粉体振实密度总趋势不断减小,但石英砂粉体形成的圆锥高度逐渐增大,即随着球磨时间的延长,石英砂粉体的流动性逐渐变差。综合整个工艺考虑,球磨时间定为60 min较好。     

硅烷偶联剂对金属氢氧化物粉体的机械球磨改性

为改善金属氢氧化物粉体的分散性及对其表面亲和力,采用机械球磨法利用硅烷偶联剂KH-550对氢氧化镁、氢氧化铝阻燃剂粉体进行表面改性。通过X射线衍射、红外吸收光谱及扫描电镜等测试手段,对比分析不同酸、碱条件下硅烷偶联剂KH-550对氢氧化物阻燃剂的改性效果,对反应机理进行分析和探讨。结果表明:球磨改性更有利于粉体的分散和细化;当介质为酸性条件时,硅烷偶联剂KH-550对氢氧化物粉体的改性效果最佳。     

高能球磨法制备磨球表面铝涂层的研究

利用高能机械球磨法在GCr15钢磨球表面获得了铝涂层,探讨了该涂层的组织与相结构,并且分析了其退火后的变化。     

固溶处理温度对GH3625合金热挤压管材微观组织和力学性能的影响

采用SEM、EDS和XRD等手段研究了不同固溶处理温度对GH3625合金热挤压管材组织性能的影响。结果表明,1 120℃是合金组织和力学性能的一个转折点。当固溶处理温度为910~1 120℃时,由于晶界处NbC相的钉扎作用,使得晶粒长大缓慢,合金硬度和强度缓慢下降;当固溶温度超过1 120℃时,NbC相大量回溶,钉扎作用减弱或消失,晶粒急剧长大,合金硬度和强度的下降趋势明显增大。随着固溶温度的升高,合金断口中的韧窝变得大而深邃,塑性逐渐提高;当固溶温度超过1 120℃时,拉伸断口基本以韧窝为主。GH3625合金热挤压管材在固溶处理时间为1h时的最佳固溶处理温度为1 120℃。     

机械球磨制备碳微球及其吸附性能研究

分别以球墨铸铁和石墨为原料,采用机械球磨法成功制备了碳微球.采用XRD、SEM等测试手段对产物进行了形貌分析和结构表征,结果表明,所制备的碳微球产量高,并且以石墨为原料所得产物的颗粒大小均匀、分散性好.对碳微球进行了低温N_2吸附分析,结果表明,产物主要为介孔结构含有少量微孔,且具有较大的比表面积.     

球磨转速对Nd:YAG透明陶瓷的显微结构及光学性能的影响

以高纯商业Y₂O₃、α-Al₂O₃和Nd₂O₃粉体为原料, 以TEOS(正硅酸乙酯)和MgO为烧结助剂, 采用固相反应和真空烧结技术制备了1.0at%Nd:YAG透明陶瓷。系统研究了球磨转速(球磨时间10 h)对混合粉体的尺寸以及对陶瓷样品致密化行为、显微结构和光学性能的影响。结果表明: 通过球磨过程可以充分细化原料粉体的颗粒; 随着球磨转速的提高, 陶瓷烧结时样品中的气孔能更好地排除。但是球磨转速过高时, 陶瓷烧结体中存在少量的富铝第二相会降低样品的光学透过率。当球磨转速为130 r/min时, 真空烧结(1760℃×50 h)所得Nd:YAG透明陶瓷的微结构均匀致密, 几乎没有晶界和晶内气孔存在, 样品在1064 nm处的直线透过率高达83%。     

机械研磨法还原氧化石墨及其结构表征

本文采用改进的Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化处理制备氧化石墨,并采用机械研磨还原法,制备了还原的氧化石墨样品,研究了机械研磨时间对还原性氧化石墨导电性的影响。采用XRD、红外光谱和紫外光谱对样品进行了结构,谱学和化学成分表征,发现机械研磨能使氧化石墨的含氧官能团减少;在一定时间内研磨能还原氧化石墨,研磨时间过长又会重新氧化;机械研磨20h,还原性氧化石墨样品的导电性最高,为26S/cm,继续研磨,还原性氧化石墨样品的导电性又会下降。结果表明,机械研磨法能够还原氧化石墨,且与研磨时间有关,为还原氧化石墨的研究提供了新的参考。     

机械球磨制备快速铁系吸氧剂

以铁粉、石墨粉和X粉末为原料,用机械球磨法制备了铁基复合粉末。研究了碳粉种类、球磨时间和X粉末对复合粉末吸氧速率的影响,并用SEM对复合粉末微观形貌进行了研究。结果表明,X粉末的加入显著提高了铁基复合粉末的吸氧速率,可迅速降低包装空间内氧气含量。     

高能球磨法制备Fe_3Si合金粉末

采用高能球磨法研究了原子配比Fe75Si25的混合粉末在不同的球磨条件下的机械合金化,用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)表征样品的物相、晶体结构、晶粒尺寸和点阵常数,分析了Fe75Si25粉末的机械合金化机理。研究表明,球磨时间、球料比和球磨机转速对机械合金化(MA)进程有重要影响。MA 55h后可达到完全合金化,Si溶入Fe中形成α-Fe(Si)饱和固溶体,晶粒尺寸减小至7～8nm。