TiO_2对制备Al_4SiC_4-Al_4O_4C复合材料的作用

将焦宝石粉、活性炭粉和铝粉按质量比39:27.6:33.4配料作为基料,再分别加入占基料总质量0、3%、6%和9%的TiO2粉末(锐钛矿型),加入<10%的酚醛树脂为结合剂混匀后,压制成型,坯体试样干燥后,置于刚玉管式炉中,通入流动氩气,分别于1 300、1 400、1 500、1 600和1 700℃保温2 h制备了Al4SiC4-Al4O4C复合材料.利用热重分析、化学分析、XRD和SEM等测试技术,研究了TiO2加入量对材料物相组成和显微结构的影响.结果表明:试样中的Ti在烧成过程中有少量损失,残余的TiO2在1 300 ℃前全部反应转变为TiC,生成的TiC在1 300～1 700 ℃稳定存在;Tio2加入量对材料物相组成没有明显影响,但TiO2加入量超过3%时,Al4SiC4和Al4O4C的生成温度将由1 500℃提升至1 600℃;随着材料中Ti4+浓度增加,Ti4+更容易与Al4SiC4形成有限置换固溶体而导致晶格缺陷,促使Al4SiC4在1 700℃分解,形成更多的Al4O4C短纤维,同时使试样表面生成片状Al2O3层.     

SiC/Ni3Al界面固相反应

使用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射仪对经1 050 ℃等温热处理10 h的SiC/Ni3Al界面固相反应层的成分分布、微结构及相组成等进行了研究.结果表明:SiC/Ni3Al界面固相反应层由Ni5.4Al1Si2、石墨态C及NiAl构成,反应物原子(Si,C,Ni和Al)在反应层中连续分布,均呈现下坡扩散的特征.反应层由随机C沉积区(random carbon precipitation zone,R-CPZ)及无碳沉积区(carbon precipitation free zone,C-PFZ)两个亚层构成.其中,R-CPZ靠近SiC侧,主要由Ni5.4Al1Si2构成,片状和颗粒状的石墨态C随机地分布其中;C-PFZ靠近Ni3Al侧,主要由Ni5.4Al1Si2及NiAl构成,不含有石墨态C.     

自蔓延合成Al4SiC4和B4C及其在含碳耐火材料中的应用

以金属铝粉、硅粉、炭黑或石墨为原料,采用自蔓延化学炉法制备了Al4SiC4粉体,并将其添加到以板状刚玉、电熔刚玉、氧化铝微粉和石墨为主要原料的铝碳材料中,经混合、150 MPa冷等静压成型后于1100℃保温5h氮气保护烧成,研究其对铝碳材料的物理性能、抗氧化性能和抗水化性能的影响;以B203、金属Mg、炭黑和超细石墨为主要原料,采用自蔓延镁热还原法制备了B4C粉体,并将自蔓延产物添加到以电熔镁砂和超细石墨为主要原料的低碳镁碳砖中,经混合、200 MPa干压成型后于1600℃5h埋炭烧成,研究其对镁碳材料的物理性能、抗氧化性能的影响.结果表明:1)以Al、Si、炭黑或石墨为原料可以合成纯度高、不合Al4C3相的Al4SiC4粉体;添加7％ Al4SiC4粉体的铝碳材料具有良好的常温和高温性能,具有良好的抗氧化性和抗水化性能.2)以B2O3、Mg和炭黑为原料可以合成晶粒细小、活性较高的B4C粉体;添加B4C复合粉体的低碳镁碳砖具有良好的常温性能和热态强度,其抗氧化性能优于添加市售B4C和金属Al粉的试样.     

(SiC,TiB2)/B4C复合材料的微观结构及性能

以B4C与Si3N4和少量SiC,TiC为原料,Al2O3和Y2O3为烧结助剂,烧结温度为1 800～1 880℃,压力为30 MPa的热压条件下制备(SiC,TiB2)/B4C复合材料.用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析进行显微结构分析.结果表明:在烧结过程中反应生成了SiC,TiB2和少量的BN.复合材料的主晶相之间有长棒状架构弥散相和束状弥散相,在部分B4C晶粒内部出现了内晶结构.结合对复合材料性能的分析表明:新形成相、均匀细晶和棒状结构对提高材料的性能具有重要作用.通过对材料断口形貌和裂纹扩展模式分析认为,复合材料的断裂机制主要为裂纹偏转.     

反应烧结制备轻质高强Si3N4/SiC材料

采用反应烧结制备轻质高强Si3N4/SiC材料.分析了烧成制度对氮化合成Si3N4结合相的影响,研究了Si3N4结合相、SiC骨料粒径大小以及级配对试样性能的影响.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、Archimedes排水法以及万能试验机分别表征材料的物相组成、微观结构、体积密度和力学性能.实验结果表明:坯料中添加大粒径SiC(D50=150μm)会增加试样的体积密度,降低试样的抗弯强度;试样中加入大粒径SiC会减少氮化增重,阻碍氮化反应;试样分别在1350℃/1450℃保温2h,生成α-Si3N4和β-Si3N4的量基本相等,性能最佳,抗弯强度达到125MPa,(弯曲)比强度达到5.4×104N·m/kg.     

Si_3N_4/Fe,Si_3N_4/Fe_3Al界面的固相反应(英文)

用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射等研究了在Ar气氛中,经1150℃,10h等温热处理后,Si3N4/Fe,Si3N4/Fe3Al平而偶界面固相反应区的形貌、成分分布、显微结构及相组成.结果表明:Si3N4/Fe界面固相反应形成约120μn厚的反应区,Fe含量从Si3N4侧到Fe侧逐渐增加,反应区中的Si成分约为5%(原子分数),反应区主要由Fe(Si)固溶体构成,其中均匀地分御着细小的孔洞:Si3NdFe3Al界面固相反应形成约3μm厚的反应区,反应区具有比Fe3Al高得多的Al含量,反应区由FeAl,Fc(Al,Si)固溶体及三元化合物AlgFeSi3构成.Si3NdFe3Al具有比Si3N4/Fe高得多的 界面化学相容性.     

Al4SiC4的性能、制备和应用

介绍了一种待研发的新型三元碳化物Al4SiC4(碳硅化铝)的组成和基本性能,并重点讨论了Al4SiC4的各种合成和制备方法,如固相反应烧结法、高温自蔓延法等的原理及效果.首先讨论了Al4SiC4材料的基本性能、抗氧化性能和抗水化性能,比较了Al4SiC4和其他材料之间的性能差异,并介绍了Al4SiC4的应用范围;最后对Al4SiC4材料的合成方法和性能进行了总结,同时指出了碳硅化铝材料作为新型耐火材料的研究和使用的进一步研究方向.     

水基冷冻干燥工艺制备莫来石结合多孔SiC陶瓷

以微米级SiC和纳米级α-Al2O3为原料,经水基冷冻干燥及原位反应烧结工艺制备莫来石结合多孔SiC陶瓷.XRD分析表明多孔陶瓷主相是α-SiC,结合相是莫来石.多孔陶瓷的孔径分布呈现双峰分布特点,大孔孔径峰值介于3 ～20 μm,小孔孔径峰值为0.5 ～1 μm.体系中SiC固相含量及烧结温度对多孔陶瓷显微结构及性能有显著影响.当SiC固相含量由20vol％增至30vol％时,多孔陶瓷的孔结构由间距为20～ 30 μm、且定向排列的层状结构演变为孔径约为4μm的定向通孔结构.当烧结温度由1200℃升至1500℃时,多孔SiC陶瓷开气孔率由66％下降至64％,抗压缩强度由4.5 MPa升至16 MPa.     

无定形TiO2合成尖晶石Li4Ti5O12的性能

用无定形TiO2与Li2CO3高温固相反应合成了性能良好的"零应变"电极材料Li4Ti5O12. XRD, SEM和激光粒度分析表明,产物结晶度好,无杂质相,为纯立方尖晶石相,Li4Ti5O12颗粒呈砾石状形貌,有团聚现象,平均粒度约2.66 μm. Li4Ti5O12电极具有较宽的充放电平台,循环性能稳定. 以0.1 C电流比率恒电流充放电,首次放电容量和循环容量分别达180和150 mA·h/g. 交流阻抗谱研究发现,Li4Ti5O12不同嵌锂程度下的电导率对其电极的电化学阻抗具有较大影响,电极的Warburg阻抗曲线斜率与其荷电状态相关.     

氮化烧结制备Si3 N4 -SiC复相陶瓷

以酚醛树脂作为结合剂,以冷等静压方法成型制备氮化烧结Si3N4-SiC复相陶瓷,研究了结合剂对坯体强度和生成材料物相组成的影响。坯体强度随酚醛树脂含量增加而提高,最高强度达到23MPa,实现坯体可直接机械加工。经过氮化烧结,生成材料物相中含有SiC,含量达到7.1%～15.7%,并观察到细小的等轴颗粒αSi3N4、棒状晶粒βSi3N4以及少量针状和晶须状Si3N4。SiC颗粒与Si3N4结合在一起,被Si3N4包裹。Si3N4-SiC复相材料的生成机理:300～600℃,酚醛树脂发生裂解,形成单质C,残碳率为50%;1000～1100℃,C开始与Si发生固相反应,形成SiC;1100℃后,Si开始发生氮化反应,生成Si3N4。     

电合成4-氨基4′-氯二苯甲酮的研究

以正交法研究了以4 硝基 4′ 氯二苯甲酮为原料电合成4 氨基 4′ 氯二苯甲酮过程。实验结果表明,以ρ(4 硝基 4′ 氯二苯甲酮)=18 0g/L溶液为原料,与ρ(硫酸钛)=18 0g/L溶液、c(H2SO4)=1 1mol/L硫酸溶液组成电解液,于无隔膜电解池中,在75～80℃、电流密度5A/dm2的条件下,电合成4 氨基 4′ 氯二苯甲酮的收率为82 7%。产物经过高效液相色谱归一法测定,质量分数为99 1%。     

4''''-羟基-4-联苯甲酸的合成

以4-羟基联苯为原料,经酯化、傅-克酰基化、相转移催化下的苄基化、氯仿反应、催化氢解等反应,合成了标题化合物,总收率57.8%.化合物4'-苄氧基-4-乙酰基联苯、4'-苄氧基-4-联苯甲酸的结构经 1HNMR、IR、MS及元素分析确证.与文献比较,该路线选择性好、产率较高.     

4-氨基-4''''-氯二苯甲酮的合成研究

以Na2S2为还原剂,将4-硝基-4＇-氯二苯甲酮还原成4-氨基-4’-氯二苯甲酮,通过对反应物配比、反应时间、反应温度进行多因素正交试验,确定了最佳工艺条件,反应温度92℃,反应时间2.5小时,4-硝基-4＇-氯二苯甲酮:Na2S2=1∶1.7（mol）,收率为85.80％,含量为98.08％。产品结构经红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析证实。实验操作简单,分离容易。     

铝对高岭石熟料合成Al_4SiC_4-Al_4O_4C复合材料的影响

将高岭石熟料粉、炭黑粉和金属铝粉按n(A l2O3):n(C):n(A l)=1:6.5:2.6配料作为基料,保持高岭石熟料粉和炭黑的量不变,改变金属铝粉的量,使n(A l)从2.6分别增加到3.9、5.5、7.0、8.6和10.4,以酚醛树脂为结合剂,无水酒精为分散剂,混匀后压制成型,坯体试样干燥后,在刚玉质管式炉内,氩气气氛下,于1 700℃保温2 h制备了A l4SiC4-A l4O4C复合材料。利用DTA-TG、XRD和SEM等测试技术,研究了铝粉加入量对该材料相组成和显微结构的影响。结果表明:在一定范围内随着金属A l粉加入量的增加,A l4SiC4产物的含量也会相应的增加。试样中生成的A l4SiC4有片状和块状两种形貌,粒径分别在5~15和10~20μm之间。金属A l粉添加量的增加,对A l4SiC4晶粒形状和粒径影响不大;合成的A l4O4C粒径一般在1μm以下,主要分布在A l4SiC4晶粒表面,形状无规则,部分还粘结在一起。     

4-(4-氯苯基)环己醇及4-(4-氯苯基)环己酮的合成研究

以氯苯、环己烯、乙酰氯为原料,通过Friedel-Crafts反应、Baeyer-Villiger反应、水解反应得到4-(4-氯苯基)环己醇。通过正交试验得到Friedel-Crafts反应和Baeyer-Villiger反应优化后的工艺条件。4-(4-氯苯基)环己醇总收率达12.9%,较文献收率提高了6%以上。所得醇经次氯酸钠氧化,得到4-(4-氯苯基)环己酮,氧化收率87%,产品的结构经1HNMR、GC-MS鉴定。     

4,4′,4″-三氨基三苯胺的合成

本文从对氯硝基苯和对硝基苯胺出发,经过两步反应合成了三偶氮类光导材料的重要中间体4,4′,4″-三氨基三 苯胺,其中第一反应采用KF/季铵盐催化法,收率48.4％,第二步反应采用钯碳催化加氢法,收率91.4％。     

Theoretical investigation of vinylogous anomeric effect on 4-halo-4-H-pyran and 4-halo-4-H-thiopyran molecules

ABSTRACT

In this study, the stability of the 4-halo-4-H-pyran and 4-halo-4-H-thiopyran molecules in planar and puckered conformations was investigated in the B3LYP/6-311++G(d,p) level of theory. The total energy, dipole moment, the energies of frontier orbitals, and HOMO–LUMO gaps of the molecules were calculated. Natural bond orbital (NBO) analysis was used to illustrate vinylogous anomeric effect on the puckering of ring. The responsible interactions of this effect were determined. The interaction energy, off-diagonal elements and dipole moment values of their NBO were calculated. In addition, total steric exchange energy values of theses interaction were evaluated.     

对羟基苯乙酮氨肟化制备对羟基苯乙酮肟

考察了在HTS-1分子筛催化剂上对羟基苯乙酮(简写为4-HAP)在固定床反应器中与氨和过氧化氢发生氨肟化反应合成对羟基苯乙酮肟(简写为4-HAPO)的反应规律,4-HAP氨肟化反应的适宜条件为:以乙醇为溶剂、温度高于60℃、反应时间大于5 h、4-HAP宜一次性加入、氨和过氧化氢连续加入、催化剂的质量分数为w(HTS-1)=1.4%、n(NH3)∶n(H2O2)∶n(4-HAP)=4.2∶1.1∶1、n(溶剂)∶n(4-HAP)=6∶1,4-HAP转化率达到73.9%,4-HAPO选择性达到98.9%,该结果优于类似条件下US 5 466 869报道的结果。通过色质联用分析鉴定了4-HAP氨肟化反应的产物,与现有的文献报道相比,HTS-1分子筛具有较高的活性和选择性,副产物的种类和数量均较少。4-HAP氨肟化反应过程中产生的副产物主要为1,8,9-蒽三酚(THA)和对苯二酚(HQ)。适当提高反应温度和催化剂浓度、提高氨与4-HAP的比例、控制过氧化氢与4-HAP在适当的摩尔比(如1.1∶1),可抑制这两种副产物的生成。HQ和1,8,9-蒽三酚在氨存在下发生氧化反应是反应产物颜色变深的原因。