石墨表面化学镀Cu对天然鳞片石墨/Al复合材料热物理性能的影响

对天然鳞片石墨（GF）进行化学镀Cu的表面处理,对化学镀Cu石墨（Cu-GF）和Al粉采用真空热压的工艺制备出镀Cu石墨/Al（Cu-GF/Al）复合材料。研究了Cu-GF/Al复合材料的微观结构和微观界面,同时也研究了Cu-GF对Cu-GF/Al复合材料热导率和抗弯性能的影响。结果表明,GF上的Cu层能抑制界面脆弱相Al₄C₃的产生,使Cu-GF/Al复合材料的抗弯性能有了显著提升。当Cu-GF体积分数从50%增加到70%时,Cu-GF/Al复合材料的抗弯强度也从104 MPa降低到74 MPa。当GF体积分数为70%时,Cu-GF/Al复合材料的热导率达到最高值为522 W/（m·K）。     

纳米陶瓷复合材料的制备与性能

综述了近年来国内外关于纳米陶瓷复材料的研究进展，着重介绍了纳米陶瓷复合材料的制备技术，力学性能的改进情况以及微观结构特点，指出发展纳米陶瓷复合材料是改善陶瓷材料强韧性和高温力学性能的有效途径。     

聚苯酯/石墨/聚甲醛复合材料的制备及摩擦学性能

为了改善聚甲醛的摩擦学性能，用模压方法制备了聚苯酯／石墨／聚甲醛(Ekonol／G／POM)复合材料，通过摩擦磨损实验方法对材料的摩擦学性能进行了研究，并用SEM对磨损表面进行了观察和分析，在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明：用模压法制备Ekonol／G／POM复合材料是可行的；适量加入Ekonol能改善POM的摩擦磨损性能，得到自润滑性能优良的Ekonol／G／POM复合材料；Ekonol加入量的多少，直接影响着复合材料的磨损机理，随着其含量的增加。磨损机理发生由粘着磨损到疲劳磨损的转变。     

膨胀石墨/聚醚砜复合材料的制备及力学性能

采用微波辐射法制备了膨胀石墨(EG),将其作为增强相加入到聚醚砜(PES)基体中,利用溶液共混法和真空辅助模压成型工艺得到EG/PES复合材料,使用SEM、FTIR和XRD等分析手段表征了EG及其复合材料的微观结构和性能,并对复合材料的力学性能进行了测试。结果表明:PES分子插入到了EG片层内部,并且EG与PES分子之间产生了氢键作用;当EG含量为5.0%(质量分数)时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最大值,分别为94.6 MPa和146.7 MPa,较树脂基体提升了10.5%和7.3%;EG在PES基体内的分散性直接影响了复合材料的力学性能,嵌入到复合材料内部的EG不仅能够改变微观裂纹的走向,还能阻止其进一步蔓延和扩展,改善复合材料内部的应力分布情况。     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料,多层石墨为导热填料,采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料,研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响.结果表明,多层石墨在硅树脂中分散性良好.多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大,填充质量分数为45％时,热导率达到2.26W· (m· K)-1,超过此值之后热导率开始下降.随着填料的增加,多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小.与纯硅树脂相比,多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高.相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、AlN/硅树脂的热导率高得多,这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链.     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料, 多层石墨为导热填料, 采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料, 研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、 热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明, 多层石墨在硅树脂中分散性良好。多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大, 填充质量分数为45%时, 热导率达到2.26 W·(m·K)^-1, 超过此值之后热导率开始下降。随着填料的增加, 多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小。与纯硅树脂相比, 多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高。相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、 AlN/硅树脂的热导率高得多, 这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链。     

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.     

天然石墨-纳米银/聚氨酯导电复合薄膜的制备及性能

采用热处理还原银盐原位引入银粒子的方法, 成功制备了天然石墨-纳米银/聚氨酯(C-Ag/PU)导电复合薄膜。并通过透射电镜(TEM)、 扫描电镜(SEM)观察了该复合薄膜的微观结构, 用X射线衍射仪(XRD)跟踪了银的还原和银粒子的生长过程, 探讨了加热温度和加热时间对银还原过程的影响, 研究了纳米银的生成和聚集对C/PU复合体系导电性能的影响。结果表明, 随着热处理的进行, 银粒子不断地生成和聚集, 最终以纳米尺寸(约10nm)均匀分散在聚合物基体中。纳米银粒子在天然石墨粒子之间起到了桥梁的作用, 改善了复合体系的导电通路, 显著提高了复合体系的导电性。      

硅/天然石墨/沥青炭复合材料的合成及其电化学性能

以纳米硅(Si)、天然石墨(NG)和高软化点沥青为前驱体,通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的硅/天然石墨/沥青炭( Si-NG/PC)复合材料.考察了球磨时间、球磨速率和物料比等因素对制备材料的组成、结构及其作为锂离子电池阳极电化学性能的影响.结果表明:最佳球磨速率为300 r/min,最适宜的球磨时间为21h.所制Si-NG/PC复合材料的循环性能随PC含量的增加而提高,但其比容量却随PC含量的增加迅速降低,PC的最佳质量分数为30％.同时,Si-NG/PC复合材料的比容量随Si含量的增加而增大,为获得好的循环性能,纳米Si质量分数应低于35％.在优化条件下制备的Si-NG/PC复合材料在50个循环中表现出高的比容量和优异的循环性能.     

石墨表面TiC涂层对高定向石墨/Cu复合材料热导率和抗弯强度的影响

以高温盐浴法对天然鳞片石墨粉体(GF)进行表面TiC镀层处理,然后采用真空热压烧结法制备TiCGF/Cu复合材料,研究了粉体表面涂层和GF体积分数对复合材料微观结构、热导率及抗弯强度的影响。系列测试结果表明:随着GF体积分数的降低以及粉体表面TiC镀层的形成,TiC-GF/Cu复合材料平行于GF片层方向的热导率有所降低,抗弯强度有所提升。其中在GF的体积分数占TiC-GF/Cu复合材料70%时,这种变化最为明显,平行于GF片层方向的TiC-GF/Cu复合材料热导率下降幅度最大,从676W/(m·K)下降到526 W/(m·K)。同时,TiC-GF/Cu复合材料的微观结构进一步说明,GF表面的TiC涂层对GF/Cu复合材料的断裂模型起着重要的作用。     

CBS玻璃/堇青石陶瓷复合材料制备与性能

采用电子陶瓷工艺制备了一系列钙硼硅玻璃／堇青石陶瓷复合材料，堇青石含量分别为50％，60％，70％和80％（质量分数）。对复合材料进行了X射线衍射分析、扫描电镜（SEM）观察和性能测试。结果表明：复合材料的介电常数和热膨胀系数随陶瓷含量的增加而减小，显微硬度随陶瓷含量的增加而增加。堇青石的加入抑制了钙硼硅玻璃中石英的析出，并生成了新相钙长石，其数量随堇青石和烧结温度的增加而增加，但它没有恶化复合材料的物理性能。所制得的复合材料具有高的相对密度（≥96％）、低的介电常数（～6）、低的介电损耗（0.3％～0．5％）、低的热膨胀系数（4．2×10^-6℃^-1～5．2×10^-6℃^-1）和低的烧结温度（≤950℃），有望用作介电材料和基板材料。     

Csf/BAS玻璃陶瓷复合材料的制备及其力学性能研究

为了提高钡长石(BAS)玻璃陶瓷的力学性能,采用轧膜成型、热压烧结方法制备出纤维分布均匀的致密短碳纤维增强BAS玻璃陶瓷基复合材料(Csf/BAS).采用X射线衍射分析,扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察及三点弯曲法与单边开口梁法研究了纤维含量对复合材料组织及力学性能的影响.研究表明:Csf对BAS玻璃陶瓷有良好的强韧化效应.体积分数为30%Csf/BAS复合材料的室温抗弯强度及断裂韧性分别为255 MPa和3.45 MPa.m1/2,其主要的韧化机制为裂纹偏转、纤维的拔出与桥接.用摩尔分数25%Sr代替Ba实现了基体的六方→单斜相的完全转变,进一步提高了复合材料的力学性能.     

石墨/陶瓷复合导电材料的制备及性能

为了研究片状石墨的掺杂量和取向排列对石墨/陶瓷复合材料结构和性能的影响,以长石、透辉石、石英等作为陶瓷基体并掺杂石墨,经湿混、干燥、干压成型、快速烧结等工艺制备了石墨/陶瓷复合导电材料。用精密伏安表精确测定了材料垂直和平行于成型压力方向的电阻,用XRD、SEM分析了试样的物相组成和断面形貌。实验结果表明：在烧结过程中石墨与陶瓷基体不发生化学反应,未发现有新相生成;片状石墨在复合材料中具有定向排列的特征,即片状石墨的c轴平行于成型压力方向;石墨/陶瓷复合导电材料的电阻率具有明显的各向异性;随着石墨掺量的增加,复合导电材料的电阻率随石墨掺量的增加而急剧减小;但是,当石墨掺量超过15 wt%时,复合材料电阻率的变化趋于平缓。     

尖晶石/玻璃复合材料的制备和性能研究

采用电子陶瓷工艺制备了一系列玻璃/尖晶石陶瓷复合材料,结果表明:复合材料的介电常数、热膨胀系数和显微硬度随着尖晶石含量的增加而增加,而且材料中硼酸铝的生成对复合材料的介电和热膨胀性能有一定影响。所制备的复合材料具有低的介电常数(5.5~6.5)、低的热膨胀系数(5.3×10-6~5.5×10-6℃-1)和低的烧结温度(≤1000℃),有望用于先进的微电子封装基板材料。     

金属/聚合物转化陶瓷复合材料的原位反应合成和磁学性能研究

在高温转变陶瓷工艺过程中,通过不同金属元素(Ni、Mn、Co和Fe)的添加,原位反应合成出Si-CN陶瓷基体的复合材料.由于金属元素的存在,使得所合成的复合材料的质量损失减小,密度增加.富金属相能均匀分布在基体材料中,复合材料无明显缺陷.XRD分析结果表明,Ni、Mn和Fe在高温分解过程中与基体都发生反应,分别生成了Ni31 Si12、Mn5Si3和Mn2N0.86、Fe3Si,而Co没有.由于这些不同富金属相的存在,使得复合材料的磁学性能在低温(77K)和室温(300K)有所不同.     

碱式硫酸镁晶须/橡胶复合材料的制备

将超声分散后的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷改性碱式硫酸镁晶须（KH550-MgOS_W）分散液加入天然胶乳（NR）中,对其进行补强,制得绿色环保高性能的KH550-MgOS_W/NR复合材料。系统研究了KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能。结果表明,用KH550改性后的MgOS_W与橡胶基体具有很好的相容性。KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能均比纯胶有所提高。当KH550-MgOS_W与NR质量比为4%时,KH550-MgOS_W/NR复合材料的各项性能均达到最佳,300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、交联密度比纯胶胶膜分别提高了25.0%、36.8%、37.3%、11.4%、44.2%,垂直燃烧等级由FV-1提高到了FV-0级,比纯胶的起始热降解温度（T₀）、最大热降解温度（T_p）和终止热降解温度（T_f）分别提高了6.2℃、5.2℃和4.1℃。     

石墨添加量对黄土基陶瓷膜支撑体性能的影响

以黄土为骨料,石墨为成孔剂,采用滚压成型法和固态粒子烧结法制备低成本无机陶瓷膜支撑体,并探究了石墨添加量对支撑体性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、压汞法、三点弯曲法、质量损失法和自制纯水渗透率测定装置等方法对支撑体的晶相变化、微观形貌、孔隙率、抗折强度、酸碱腐蚀率和纯水渗透率进行了分析表征。结果表明,支撑体的晶相组成为α-石英(α-SiO2)、钠长石(Na2O·Al2O3·6SiO2)、透辉石(CaMg(SiO3)2)、钙长石(CaO·Al2O3·2SiO2);在烧结温度为1100℃,石墨添加量为6%(质量分数)时,制得支撑体抗折强度高达43.50 MPa,纯水通量为847.20 L/(m^2·h·MPa),孔隙率为16.11%,孔隙中值半径为2.39μm,酸(碱)腐蚀率为1.08/0.36%。     

天然沸石陶瓷分离膜的制备与表征

以天然沸石为原料,采用挤压成型的方法,制备出多孔陶瓷分离膜管.探讨并研究了沸石的反应烧结过程,以及烧成温度、保温时间对多孔陶瓷膜管微观结构的影响,测试了不同温度烧成样品的氮气通量、水通量和弯曲强度,讨论了抗热震性和骤冷温差之间的关系,并尝试对材料的上述性能进行了解释.     

低温烧结铁氧体/陶瓷复合材料的电磁性能研究

采用MgCuZn铁氧体(MCZF)分别与少量CaTiO3(CT)和BaTiO3(BT)复合,以Bi2O3为助熔剂,通过标准陶瓷工艺在900和950℃烧结得到适合低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的两类复合材料MCZF/CT和MCZF/BT。对比研究铁氧体与两类复合材料的磁性能和介电性能发现,与陶瓷复合后材料的截止频率可以从13.9MHz提高到136.5MHz,而1MHz处的介电损耗可以从0.741降低到0.012。对比研究不同烧结温度下复合材料的电磁性能发现,950℃烧结的样品比900℃烧结时有更高的起始磁导率、Snoek产量、介电常数及更低的介电损耗,其中MCZF/CT的起始磁导率达到51.8,明显高于MCZF/BT,但后者有更优良的介电频率特性。此外,结合微结构分析讨论了950℃烧结样品的电磁性能变化原因。