非等温DSC法研究TSPZ-EP环氧树脂的固化动力学

采用一锅两步法合成了一种含硅和二氮杂萘酮结构的环氧树脂(TSPZ-EP),并通过非等温差示扫描量热分析(DSC)研究了树脂在不同升温速率下的固化行为.采用n级模型和自催化(m,n)模型确定了固化反应动力学方程;选用商用双酚A环氧树脂(DGEBA)与其进行共混改性,通过外推法确定固化工艺,测试其力学性能.结果表明,n级反...     

PTFE/SGM复合材料非等温结晶动力学

通过冷压烧结工艺制备了聚四氟乙烯/实心玻璃微珠(PTFE/SGM)复合材料。采用差示扫描量热法(DSC)研究了PTFE/SGM复合材料的非等温结晶行为,并利用Jeziorny模型对所得DSC数据进行处理。结果表明:Jeziorny模型处理PTFE/SGM复合材料的非等温结晶动力学过程是合理可行的;随着冷却速率的增加,结晶峰向低温方向移动,结晶温度范围增大,结晶度下降;SGM有一定的成核作用,提高了PTFE的结晶峰温和结晶速率,降低了结晶活化能,使PTFE更易结晶。     

非等温DSC研究聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化动力学

采用非等温差示扫描量热法（DSC）测试了不同升温速率下,聚苯并噁嗪及聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化过程.分析了不同升温速率下,两体系的特征固化温度、反应热及反应速率与温度的关系.Kissinger方程分析计算了聚苯并噁嗪及聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化反应表观活化能和反应级数.结果表明,炭纤维对聚苯并噁嗪固化具有催化作用,同时又有缓聚作用.浅析了炭纤维影响聚苯并噁嗪固化的原因。     

聚丙烯/硬石膏复合材料的非等温结晶动力学

采用DSC研究了聚丙烯(PP)及聚丙烯/硬石膏复合材料的非等温结晶动力学,对所得数据用修正Avrami方程的Jeziorny法和Mo法进行处理。结果表明:硬石膏的加入提高了PP的结晶温度Tp和结晶速率,降低了结晶活化能ΔE,使实际降温速率下PP更易结晶。同样的含量下,经铝酸酯偶联剂改性硬石膏使PP结晶速率加快,但ΔE有小幅上升。研究表明,硬石膏有异相成核作用,填加20%时异相成核多于填加10%时,铝酸酯偶联剂的改性对该作用无明显影响。     

基于微波固化工艺的碳纤维T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学

针对微波固化工艺下的碳纤维（T800）/环氧树脂复合材料的固化反应行为,运用非等温差示扫描量热（DSC）法,研究了T800/环氧树脂复合材料的固化反应放热过程。基于Kamal动力学模型,采用粒子群全局优化算法,拟合得到了纯微波固化工艺及高压微波固化工艺的T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学方程,通过实验验证,该方程能够很好地描述T800/环氧树脂复合材料微波固化反应动力学行为。并系统对比研究了不同固化工艺方法对T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学的影响。结果表明：相比传统热固化工艺,微波固化工艺能够有效提高T800/环氧树脂复合材料的固化反应速率并降低其固化反应的活化能,同时固化压力的引入对T800/环氧树脂复合材料的固化反应有一定的促进作用。     

纳米SiO2含量对尼龙6/SiO2纳米复合材料蠕变性能的影响

通过原位聚合法制备了尼龙6/SiO2纳米复合材料。利用扫描电镜观测了复合材料的表面形貌,结果表明,纳米SiO2颗粒均匀地分布在尼龙6基体中。利用电子万能试验机对不同纳米SiO2含量的复合材料进行了短期(24 h)蠕变性能的测试,结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的抗蠕变性能也随着增大;在30 MPa、40 MPa和50 MPa的应力水平下,纳米SiO2含量为5%的纳米复合材料的蠕变应变分别比纯尼龙6降低了38.4%、61.0%和71.9%。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的非等温结晶动力学研究

采用DSC研究了聚丙烯及聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的非等温结晶行为。结果表明,纳米分散的硅酸盐片层在很少的加入量时即可提高复合材料的结晶度,使复合材料的结晶温度升高,与此同时,无机物含量仅为1％时即可明显加快复合材料的结晶速率。     

非等温DSC研究超支化聚醚/PEG/IPDI体系的固化反应动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了超支化聚醚对聚乙二醇/异佛尔酮二异氰酸酯体系(PEG/IPDI)固化反应动力学的影响。结果表明,PEG/IPDI体系的固化反应表观活化能约为53.278 kJ/mol,反应级数为0.914,指前因子为1.500×105min-1;加入6%的超支化聚醚后,体系的固化峰温升高,表观活化能、反应级数和指前因子分别提高至87.577 kJ/mol、0.960、1.201×1010min-1,机理函数仍遵循Avrami-Erofeev方程G(α)=[-ln(1-α)]n,只是方程中的指数n有所变化。超支化聚醚对PEG/IPDI体系的固化反应有一定的延缓作用,但不改变固化机理。浅析了超支化聚醚影响PEG/IPDI体系固化的原因。     

改性氰酸酯树脂体系的固化动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺(HPM)改性氰酸酯树脂体系的固化动力学进行了研究。分别利用无模板法中的Ozawa-Flynn-Wall法和Friedman法求得了表观活化能。根据Malek法,两参数Sestak-Berggren模型能够较好地描述固化反应机理函数,并求得了表观指前因子。其固化动力学模型为dα/dt=3.196×108exp(-85797.5/RT)α0.033(1-α)1.0747。结果表明,模型曲线和实验曲线基本吻合,但随着升温速率的提高,模型曲线开始偏离实验曲线。这是由于固化反应中官能团反应活性控制和扩散控制的相互竞争结果。     

聚丙烯/微晶纤维素复合材料的非等温结晶动力学研究

用熔融复合法制备聚丙烯/微晶纤维素复合材料,用DSC法研究其非等温结晶行为,分别用Jeziorny法、Ozawa法和Mo法对所得的数据进行处理.结果表明,Jeziorny法和Mo法处理非等温结晶过程比较理想,MCC的加入缩短了t1/2,起到了异相成核作用.     

片状纳米Al2O3/环氧树脂复合材料的制备及性能

采用水热法制备片状纳米Al₂O₃,经过偶联剂改性后与环氧树脂复合,通过溶液混合法制备了不同填充量的片状纳米Al₂O₃/环氧树脂复合材料,研究了片状纳米Al₂O₃用量对片状纳米Al₂O₃/环氧树脂复合材料介电性能和热性能的影响,利用SEM对复合材料的断口形貌进行了表征。结果表明: 片状纳米Al₂O₃在环氧树脂基体中分散良好;随着片状纳米Al₂O₃填充量的增加,复合材料的起始热分解温度升高、介电强度增大,当片状纳米Al₂O₃的填充量为7wt%时,复合材料的介电强度为 29.58 kV/mm,比纯环氧树脂的介电强度提高了30%;复合材料的介电常数(3.8~4.5)和介电损耗(0.015)比纯环氧树脂稍有增大,但仍维持在较好的介电性能范围内。     

Al2O3/环氧树脂-氰酸酯复合材料反应动力学及力学性能

以双酚A型环氧树脂(E51)和双酚A型氰酸酯(BCE)为原料,研究E51改性BCE共固化反应机制。同时,以E51-BCE为基体树脂,溶胶-凝胶法(Sol-Gel)自制Al2O3为增强体,制备Al2O3改性E51-BCE (Al2O3/E51-BCE)复合材料。通过非等温DSC确定了E51-BCE体系的固化工艺及固化反应动力学,并根据Kissinger法和Ozawa法求得体系的表观活化能分别为66.13 kJ/mol和69.46 kJ/mol。利用红外光谱跟踪固化体系在起始固化温度为160℃、 180℃时的反应历程,结果表明:起始固化温度在160℃时,以E51与BCE直接反应为主;起始固化温度在180℃时, BCE反应活性提高,以BCE自聚反应为主,生成三嗪环的速率加快,少量的BCE直接与E51反应生成恶唑啉结构。对Sol-Gel法自制Al2O3进行FTIR和TEM表征,结果表明:Al2O3为短纤维状的晶体,表面含有少量羟基。SEM结果显示:Al2O3为分散相,与基体间界面模糊, Al2O3/E51-BCE复合材料的脆断面裂纹不规则,为典型的韧性断裂;当Al2O3掺杂量为3wt%时, Al2O3在基体中分散均匀, Al2O3/E51-BCE复合材料的冲击强度和弯曲模量分别为24.2 kJ/m2和2.54 GPa,比基体树脂的冲击强度和弯曲模量分别提高53.65%和22.12%,力学性能得到明显改善。     

Ti/Al2O3复合材料制备及其力学性能

利用放电等离子烧结(SPS)制备了性能优异的40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为897.29MPa、17.38MPa·m1/2、17.13GPa和99.24%.SEM和HREM对复合材料的微观结构分析发现,晶粒细化、位错环强化等是材料强度提高的主要原因;裂纹的偏转和桥联是材料韧性提高的关键所在.     

Effect of Al2O3 particle size on vacuum breakdown behavior of Al2O3/Cu composite

In order to clarify the effect of Al₂O₃ particle size on the arc erosion behavior of the ceramic-reinforced Al₂O₃/Cu composite, Al₂O₃/Cu composites with different sizes of Al₂O₃ particles were prepared by powder metallurgy, the effect of Al₂O₃ particle size on the characteristics of arc motion was studied, and the mechanism of arc erosion of Al₂O₃/Cu composites was discussed as well. The results show that with decrease in the size of Al₂O₃ particles, the erosion area increases significantly and the erosion pits become shallower. The vacuum breakdown is preferred to appear in the area between Al₂O₃ particle and the copper matrix. Based on the experimental results and theoretical analysis, a particle partition arc model is proposed.     

Bi2O3助熔剂对CaO-B2O3-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷复合材料性能的影响

以CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)玻璃粉体和Al₂O₃陶瓷粉体为原料,通过在CBS与Al₂O₃的质量比固定为50:50的玻璃-陶瓷复合材料中添加适量的Bi₂O₃作为烧结助熔剂,探讨了Bi₂O₃助熔剂对CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能、抗弯强度和热膨胀系数的影响规律.研究表明:Bi₂O₃助熔剂能通过降低CBS玻璃的转变温度和黏度促进CBS/Al₂O₃复合材料的致密化进程,于880 ℃下烧结即能获得结构较致密、气孔较少的CBS/Al₂O₃复合材料.然而,过量添加Bi₂O₃将使玻璃的黏度过低,从而恶化CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能及抗弯强度.当Bi₂O₃的添加量为CBS/Al₂O₃复合材料的1.5wt%时,于880 ℃下烧结即能获得最为致密的CBS/Al₂O₃复合材料,密度为2.82 g·cm^-3,这一材料具有良好的介电性能(介电常数为7.21,介电损耗为1.06×10^-3),抗弯强度为190.34 MPa,0~300 ℃的热膨胀系数为3.52×10^-6 K^-1.     

Mechanomaking of Fe/Al2O3 and FeCr/Al2O3 nanocomposites powders fabrication

Nanocomposite powders (Fe or Fe-Cr alloy)/-Al₂O₃ (75 and 85 vol.%) were obtained by room-temperature high-energy milling powder mixtures of hematite (and chromium oxide) with aluminum and alumina in a high-capacity mill for 8-10 h. The composition of iron and iron alloys was followed by Mössbauer spectroscopy, while the appearance of other phases was revealed by X-ray diffraction. The powder particles produced are assemblies of grains (10–20 nm in size) with a wide size distribution (from well below 1 μm up to several hundreds) and low porosity (fully dense particles). Both the metallic and ceramic phases have crystallite sizes below 15 nm for all the compositions investigated. Nano-nano type ceramic nanocomposites were, therefore, obtained.     

Mechanical properties and microstructure of Al2O3/TiAl in situ composites doped with Cr2O3

Al₂O₃/TiAl composites were successfully fabricated from powder mixtures of Ti, Al, TiO₂ and Cr₂O₃ by a hot-press-assisted exothermic dispersion method. The effect of the Cr₂O₃ addition on the microstructures and mechanical properties of Al₂O₃/TiAl composites was characterized, and the results showed that the Rockwell hardness, flexural strength and fracture toughness of the composites increased as the Cr₂O₃ content increased. When the Cr₂O₃ content was 2.5 wt%, the flexural strength and the fracture toughness attained peak values of 925 MPa and 8.55 MPa m^1/2, respectively. This improvement of mechanical properties was due to the more homogeneous and finer microstructure developed from the addition of Cr₂O₃ and an increase in the ratio of α₂-Ti₃Al to γ-TiAl matrix phases.     

纳米Al2O3/不饱和聚酯复合材料的制备及性能研究

运用直接共混的方法,将改性后的纳米Al2O3粒子加入到不饱和聚酯树脂中,制得了纳米Al2O3/不饱和聚酯树脂复合材料.利用TEM和SEM,对不同表面处理和分散工艺下,纳米Al2O3粒子在不饱和聚酯树脂中的分散情况进行了观察,探索出较为合理的表面处理和分散工艺.对不同粒子含量的纳米复合材料的弯曲、冲击性能等进行了研究.结果表明,粒子含量为5%时纳米复合材料表现出较好的力学性能.     

An experimental study on the bearing strength behavior of Al2O3 particle filled glass fiber reinforced epoxy composites pinned joints

An experimental study has been carried out to investigate the bearing strength behavior of pinned joints of glass fiber reinforced composite filled with different proportions of Al₂O₃ particles, as a function of filler loading and joint geometry. The weight fractions of the filler in the matrix were 7.5, 10, and 15%. Single-hole pin-loaded specimens of each composite material were tested in tension. The results show that the bearing strength of glass fiber reinforced epoxy composites pinned joints is associated with the filler content and geometric parameters. The increase of the Al₂O₃ particle loading in the matrix improved the bearing strength of the composites. The highest bearing strengths were obtained for composite specimens with 10 wt.% Al₂O₃ particle content. Further increases in the Al₂O₃ particle content in the matrix resulted in a decrease of the bearing strength, but remains above that of the unfilled glass reinforced epoxy composites.     

Al2O3颗粒形貌对注凝成型ZrO2/Al2O3陶瓷性能的影响

采用3种不同形貌的Al₂O₃原料对注凝成型制备ZrO₂/Al₂O₃（ZTA）陶瓷工艺中悬浮体的流变性能进行了研究。以低毒的单体N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）制备了ZrO₂/Al₂O₃坯体和陶瓷。讨论了3种不同形貌的Al₂O₃原浆料的分散剂用量、球磨时间和固含量对浆料流变性的影响。Al₂O₃粉体呈扁平状有利于降低浆料的黏度,Al₂O₃粉体呈棒状对生坯强度的提高有利。制得的3种ZrO₂/Al₂O₃坯体颗粒间结合紧密,抗弯强度分别达到21.45,19.87,25.90 MPa。Al₂O₃粉体呈颗粒状有利于最终陶瓷力学性能的提高,陶瓷的抗弯强度及断裂韧性分别为680 MPa和7.49 MPa·m^1/2,453.1 MPa和6.8 MPa·m^1/2,549.4 MPa和6.34 MPa·m^1/2。