纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的力学特性和老化特性

作为高压电机主绝缘的重要组成部分,环氧桐马酸酐黏合剂的性能与电机安全稳定运行密切相关。为改善环氧桐马酸酐黏合剂的力学特性和耐老化特性,制备了质量分数分别为1wt%、2wt%、3wt%和4wt%的纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂,测试了其弯曲强度和冲击强度以及老化前后的击穿场强。结果表明:1wt%纳米SiO_2含量的纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的弯曲强度提高24.79%,含2wt%纳米SiO_2的黏合剂冲击强度提高47.11%。老化前,纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的击穿场强随纳米SiO_2含量的增加先增加后减小,2wt%含量时达到最大值,提高7.3%。电老化后和热老化初期,含1wt%和2wt%纳米SiO_2的黏合剂击穿场强高于原始黏合剂,28天热老化后,各含量黏合剂的击穿场强与原始黏合剂趋于一致。     

纳米Al_2O_3溶胶复合水性聚苯胺环氧树脂涂层的制备及性能

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为改性剂,对纳米氧化铝溶胶进行改性处理,随后将其分散于聚苯胺/水性环氧树脂中,再经固化剂固化,制成纳米氧化铝溶胶复合涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等手段分别对水性环氧涂层(epoxy)、纳米氧化铝溶胶改性水性环氧涂层(Al_2O_3/epoxy)、聚苯胺复合水性环氧涂层(PANI/epoxy)以及纳米氧化铝溶胶复合聚苯胺/水性环氧涂层(Al_2O_3/PANI/epoxy)的耐腐蚀性能和力学性能进行了研究。结果表明,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.87×10~7Ω·cm~2,比epoxy涂层提高了3个数量级,防腐能力最强。该涂层的附着力为0级,硬度为6H,均高于其他涂层。另外,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层的SEM照片显示,纳米Al_2O_3粒子与聚苯胺及环氧树脂粘连紧密,无明显的团聚。并发现在涂层与金属界面间出现了致密钝化层。     

纳米Al_2O_3溶胶复合水性聚苯胺环氧树脂涂层的制备及性能EI北大核心CSCD

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为改性剂,对纳米氧化铝溶胶进行改性处理,随后将其分散于聚苯胺/水性环氧树脂中,再经固化剂固化,制成纳米氧化铝溶胶复合涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等手段分别对水性环氧涂层(epoxy)、纳米氧化铝溶胶改性水性环氧涂层(Al_2O_3/epoxy)、聚苯胺复合水性环氧涂层(PANI/epoxy)以及纳米氧化铝溶胶复合聚苯胺/水性环氧涂层(Al_2O_3/PANI/epoxy)的耐腐蚀性能和力学性能进行了研究。结果表明,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.87×10~7Ω·cm^2,比epoxy涂层提高了3个数量级,防腐能力最强。该涂层的附着力为0级,硬度为6H,均高于其他涂层。另外,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层的SEM照片显示,纳米Al_2O_3粒子与聚苯胺及环氧树脂粘连紧密,无明显的团聚。并发现在涂层与金属界面间出现了致密钝化层。     

纳米Al_2O_3/聚酰亚胺复合薄膜的介电与力学性能

采用原位聚合与热亚胺化的方法,成功制备了一系列不同纳米Al_2O_3粒子质量分数的纳米Al_2O_3/聚酰亚胺(PI)复合薄膜。通过SEM、TEM、XRD、FTIR、LCR数字电桥、高压电源及电子万能材料试验机对纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的微观结构、介电性能及力学性能进行了表征和测试。结果表明:纳米Al_2O_3粒子在均匀地分散在PI基体中;当纳米Al_2O_3粒子质量分数为8%时,纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的击穿强度和拉伸强度均达到了最大值;纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的介电常数随纳米Al_2O_3质量分数的增加而增加。     

纳米Al2O3/聚醚砜-环氧树脂复合材料的介电性能及热稳定性能

本实验制备了纳米Al_2O_3/聚醚砜-环氧树脂复合材料,考察了不同纳米氧化铝和聚醚砜的用量对复合体系力学和介电性能的影响,并对其热稳定性能进行了研究。结果表明:当添加1phr纳米氧化铝(Nano-Al_2O_3)和5phr聚醚砜(PES)时,三元复合材料EP/5PES/1Al_2O_3的拉伸强度提高到58 MPa,断裂伸长率达到13%,冲击强度达到16.2kJ/m~2,相比纯环氧树脂分别提高了61.1%、20.3%和8.0%。而且在100Hz的室温测试条件下,EP/5PES/1Al_2O_3材料的介电常数和介电损耗分别达到7.6和0.016,较纯环氧树脂均有一定幅度的增加。热重分析(TG)结果表明,EP/5PES/1Al_2O_3复合材料的初始分解温度为358℃,比纯环氧树脂提高了14℃,说明热稳定性有较大幅度的提高。     

Ni-Nd_2O_3纳米颗粒的制备及其催化性能研究

室温条件下通过共还原方法制得不同镍(Ni)与三氧化二钕(Nd_2O_3)摩尔配合比的镍-氧化钕(NiNd_2O_3)纳米颗粒,并对制得的Ni-Nd_2O_3纳米颗粒进行表征,考察了对水合肼的降解性能。研究结果表明:在Nd_2O_3所占摩尔配合比为0.06,温度为70℃,催化反应12min条件下,制得的Ni0.94-(Nd_2O_3)0.06纳米颗粒对H_2的选择性达到99%;重复使用第7次时,催化反应16min,对氢气(H_2)的选择性为97%,仍具有良好的催化性能。     

纳米Al_2O_3-Ni-P化学复合镀层的制备及其摩擦学性能

为了获得摩擦学性能优良的镀层,在20#钢基材上实施了纳米Al_2O_3-Ni-P化学复合镀,采用正交试验法优选了镀液配方,研究了镀液中纳米Al_2O_3含量、镀液温度对复合镀层显微硬度、摩擦和磨损性能的影响,用扫描电子显微镜对复合镀层表面形貌进行观察。结果表明,镀液中纳米Al_2O_3含量是影响复合镀层硬度和耐磨性能最主要因素。纳米Al_2O_3能有效改善Ni-P合金镀层结构,在镀层中分布较均匀,使复合镀层硬度和耐磨性能明显提高。当纳米Al_2O_3含量为6 g/L时,纳米粒子在复合镀层中分布致密、均匀,复合镀层硬度和耐磨性最佳,与基材20#钢结合性较好。镀液温度对复合镀层硬度和耐磨性能有一定影响,最佳镀液温度为85℃,此时复合镀层硬度和耐磨性较好。     

Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的摩擦学性能研究

将油酸和硅烷偶联剂(KH-560)修饰的Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体添加到基础油中,用可见分光光度计表征纳米粒子在润滑油中的分散稳定性,在自主设计的摩擦磨损试验机上考察Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体作为润滑油添加剂的抗磨减摩性能,用3D表面轮廓仪、扫描电镜和电子能谱分析试样表面形貌与成分变化及纳米粒子的作用机理。结果表明:在0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)润滑油中添加2%KH-560时,具有最好的分散稳定性;在润滑油中添加0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)时抗磨减摩效果最佳,在载荷500N、转速1100r/min时,摩擦系数和磨损量相比基础油时分别降低25.4%和43.8%。     

汽车零部件包装用聚丙烯复合材料性能研究

目的研究纳米氧化铝(Al_2O_3)对聚丙烯(PP)/碱式硫酸镁晶须(MHSH)/氮-磷复配阻燃剂(N-P)复合材料力学性能和燃烧性能的影响。方法对MHSH和Al_2O_3进行表面改性处理,利用混合机将PP、MHSH、Al_2O_3和氮-磷复配阻燃剂进行混合,采用熔融共混法制备PP/MHSH/Al_2O_3/N-P复合材料。结果当Al_2O_3的添加质量分数为8%时,复合材料的力学性能较佳,随着Al_2O_3含量的继续增加,复合材料的力学性能逐渐降低;Al_2O_3质量分数为5%时,复合材料的极限氧指数(LOI)为23.6%,其阻燃性能明显得到提高,随着Al_2O_3填充量的继续增加,复合体系的LOI增长速度变缓;当Al_2O_3质量分数为8%时,复合材料力学和阻燃综合性能最佳。结论 Al_2O_3经表面改性处理后,其在PP基材中分散良好,对聚丙烯复合材料起到补强和增韧作用,复合材料的阻燃性能也得到了改善。     

月桂酸/十四醇纳米复合相变材料的制备及性能研究

选择月桂酸(LA)-十四醇(TD)复合相变材料作为基材,分别以Al_2O_3、Fe_2O_3和CuO纳米颗粒作为添加剂,SDBS为分散剂,制备了LA-TD纳米复合相变材料。从分散剂添加量、超声分散时间、纳米颗粒添加种类和质量分数方面研究了Al_2O_3、Fe_2O_3和CuO 3种纳米复合相变材料的最佳制备条件。在最佳制备条件下,利用导热系数测定仪和DSC测试确定了3种纳米复合相变材料的导热系数、相变温度及相变潜热,并对复合相变材料进行了降温步冷和升温融化实验,研究了纳米颗粒对复合相变材料吸/放热速率的影响。最终确认Fe_2O_3纳米颗粒对LA-TD复合相变材料的传热强化效果最好,1%Fe_2O_3含量的LA-TD纳米复合相变材料的导热系数为0.3319 W/(m·K),较LA-TD纯相变材料提高了36.88%,其相变温度和相变潜热分别为24.76℃和112.61 J/g。纳米颗粒的添加提高了复合相变材料的放热速率,从50～15℃的凝固时间较LA-TD纯相变材料缩短了260 s(7.22%),但纳米颗粒的添加增加了流体粘度,不利于相变融化过程的自然对流。300次的融化/凝固热循环实验表明LA-TD/Fe_2O_3纳米复合材料具有良好的热稳定性。     

机械化学合成Ni2Al3/Al2O3去合金化制备Raney-Ni/Al2O3复合粉体

以NiO粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。将Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体用浓度为20%的NaOH溶液腐蚀2h,可得到纳米晶结构的Ni/Al_2O_3复合粉体。利用XRD和TEM对其物相和结构进行了表征。结果表明,球磨1h后混合粉末仍为NiO粉和Al粉,球磨3h后NiO粉和Al粉在机械力的作用下反应形成Ni_2Al_3和Al_2O_3粉体,机械力诱发的NiO和Al之间的反应属于突发型反应,继续球磨10h后形成Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体在70℃、质量比为20%NaOH溶液中刻蚀2h,可获得Ni/Al_2O_3复合粉体。     

超疏水复合涂层的制备和性能研究

采用大气等离子喷涂工艺(APS)制备了双层Al_2O_3/PTFE复合涂层和单层Al_2O_3-PTFE复合涂层两种涂层结构体系的疏水复合涂层,使用扫描电子显微镜(SEM)、3D表面形貌仪、显微硬度计、接触角测试仪和摩擦磨损试验机分别表征了复合涂层的微观形貌、相组成、粗糙度、硬度、疏水性能以及耐磨性能。评价复合涂层的性能并进而研究了Al_2O_3陶瓷作为粘结层和硬质颗粒填充相以及工艺参数对复合涂层的疏水性能和耐磨性能的影响。结果表明:无论Al_2O_3陶瓷作为粘结层还是硬质填充相添加到涂层中,都显著提高了单一PTFE涂层的摩擦学性能。Al_2O_3-PTFE复合涂层的耐磨性能优于Al_2O_3/PTFE复合涂层,两复合涂层的磨损率和摩擦系数依次为2.84×10~(-5)mm~3/N·m、9.97×10~(-5)mm~3/N·m和0.51、0.38;复合涂层的表面都具有良好的疏水性能,与水的静态接触角分别为155.4°和148.9°。良好的疏水性能源于表面粗糙的微纳米级突起结构和表面存在密集分布的低表面能氟化物的协同作用。进行摩擦磨损试验后表面的突起结构受到一定的破坏,涂层的疏水性能有所下降,但是Al_2O_3/PTFE复合涂层仍然具有超疏水性。     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合膜及其性能表征

以异丙醇铝、五水硝酸锆为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合薄膜。通过热重分析、红外光谱分析(IR)、X射线衍射分析(XRD)、氮气吸附-脱附法、激光粒度分布仪、扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的热稳定性、晶相组成、比表面积和孔结构、粒度大小、表面形貌等进行表征。结果表明,当n(Al_2O_3)∶n(ZrO_2)=1∶1时制得的复合溶胶澄清透明,粘度适中为2.6413mPa·s,且在干燥后几乎无开裂;以0.5℃/min的速率升温至1 000℃保温2h,并在69,165和365℃附近以0.25℃/min的速率缓慢升温并适当保温后,制得的Al_2O_3-ZrO_2复合膜表面平整光滑,热性能稳定,颗粒分布均匀,大小均一,结构致密,孔径分布窄,BJH中值为12.403257nm。     

Ce-Cu/Ti-Al-Ox催化氧化CO的性能研究

采用挤出成型法制备系列铜铈负载钛铝氧化物(Ce-Cu/Ti-Al-O_x)催化剂,研究Ce-Cu/Ti-Al-O_x催化氧化一氧化碳(CO)的性能,并对催化剂进行表征。结果表明:三氧化二铝(Al_2O_3)的掺入抑制了二氧化钛(TiO_2)的颗粒长大,不仅增大了催化剂的比表面积,同时提高了铜铈负载二氧化钛(Ce-Cu/TiO_2)催化剂的缺陷浓度,有利于催化剂表面反应气体的吸附以及催化反应的进行,因此适量添加Al_2O_3能明显提升Ce-Cu/TiO_2催化剂的低温催化氧化活性,拓宽其活性温度窗口,添加20%(wt,质量分数)Al_2O_3制得的Ce-Cu/Ti-Al-O_x催化剂具有对催化氧化CO的最好催化活性,在140℃条件下,活性达到了98%,170℃以上活性达到了100%。     

蓖麻油-SiO2复合改性AZ91镁合金环氧有机涂层防腐性能研究

采用化学浸渍法在AZ91镁合金表面制备磷酸盐转化膜,继而进行环氧有机涂层制备,在环氧涂层中,分别添加了不同用量的纳米二氧化硅(SiO_2)和蓖麻油。并对制得的蓖麻油-二氧化硅复合改性AZ91镁合金环氧有机涂层进行表征,考察了蓖麻油和纳米SiO_2加入量及两者共同改性对复合有机涂层防腐性能的影响。结果表明,在蓖麻油添加量为3%(wt,质量分数),纳米SiO_2用量为1%(wt,质量分数)条件下,两者共同改性的复合环氧有机涂层的腐蚀电位达到-0.732V,阻抗可达到220.5MΩ,对基底具有较好的防护作用。     

改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯水性防腐涂料的研制

通过油酸对纳米二氧化硅(SiO_2)进行改性,将改性纳米SiO_2与环氧树脂和丙烯酸单体充分混合,反应后制得改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯乳液。以改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯为成膜物质,通过添加颜、填料和多功能助剂,调节改性环氧树脂∶丙烯酸酯的摩尔配比为1∶1,并用0.15%(wt,质量分数)氢氧化钠(NaOH)优化酸碱度,制得一种新型改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯水性防腐蚀涂料,涂料的附着力达到1级,耐冲击性达到50cm,铅笔硬度达到2H,并具有贮存稳定性能好、耐候性能和物理机械性能等优异的特性。     

Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料的制备及表征研究

先以纳米Al_2O_3为核,Na_2SiO_3和柠檬酸为原料,采用非均匀成核法制备出Al_2O_3/SiO_2包覆型复合纳米粉体;再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为介孔模板剂,通过自组装法制得Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料;并借助X射线衍射、红外光谱、透射电镜、能谱和N_2吸附-脱附等手段对样品进行表征。结果表明:SiO_2和介孔SiO_2依次包覆在Al_2O_3表面形成了Al_2O_3/SiO_2/介孔SiO_2包覆型复合磨料,其具有MCM-48型介孔孔道结构,平均孔径为2.3nm,比表面积为454m~2/g,孔体积为0.43cm~3/g。     

无溶剂纳米SiO2改性环氧涂料的制备及涂覆建筑护栏施工要素

为了克服现有环氧树脂增韧改性时韧性增强而环氧树脂本身优异性能降低的技术难题,并解决环氧树脂的高柔韧性和无溶剂化的矛盾,先以带环氧基团的硅烷偶联剂KH-560改性纳米SiO₂,之后与液体环氧树脂E-51进行化学接枝反应,制得改性环氧树脂,再加入活性稀释剂和低黏度固化剂制备无溶剂纳米改性环氧涂料并对其配方进行优化,获得了柔韧性和防腐蚀性能俱佳的改性环氧涂料。以改性环氧涂料为底漆,以丙烯酸聚氨酯涂料作为面漆,详细介绍了复合涂层体系在不锈钢建筑护栏防护时的施工工艺和作业方法。结果表明:改性纳米SiO₂用量为环氧树脂E-51的2%³%时,纳米改性环氧涂料的柔韧性和防腐蚀性能优良;活性稀释剂用量为纳米改性环氧树脂的30%⁴0%,固化剂选用酚醛树脂固化剂NX-5198,附着力促进剂选用环氧基硅烷KH-560,用量为纳米改性环氧树脂的3%时,得到的改性环氧涂料施工、涂膜性能优良。     

纳米Al_2O_3改性环氧树脂微胶囊的制备及表征

以纳米Al_2O_3改性的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壁材,以1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯(DGCHD)为芯材,采用原位聚合法制备了纳米Al_2O_3改性的环氧树脂微胶囊。通过红外光谱、热失重和扫描电镜等方法对微胶囊的结构和性能进行了表征。结果表明,当壁材中加入适量的纳米Al_2O_3时,微胶囊的热稳定性和表面粗糙度均增加,且纳米Al_2O_3并不会破坏三聚氰胺-尿素-甲醛树脂预聚体的缩聚反应。当壁材中纳米Al_2O_3为3%(wt,质量分数,下同)时,微胶囊的囊芯达94.5%。     

具有优良隔热和力学性能的低热导率W/Al_2O_3纳米多层功能膜的构建

本研究以高纯W与Al_2O_3为靶材,在常温下采用磁控溅射法在钠钙硅玻璃表面交替镀制了W及Al_2O_3纳米多层膜。在多层膜总厚度相同的条件下,研究了不同W/Al_2O_3周期厚度对隔热性能的影响。采用台阶仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、场发射透射电镜(TEM)等对多层膜的形貌及结构进行了表征。采用瞬态热反射法(TTR)、纳米压痕仪分别分析了多层膜的隔热性能和力学性能。结果表明,实验沉积的多层膜中各单层均匀连续,不存在断层现象,且层间界面清晰。Al_2O_3膜层呈非晶形态,W膜层具有亚稳态β-W(210)的择优取向,并在周期厚度为5 nm时呈现明显的非晶态。随着膜层界面密度的增大,多层膜的热阻增大,热导率减小,硬度增大。周期厚度为5 nm、膜层数为41层的W/Al_2O_3多层膜具有较为优异的隔热性能与力学性能,其热阻为3. 14×10-7m~2·K·W~(-1),有效热导率为0. 36 W·m-1·K-1,硬度为8. 53 GPa,膜/基结合力为42. 20m N。所制备的多层膜在室温到500℃之间具有良好的热稳定性。