新型双马来酞亚胺树脂/纳米Si3N4复合材料的性能

研究了一种新型的双马来酞亚胺树脂-5406树脂及其纳米Si3N4复合材料的性能。结果表明:5406树脂不仅具有很高模量,耐热性好,而且豁度很低,有利于纳米粒子的分散和纳米复合材料浇铸成型;纳米Si3N4粒子的填充可明显改善5406树脂的摩擦磨损性能。扫描电镜显示5406树脂主要发生的是塑性变形,5406树脂助米Si3N4复合材料主要是钻着磨损。     

环氧树脂/纳米Si_3N_4复合材料的制备与性能研究

以纳米 Si_3N_4为填料制备了环氧树脂/纳米 Si_3N_4复合材料。通过透射电镜观察到,纳米粒子在有机基体中分散均匀。研究了纳米 Si_3N_4对复合材料性能的影响,结果表明,添加纳米 Si_3N_4使复合材料的力学性能增加,当改性环氧树脂/纳米 Si_3N_4为100/3(质量比,下同)时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度提高幅度最大,分别提高了145%、241%、255%。此时,复合材料的击穿场强提高的幅度也达到最大,在直流电压和交流电压下,分别提高了249%、146%;但添加纳米 Si_3N_4使复合材料的介电常数和介质损耗值减小;热重分析表明,环氧树脂/纳米Si_3N_4复合材料耐热性能有明显提高。并用"核-壳过渡层"结构模型初步探讨了各项性能改善的原因。     

聚合物/氮化硅复合材料导热性能研究进展

综述了聚合物/氮化硅(Si_3N_4)复合材料性能最新研究进展,重点讨论了Si_3N_4用量、粒径、表面改性、混杂填充等对聚合物/Si_3N_4复合材料导热性能及其他性能的影响,以期为制备高导热聚合物/Si_3N_4复合材料提供参考。聚合物/Si_3N_4复合材料的热导率随Si_3N_4用量增加而增加;Si_3N_4在聚合物基体中均匀分布时,大粒径Si_3N_4更有利于提高热导率,若Si_3N_4在聚合物基体粒子周围包覆,形成"核壳"结构时,则小粒子更有利于提高复合材料热导率;与单一粒径Si_3N_4填充相比,混杂填充更有利于提高复合材料热导率。     

混杂填料增强PA6复合材料摩擦磨损性能

利用M-2000型摩擦磨损试验机考察载荷以及纳米Si_3N_4/SiO_2与玻璃纤维的混合填料对PA6复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌及磨损机理.结果表明:纳米材料与玻璃纤维的协同作用显著改善了材料的摩擦磨损性能,以3%纳米Si_3N_4与玻璃纤维混杂填充耐磨性最佳;以5%纳米SiO_2与玻璃纤维混杂摩擦因数最低.     

纳米SiO2／双马来酰亚胺复合材料的性能研究

采用浇铸成型法制备了纳米SiO2粒子填充双马来酰亚胺(BMI-BA)复合材料，研究了纳米SiO2的填充量对复合材料滑动磨损性能的影响。在磨损机上测试该复合材料的摩擦和磨损性能，利用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的磨损表面和对磨环的表面形貌。结果表明，纳米SiO2能够有效地提高复合材料的力学性能和摩擦学性能。当纳米SiO2粒子的添加量为0．75％(质量含量，下同)时，复合材料的综合力学性能最好；当纳米SiO2粒子的的添加量为1．0％时，复合材料的耐磨性能最好。SEM显示复合材料主要是黏着磨损，能在对磨环上形成薄而连续的均匀转移膜，而BMI-BA树脂主要发生的是疲劳磨损，并伴有塑性变形。     

纳米Si_3N_4/ACM复合材料的力学性能和硫化性能研究

采用大分子表面处理剂LMPB-g-KH570对纳米Si_3N_4表面进行修饰。利用共混技术制备了纳米Si_3N_4/ACM复合材料。利用RPA-8000、SEM、TEM等测试技术,对纳米复合材料的微观结构和性能进行了分析和评价。结果表明,大分子表面改性剂能有效改善复合材料的微观界面结构,促进纳米Si_3N_4在橡胶基体中的有效分散,橡胶硫化性能得到改善,力学性能得到提高。添加2.0份改性纳米Si_3N_4/ACM复合材料,胶料正硫化时间减少38 s,拉伸强度提高24.8%,撕裂强度提高3.39%。     

纳米Si3N4—SiC复相陶瓷显微结构

本文系统地研究了纳米Si_3N_4-SiC复相陶瓷显微结构,观测了纳米Si_3N_4-SiC复相陶瓷中Si_3N_4、SiC粒子晶粒尺寸,研究了复合在Si_3N_4晶粒内和晶界上的SiC粒子分布情况及Si_3N_4与SiC、Si_3N_4间的相界面。     

氮化硅在水和乙醇中的摩擦化学机理研究

在往复试验机上考察了Si_3N_4在干摩,水和乙醇润滑条件下的摩擦磨损性能,用SEM,XRD和XPS研究了Si_3N_4在水和醇中的摩擦化学反应机理。结果表明,Si_3N_4的摩擦系数和磨损体积随润滑环境的不同有如下顺序:干摩擦>水润滑>乙醇润滑。Si_3N_4在水中的摩擦化学机理涉及两个方面,一是Si_3N_4与水直接反应生成SiO_2;二是Si_3N_4与溶于水中的氧反应生成无定形Si-O化合物。Si_3N_4在醇中的摩擦化学机理为:Si_3N_4先与乙醇反应生成SiO_2,部分SiO_2与乙醇进一步反应生成硅酯。     

NiO催化氮化制备Si_3N_4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si_3N_4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:1)所制备Si_3N_4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6 MPa;2)Si_3N_4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1 573 K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1 673 K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3)Si_3N_4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1 573 K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4)所制备Si_3N_4/SiC复合材料开始氧化温度约为1 173 K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si_3N_4/SiC复合材料;5)所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于Ni O纳米颗粒催化生成大量的Si_3N_4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。     

环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料的制备与性能研究

对氮化硅(Si_3N_4)进行表面接枝改性,然后将其添加到环氧树脂中制备出环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、粒度分析仪以及扫描电子显微镜(SEM),探究了Si_3N_4的改性效果;同时对所制备的环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料进行了性能测试。结果表明:改性Si_3N_4的粒径增大,分散性提高;环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料的力学性能随着改性Si_3N_4用量的增加先提高后降低,其中当改性Si_3N_4用量为20%时复合材料的力学性能达到最佳;复合材料的导热性能和介电性能均随着Si_3N_4用量的增加而提升。改性Si_3N_4填充复合材料的综合性能优于未改性Si_3N_4填充的复合材料。     

纳米CaCO_3/PU弹性体复合材料力学性能研究

以甲苯-2、4-二异氰酸酯(TDI)、聚四氢呋喃醚二醇-1000(PTMG)以及3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺(MOCA)为合成原料,并采用预聚法合成浇注聚氨酯弹性体。选用纳米Ca CO_3粒子颗粒对聚氨酯弹性体改性研究,并且以微米级Si_3N_4粒子作为参照组,对两类复合材料试样进行了机械性能和磨损性能的测试。实验结果表明:纳米Ca CO_3粒子改性纯PU弹性体的复合材料力学性能有一定的提高,并且纳米Ca CO_3粒子质量分数达到1%时,其力学性能最佳;纳米Ca CO_3/PU弹性体复合材料综合力学性能和磨损性能要比微米Si_3N_4/PU弹性体复合材料好。     

SiC_(nf)–C_f/Si_3N_4复合材料的微观结构与吸波性能

以Si_3N_4陶瓷为基体,分别添加碳纤维(C_f)、SiC纳米纤维(SiC_(nf))和SiC纳米纤维包覆碳纤维(SiC_(nf)-C_f)作为吸波剂,采用凝胶注模和无压烧结工艺制备Si_3N_4、C_f/Si_3N_4、SiC_(nf)/Si_3N_4和SiC_(nf)-C_f/Si_3N_44种Si_3N_4基复合材料,并对其微观结构、室温和800℃的介电性能和吸波性能进行了对比研究。结果表明:SiC_(nf)有效改善了C_f与Si_3N_4的高温化学相容性,使得C_f在基体中保存完好并相互连接成导电网络,导致SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料中电子传导增强和存在多重弛豫现象,在室温和800℃高温下均展现出最高的介电损耗值和最优的吸波性能。室温时,SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的最小反射损耗值为-15.2 dB(厚度为2.57mm),有效吸收带宽(反射率-10dB)为1.9 GHz(厚度为2.3mm);800℃时,最小反射损耗值达到-20.4 dB(厚度为2.0mm),有效吸收带宽增大到3 GHz(厚度为2.25mm)。SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的主要吸波机制为多重反射和散射、电传导损耗、电子极化和多重弛豫;800℃时,电子热运动加剧使电子极化和传导增强,吸波性能进一步提高。进一步优化SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的吸波性能,其有望作为优异的吸波材料应用于高温吸波领域。     

聚氨酯/微米CaCO3复合材料的性能研究

对聚氨酯/纳米CaCO3粒子复合材料的性能进行了研究。实验表明:聚氨酯/纳米CaCO3粒子复合材料具有优异的性能,聚氨酯/纳米CaCO3粒子复合材料,其硬度、力学性能和抗冲蚀磨损性能比纯聚氨酯优异;在纳米CaCO3含量为1%时,其硬度、力学性能,抗冲蚀磨损性能最佳。     

Si3N4／纳米SiC复相陶瓷显微结构的研究

本研究通过采用纳米SiC粉体及有机前驱体两种途径,制备了Si_3N_4/纳米SiC粒子(Si_3N_4/纳米SiCp)复相陶瓷,研究了这些材料的显微结构特点,讨论了材料强化的机制与显微结构的关系。     

减摩耐磨环氧树脂纳米复合材料的研究

为提高环氧树脂的减摩耐磨性能,本工作采用高硬度纳米氮化硅粒子和具有优异自润滑和导热性能的短碳纤维进行填充改性,以期通过填料之间的协同作用,显著降低复合材料的表面摩擦力和摩擦面温度,从而提高抵抗磨损能力。摩擦磨损实验结果表明,同时加入纳米氮化硅粒子和短碳纤维时,可以获得优于加入单一填料所获得的摩擦磨损性能。纳米氮化硅粒子/短碳纤维/环氧树脂复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损。     

载荷对纳米SiC/BMI-BA复合材料摩擦性能的影响

利用高速机械剪切的方法将纳米SiC粒子分散在双马来酰亚胺树脂预聚体（BMI-BA）中，以浇铸成型法制备了纳米SiC／BMI—BA复合材料，在M-200型磨损机上研究了不同载荷下纳米SiC的填充量对复合材料摩擦系数和磨损率的影响，利用扫描电镜（SEM）观察了纳米SiC质量分数为6．0％时复合材料及其对摩环在不同载荷下的表面形貌。结果表明：纳米SiC能够显著降低复合材料的摩擦系数及磨损率，尤其是在高载荷下这种作用更明显。SEM显示BMI树脂发生的是塑性变形和疲劳磨损，而复合材料主要是粘着磨损。     

CE／TiO2复合材料的固化及摩擦磨损性能

采用纳米二氧化钛(TiO2)粒子改性氰酸酯树脂(CE),研究了复合材料的固化性能及摩擦磨损性能,分析微观形貌与性能变化之间的关联,总结出复合材料性能得以改善的微观机理。结果表明,少量TiO2粒子(质量分数≤4%)引入,可改善CE的固化性能及摩擦性能。纳米TiO2粒子经偶联剂处理并表面乳液接枝后,其质量分数为4%时,复合材料的摩擦系数降低约43.5%,磨损降低68.1%,耐磨性得到提高。     

导电 Si3N4 基复相陶瓷研究进展

Si_3N_4陶瓷具有优异的力学性能和导热性能,然而其固有的高硬度和脆性极大地限制了其加工性能。通过添加导电相改善Si3N4陶瓷的导电性能可实现对Si_3N_4陶瓷的电火花加工。添加的导电相主要包括钛基化合物(TiN、TiC、TiC N、TiB_2)、锆基化合物(Zr B_2、Zr N)和MoSi_2等导电陶瓷以及碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)、石墨烯纳米片(GNP)等导电碳基纳米材料。本论文详细回顾了Si_3N_4基导电陶瓷的研究进展,并对今后Si_3N_4基导电陶瓷的发展趋势进行了展望。     

MoSi_2-SiC复合材料的制备及其抗氧化性研究

先以SiC(粒度分别为≤2.5、≤0.062 mm)为主要原料,水溶性树脂为结合剂,经混练、成型、烘干后得到SiC坯体,再用MoSi_2微粉(d_(50)=3μm)掩埋SiC坯体,在真空条件下2 000℃保温3 h进行熔渗烧结,以直接熔渗法制备出MoSi_2-SiC复合材料,并与R-SiC和Si_3N_4-SiC材料一起进行在空气中于1 600℃的静态抗氧化试验,以对比研究其抗氧化性能。结果表明:经1 600℃氧化75 h后,Mo Si_2-SiC复合材料的抗氧化性优于R-Si C、Si_3N_4-SiC材料的;Mo Si_2在烧结过程中部分发生分解生成了Mo_5Si_3,Mo Si_2、Mo_5Si_3填充于Si C的内部并实现烧结致密化,使Mo Si_2-SiC复合材料的显气孔率显著降低至5.7%;Mo Si_2-SiC复合材料中Mo Si_2、Mo_5Si_3含量(w)分别为10%~15%、3%~5%,1 000℃下的热导率为46.5 W·m~(-1)·K~(-1),显著高于R-SiC和Si_3N_4-SiC材料的。     

Si_3N_4陶瓷粉末特性及其对烧结性能的影响

Si_3N_4陶瓷粉末的化学、物理特性,如纯度、粉末粒子的反应性,粒子的晶型和形貌,强烈影响SI_3N_4陶瓷烧结后的致密化程度和陶瓷的机械性能,本文综合分析了Si_3N_4粉末特性和要求,对现有的四种技术路线制备的Si_3N_4粉末特性指标进行了比较,认为液相法制备超细,高纯Si_3N_4粉末是一条很有发展潜力的技术路线。