Si3N4-Al2O3-CaO系材料烧结性能及反应过程研究

以氮化硅、活性氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为原料,研究了在焦炭保护情况下,Si3N4-Al2O3-CaO系材料经1500℃、1600℃和1650℃烧成时的烧结性能和物相变化,同时借助SEM、EDX和XRD等手段对其显微结构和反应过程进行了观察和分析.结果表明,该体系材料的烧结性能与试样的组成和烧成温度有关温度由1500℃升至1600℃,试样体积密度增加,显气孔率降低,但升至1650℃时,试样的体积密度反而下降,显气孔率增加;在同一温度下,试样中Si3N4含量增加,体积密度下降.同时,试样在烧成过程中存在质量变化现象1500℃烧成试样均表现为质量增加,当温度升至1600℃和1650℃时,试样质量又由增加变为减小.根据热力学分析推测,试样烧成过程中存在复杂的化学反应,低于1500℃时,反应Si3N4(s)+3/2CO(g)=3/2Si2N2O(s)+1/2N2(g)+3/2C(s)是试样质量增加的主要机理;高于1500℃时,反应Si3N4(s)+3/2CO(g)=3/2SiC(s)+3/2SiO(g)+2N2(g)是引起质量损失的主要机理.XRD分析显示,烧后试样中除存在刚玉和Si3N4相外,在烧成过程中还发生了物相变化1500℃时出现了钙黄长石相,1600℃时钙黄长石又消失,出现了Ca-α-Sia-lon和β-Sialon,温度升至1650℃时,Ca-α-Sialon又消失,β-Sialon却大量出现于部分试样中.因此可以认为,钙黄长石是铝酸钙水泥中CaO与Si3N4表面的SiO2和Al2O3反应形成的,温度升高时,其与Si3N4进一步反应形成Ca-α-Sialon,1650℃时Ca-α-Sialon消失,可能是在该温度下,试样内部的化学反应导致试样组成偏离Ca-α-Sialon相区;而β-Sialon是Si3N4固溶Al2O3反应形成的,其含量取决于试样中Al2O3、Si3N4的含量及烧成温度.     

硫酸钙晶须的制备及其在聚丙烯树脂中的应用

论述晶须及硫酸钙晶须的特性.以生石膏为原料,采用水热合成法,研究反应温度、反应时间、料浆浓度、Ca/Mg摩尔比等工艺条件对晶须形态的影响.在反应温度150℃、反应时间5 h、料浆质量分数为4%、n（Ca）/n（Mg）为10条件下,制备出了直径为1-5μm、长度为30-100μm的硫酸钙晶须.X-射线衍射分析表明,产品为无水硫酸钙晶须;同时对硫酸钙晶须的应用进行初步研究.根据实验结果,当晶须的填充量为5%时,聚丙烯的力学性能最佳,拉伸强度为39.18 MPa,断裂伸长率为125.41%.     

Al掺杂四针状纳米ZnO生长机制分析

采用热物理法制备不同量Al掺杂的ZnO纳米材料,利用XRD分析掺杂前后试样的物相结构,并通过TEM鉴定粉体中的四针状纳米氧化锌（T-ZnO）结构。结果表明,Al掺杂纳米T-ZnO晶须的结晶过程是气液固（VLS）方式,晶须生长具有择优取向。透射电镜高分辨图像揭示凝固过程中晶须沿[0001]轴向生长,随着时间的延长,Zn原子首先形成核心部分并向外在晶须表面呈台阶状生长,从Al液中带走部分Al原子,进而促成纳米晶须的不断伸长且直径变大。     

均相沉淀法制备AACHH阻燃晶须

以硫酸铝和尿素为原料,山梨醇为模板剂,利用均相沉淀法在高压釜中反应合成了NH4Al(OH)3.24(CO3)0.38.H2O(AACHH)阻然晶须,研究了CO2相对浓度对合成产物及形貌的影响.XRD、FT-IR、PM和TG/DTA分析结果表明:在通入10 min的CO2的条件下可以制备出形状完好的AACHH晶须,晶须长径比为10~20,晶须释放阻燃气体为NH3、CO2和H2O,完全分解其失重量为57.9%.     

PP/M-HOS/POE三元复合材料的界面改性与力学性能

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)及马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为界面相容剂，利用熔融共混法制备PP／镁盐晶须(M—HOS)／POE三元复合材料，研究了PP-g-MAH及POE-g-MAH的用量及配比、M-HOS和POE的用量对三元复合材料力学性能的影响。结果表明：当PP／M-HOS／POE的质量比为100／10／20时，PP-g-MAH的最佳用量为3份；利用PP-g-MAH及POE-g-MAH作为复合相容剂可同时改善M-HOS与PP和POE的界面相容性，促进POE、M-HOS对PP的增韧补强作用，使三元复合材料的力学性能得到了明显的改善。     

专利技术

固定床过氧化氢催化剂；过氧化物的稳定方法；一种文石型碳酸钙晶须的制备方法；一种晶须选择法生产高纯氧化镁的制备方法；一种硅酸镁钡绿色荧光粉的制备方法；用废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体的方法；一种连续生产四氟化硫的方法；一种四氧化三钴的制备方法。     

纳米CaSO_4晶须改性聚氨酯密封胶的制备

通过三种聚醚制成的密封胶进行对比,具体考察了CaSO4晶须对密封胶力学性能的影响。结果表明,在单组分湿固化聚氨酯密封胶中添加纳米CaSO4晶须后,密封胶的剪切强度得到提高,硬度和弹性变化不大。使用CaSO4晶须替代气相二氧化硅,在降低成本的同时,密封胶的触变性仍然很好。     

可加工氮化硅/氮化硼复相陶瓷的制备

以硅(Si)粉、六方氮化硼(h-BN)为原料,在氮气(N2)中用燃烧合成(combustion synthesis,CS)气固反应法,原位生成可加工氮化硅/氮化硼(Si3N4/h-BN)复相陶瓷.考察了h-BN不同体积分数(下同)对Si3N4/h-BN复相陶瓷可加工性的影响.结果表明:在实验条件下,Si粉氮化完全,不存在残余的游离Si.Si3N4/h-BN复相陶瓷中以柱状β-Si3N4为主相,β-Si3N4晶粒之间为针状h-BN相.随着h-BN相含量的增加,Si3N4/h-BN复相陶瓷的可加工性提高,抗弯强度先减小后增加.h-BN含量为25%时,Si3N4/h-BN复相陶瓷的抗弯强度最低.     

Si3N4基复合材料的研究与应用进展

评述了Si3N4基复合材料的研究与应用进展,其中重点介绍了Si3N4基复合材料的制备工艺和力学性能;同时分析了我国在该领域的研究现状,并提出了今后的发展前景.