表面活性剂对碳纳米管在水性体系中分散效果的影响

碳纳米管/水泥基复合材料(MWNT/CC)是一种新型功能材料,而MWNT在水中的分散性直接影响后续制备MWNT/CC的性能。以聚丙烯酸(PAA)、十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)、Triton x100(Tx)3种表面活性剂(SAA)单独或混合作为MWNT的分散剂,探讨了MWNT在水性体系中的分散性及其对Tx的吸附性。采用SAA超声分散法制备了14种MWNT分散液;用浇注成型法使MWNT与水泥复合。结合肉眼观察、TEM&SEM观察及电阻测试来评价MWNT在分散相液、水化产物中的分散性。V(Tx)∶V(PAA)=1∶3时,对MWNT分散效果最好,MWNT/CC的电阻值最低,离散性最小(105.76±5.06 kΩ);TEM及SEM观测表明,MWNT已较好地分散于基体中,两者界面结合紧密。FTIR分析表明,经酸氧化后的MWNT(AT-MWNT)表面带有许多MWNT所没有的亲水团。分光光度计测试得到MWNT和AT-MWNT对不同SAA溶液中Tx的吸附量:AT-MWNT对Tx吸附量达3.69mmol/g,明显比MWNT的2.14 mmol/g多;而PAA或C16TAB的加入使AT-MWNT对Tx吸附量分别降至1.55、1.60mmol/g。     

TiN对热压烧结Si3N4–TiN复相陶瓷显微结构和力学性能的影响

研究了TiN的来源(TiN粉、TiO₂粉和TiO₂溶胶)对热压烧结Si₃N₄–TiN复相陶瓷的相组成、显微结构与力学性能的影响。结果表明,当以TiN粉为第二相添加剂时,试样中仅检测到β-Si₃N₄和TiN相,Si₃N₄晶粒与TiN颗粒较粗大,硬度、强度和断裂韧性分别为(15.6±0.3) GPa、(1 058±78) MPa和(11.2±0.6) MPa·m^1/2;当以TiO₂粉为第二相添加剂时,除了β-Si₃N₄和TiN相,还检测到O′-Sialon相,O′-Sialon相的含量为8.7%(质量分数),Si₃N₄晶粒与TiN颗粒均匀细小,样品硬度提高到(16.7±0.4) GPa,强度和断裂韧性没有显著变化,分别为(986±76) MPa和(11.3±0.4) MPa·m^...     

成型压力对微波烧结的复杂Ti(C,N)基金属陶瓷刀具力学性能和显微结构的影响（英文）

采用微波烧结技术制备了复杂刃形Ti(C, N)基金属陶瓷刀具,利用仿真和实验的方法研究了压制压力对复杂Ti(C, N)基金属陶瓷刀具素坯密度分布均匀性、残余应力,以及素坯烧结后刀具前/后刀面致密度、力学性能和微观组织的影响。结果表明:模压成型和微波烧结相结合的技术可制备高性能复杂陶瓷刀具;刃口区域的密度值小于非刃口区域的密度值,其差值随着压制压力的提高先增大后减小。当压制压力≤200 MPa时,前后刀面的相对密度和力学性能相差不大;压制压力≥300 MPa时,前刀面的相对密度和力学性能均优于后刀面,但过高的压制压力会导致刀具内部产生裂纹;三维槽型Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的最佳压制压力为400 MPa。     

利用铁尾矿制备SiC-Y3Al5O12复相陶瓷

以铁尾矿合成的SiC粉为原料,Y2O3和Al2O3为烧结助剂,常压烧结制备SiC-Y3Al5O12(YAG)复相陶瓷.通过X射线衍射及扫描电镜等测定材料的相组成和显微结构,并分析烧结物的致密化过程,研究其结构和力学性能.结果表明:制备材料适宜的烧结温度为1 800-1 850℃.烧成产物主要物相为SiC,其余为YAG和少量FexSiy随烧结温度的升高,Y2O3和Al2O3生成的YAG相逐渐增加且稳定存在.细小的YAG颗粒弥散在基体周围,并逐渐增多聚集把短柱状SiC晶粒粘结在一起起到促进烧结的作用.随烧结温度的升高,材料的显气孔率降低,而体积密度、硬度和抗压强度均增加.     

C/C多孔体对C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能的影响

以4种纤维含量相同(32%,体积分数,下同),用化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)法制备了4种密度的碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)多孔体,基体炭含量约20%～50%.利用液相渗硅法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了C/C-SiC复合材料,研究了C/C多孔体对所制备的C/C-SiC复合材料微观结构和弯曲性能的影响.结果表明:不同密度的C/C多孔体反应渗硅后,复合材料的物相组成均为SiC,C及单质Si;随着C/C多孔体中基体炭含量的增加,C/C-SiC复合材料中SiC含量逐渐减少而热解炭含量逐渐增加.C/C-SiC复合材料弯曲强度随着材料中残留热解炭含量增加而逐渐增加,热解炭含量为约42%的C/C多孔体所制备的C/C-SiC复合材料的弯曲强度最大,达到320 MPa.     

PE/MMT纳米复合材料的电击穿与耐局放性能

为了研究具有优异热、力学性能的聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合物的介电性能,采用熔融插层法制备了低密度聚乙烯/蒙脱土(LDPE/O-MMT)纳米复合材料,试验研究了它的击穿性能和耐局部放电性能,并对击穿场强进行了威布尔(Weibull)分析。对比试验表明:加入相容剂的纳米复合材料的击穿强度明显高于纯聚乙烯,尤其是在试验温度为60~90°C的范围内,前者的击穿场强为后者的1.35~1.70倍;在相同测试条件下,纳米复合材料的放电量和放电次数都小于纯聚乙烯。通过对比试验研究证明:纳米蒙脱土改性聚乙烯具有更高的介电强度和更好的耐局放性能。     

碱度对石钢烧结矿矿相结构及冶金性能的影响

采用偏光显微镜研究了石钢不同碱度烧结矿的矿物组成及显微结构特征,烧结矿矿相结构与冶金性能之间的关系.研究发现:随着碱度的升高,烧结矿矿物组成简单化,粘结相含量升高,其中铁酸钙含量增加明显;显微结构均匀化,由斑状-粒状结构过渡为交织熔蚀结构,气孔率升高,出现骸晶状及菱形定向排列的赤铁矿,铁酸钙由他形晶形态过渡为针状形态....     

退火对AlCN非晶薄膜结构及力学性能的影响

利用磁控溅射方法在单晶硅基片上制备出不同Al含量AlCN非晶薄膜,随后分别在700℃和1000℃进行真空退火热处理.使用X射线衍射仪和高分辨透射电镜研究了沉积态和退火态薄膜的组织和微观结构,用纳米压痕仪测试硬度和弹性模量.结果表明,退火态薄膜组织和微观结构强烈依赖于薄膜的Al含量.经1000℃退火后,低Al含量AlCN薄膜没有出现结晶现象,但形成了分层;高Al含量AlCN薄膜中,退火促使AlN纳米晶的生成,使薄膜形成了非晶包裹纳米晶的复合结构,随着距表面深度的增加,形成的纳米晶密度和尺寸均有减小的趋势.随着退火温度的升高,AlCN薄膜的硬度和弹性模量均降低;而对于高Al含量AlCN薄膜,由于形成了纳米复合结构,硬度和弹性模量下降幅度减少.     

Y2O3对高热导率Si3N4陶瓷显微结构和性能的影响

以氧含量相对较高的“平价”Si₃N₄粉体(氧含量1.85%(质量分数))为原料,Y₂O₃-MgO作为烧结助剂,制备低成本高热导率Si₃N₄陶瓷,研究Y₂O₃含量对Si₃N₄陶瓷致密化、显微结构、力学性能及热导率的影响。结果表明,适当增加Y₂O₃的加入量不仅可以促进Si₃N₄陶瓷的致密化和显微结构的细化,还有助于晶格氧含量的降低和热导率的提升。Y₂O₃含量为7%(质量分数)的样品在1 900 ℃烧结后的综合性能最佳,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和热导率分别为99.5%、(726±46) MPa、(6.9±0.2) MPa·m^1/2和95 W·m^-1·K^-1。     

高红外发射率建筑陶瓷玻化砖的研制

通过分别在坯体中引入含镁原料和铜尾砂废料,制备了一种在常温下、8～141μm远红外波段具有较高发射率(e=0.867)的建筑陶瓷玻化砖.该材料集功能与环保为一体,将其运用到室内装饰中能起到一定的医疗保健功效.实验结果表明:显微结构物相中莫来石量的增加及其晶格的畸变、Fe2O3的存在、堇青石的形成有利于发射率的提高.