α-Al_2O_3纤维的制备及其改性Al_2O_3复合陶瓷性能的研究

以尿素和Al(NO3)3·9H_2O为原料,通过水热反应法合成α-Al_2O_3前驱体纤维,研究了合成α-Al_2O_3前驱体纤维的形成机理和微观形貌以及不同α-Al_2O_3纤维含量对Al_2O_3复合陶瓷力学性能的影响。结果表明,α-Al_2O_3前驱体纤维主要由尿素水解产生的NH_4~+,OH~-,HCO_3~-离子和Al3+离子重新反应形成,纤维表面光滑,长度为3～6μm,长径比达到6∶1;经1100℃热处理后,α-Al_2O_3前驱体纤维分解形成α-Al_2O_3纤维,纤维表面由于气体的释放产生了许多小孔,长度稍短为1～5μm,长径比也达到6∶1。α-Al_2O_3纤维掺杂α-Al_2O_3复合陶瓷力学性能表明,当纤维含量为5.0%时,Al_2O_3复合陶瓷材料获得十分优异的综合室温力学性能:显微硬度为1907 HV,断裂韧性和抗弯强度达到5.8 MPa·m1/2和813 MPa。     

MgO含量对Al_2O_3/ZrO_2/莫来石复相陶瓷性能的影响

采用ZrSiO_4和Al_2O_3为原料,通过无压烧结法制备了不同MgO含量的Al_2O_3/Zr O_2/莫来石复相陶瓷,研究了复合陶瓷的显微组织、弯曲强度、断裂韧性和抗热震性能。结果表明:添加MgO有利于ZrO_2四方相的稳定,从而提高了陶瓷的弯曲强度、断裂韧性和抗热震性。MgO添加量为4%时,Al_2O_3/ZrO_2/莫来石复相陶瓷的弯曲强度达到最大值365 MPa,陶瓷的断裂韧性达到5.31 MPa·m~(1/2)。复相陶瓷热震后强度的损失率仅为5.61%。     

高密、高强Al2O3陶瓷离心成形的研究

采用平均粒度0.6μm99Al_2O_3原料粉体,调制高浓度、低粘度悬浮浆料,离心成形成圆筒状坯体,经1600℃常压烧结,获陶瓷制品.探讨了浆料配方与离心转速对烧结制品三点弯曲强度等性能与体积密度的影响.采用本研究工艺所获制品的三点弯曲强度等性能与体积密度高于国内通常99Al_2O_3陶瓷.     

1300℃下高强度氮化硅结构陶瓷

根据加压热浇注及压缩烧结工艺,研制成Si_3N_4高温陶瓷,其常温抗折强度为620MPa和1300℃下的抗折强度为450MPa。该陶瓷的特点是晶间相的结晶程度高及在相组成中存在高温石榴石3Y_2O_3·5Al_2O_3。陶瓷的微观结构主要为不规则形状晶粒,粒度不大于12μm,并含有呈六面体形的条状的Si_3N_4晶体。     

添加Al_2O_3-MA复合微粉对铝镁质浇注料性能的影响

为了探究Al_2O_3-MA复合微粉的加入对铝镁质浇注料性能的影响,对比加入不同量的(加入质量分数分别为2.5%和5%)Al_2O_3-MA复合微粉(Al_2O_3与MA的质量比为3 2,d50=2.49μm)的试样与不加复合微粉的参比试样在不同温度(1 150~1 450℃)热处理后的性能,并分析试样的物相组成和显微结构。结果表明:加入Al_2O_3-MA复合微粉有利于CA6的形成,降低了CA6的初始形成温度。从显微结构看,随着Al_2O_3-MA复合微粉加入量的增大,片状CA6的生长受到了限制。镁铝尖晶石(220)、(400)与(440)晶面衍射峰强度比值随试样处理温度的变化表明,Al_2O_3-MA复合微粉的加入能够促进尖晶石的反转。另外,Al_2O_3-MA复合微粉会导致试样加热永久线变化率和显气孔率增大,但烧后试样的强度呈现非单调变化。     

MgO–Al_2O_3–CeO_2复合烧结助剂对放电等离子烧结氮化硅陶瓷致密化和性能的影响

以MgO–Al_2O_3–CeO_2复合体系为烧结助剂,采用放电等离子烧结工艺制备氮化硅陶瓷。研究了MgO–Al_2O_3–CeO_2含量、烧结温度对氮化硅陶瓷显微结构及力学性能的影响;探讨了复合烧结助剂作用下氮化硅陶瓷的烧结机理。结果表明:当混合粉体中Si_3N_4、MgO、Al_2O_3和CeO_2的质量比为91:3:3:3、烧结温度为1600℃时,氮化硅烧结体相对密度(99.70%)、硬度(18.84GPa)和断裂韧性(8.82MPa?m1/2)达最大值,晶粒以长柱状的β相为主,α-Si_3N_4→β-Si_3N_4相转变率达93%;当混合粉体中Si_3N_4、MgO、Al2O3和CeO_2的质量比为88:4:4:4、烧结温度为1600℃时,烧结体抗弯强度(1086MPa)达到最大值。     

以TiO_2-MgO-MnO_2为烧结助剂挤压成形低温烧结α-Al_2O_3陶瓷膜支撑体

实验采用挤压成形工艺,通过加入TiO_2-MgO-MnO_2复相烧结助剂,在1 300℃烧结温度下采用固态粒子烧结法制备出单管式α-Al_2O_3陶瓷膜支撑体。研究了TiO_2-MgO-MnO_2复相烧结助剂对α-Al_2O_3陶瓷管支撑体性能的影响。在添加3%TiO_2和1.5%MnO_2的情况下,对比添加不同质量分数的MgO对α-Al_2O_3陶瓷管支撑体性能的影响。实验通过SEM、XRD、三点弯曲法、质量损失法、液体静力称重法、自制纯水通量测定装置等方法对α-Al_2O_3陶瓷管支撑体样品的微观形貌、物相组成、机械强度、抗酸碱性、孔隙率、纯水通量等性能进行分析表征。研究结果表明:该复相烧结助剂能有效促进氧化铝陶瓷烧结,在1 300℃下Al_2O_3+3%TiO_2+1.5%MnO_2+0.5%MgO体系烧结效果最好,晶体分布均匀,此时样品的抗折强度为77.63MPa,孔隙率为35.71%,纯水通量达到6 741.53L/m2·h·MPa,酸/碱腐蚀重量损失率为1.02%/0.99%。     

纳米Al_2O_3对CaTiO_3-(La,Nd)AlO_3陶瓷的烧结温度和介电特性的影响

为了降低Ca Ti O_3-(La,Nd)Al O_3(简称CT-LNA)陶瓷的烧结温度和提高其介电性能,研究纳米Al_2O_3对Ca Ti O_3-(La,Nd)Al O_3陶瓷的烧结温度和介电性能的影响。固相法制备粉料,采用XRD和SEM分析其晶相和显微结构,用网络分析测试样品的介电参数,结果表明,纳米Al_2O_3可促进陶瓷烧结,在1320~1400℃范围内可烧结成瓷,并具有较好的微波介电性能。当纳米Al_2O_3含量为50 wt%时,陶瓷在1340℃烧结可获得优良的微波介电性能:介电常数为42.6,Q×f值高达34,000GHz,频率温度系数为+4.8 ppm/℃。     

MgAl2O4掺杂对ZTA-MgAl2O4复相陶瓷力学及热学性能的影响

以Al_2O_3、Zr O_2、MgO为初始粉末,采用放电等离子体烧结(SPS)制备ZTA-MgAl_2O_4复相陶瓷,研究MgAl_2O_4掺杂对ZTA-MgAl_2O_4复相陶瓷微观结构,力学及热学性能的影响。结果表明:ZTA-MgAl_2O_4复相陶瓷物相包括α-Al_2O_3、t-Zr O_2和MgAl_2O_4,烧结过程中MgO与Al_2O_3完全反应生成MgAl_2O_4;随MgAl_2O_4添加量增加,复相陶瓷Vickers硬度由21 GPa逐渐降低至17.5 GPa;而断裂韧性及抗弯强度呈现先增大后减小的趋势,当MgAl_2O_4添加量为15%(体积分数)时,断裂韧性和弯曲强度达到最大值,分别为8.55 MPa·m~(1/2)和1 056 MPa;此外,相同测试温度下复相陶瓷热导率随MgAl_2O_4添加量的增加逐渐减小,如温度为50℃时复相陶瓷热导率由18.5 W/(m·K)逐渐降低到14.3 W/(m·K)。     

Al_2O_3含量对ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷流变性能和抗弯强度的影响

采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷,分析Al_2O_3添加量对泡沫陶瓷显微形貌、相结构、抗弯强度和浆料流变性能的影响,确定制备复相陶瓷的最佳工艺参数。实验结果表明,ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷由m-ZrO_2相、t-ZrO_2相和Al_2O_3相组成;当Al_2O_3的含量为20 wt%时,烧结的陶瓷颗粒致密均匀,陶瓷的抗弯强度最佳,浆料表观粘度增加;增加Al_2O_3的含量到40 wt%,陶瓷出现较多气孔,浆料的表观粘度增加幅度不大;Al_2O_3的添加影响了复相陶瓷的致密性、晶粒尺寸、相结构等因素;制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷时,最佳工艺参数为20 wt%Al_2O_3和80 wt%ZrO_2。     

偶联剂处理对碱式硫酸镁晶须填充UP树脂浇铸体力学性能的影响

利用钛酸酯类偶联剂NDZ101、NDZ401和硅烷类偶联剂KH550、KH570对碱式硫酸镁晶须进行处理,研究了几种偶联剂及其加入比例对晶须填充不饱和聚酯树脂(UP)浇铸体力学性能的影响,并结合应力-应变曲线和SEM的图片,对试验结果进行了讨论。实验结果表明,采用偶联剂处理晶须可改善其填充UP树脂浇注体的拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和冲击强度。其中,采用2%KH570进行处理,拉伸强度改善幅度最高,可提高47.54%;采用3%NDZ101进行处理,拉伸模量和弯曲模量均获得最大幅度的提高,分别为65.99%和69.33%;而采用4%KH550进行处理,却可最大幅度地提高冲击强度,为29.21%。对弯曲强度而言,偶联剂处理总体上对其影响效果不如其它的力学性能那样明显。相对而言,硅烷类偶联剂的效果优于钛酸酯类的偶联剂。加入4%KH570和5%KH550时获得的弯曲强度最大,分别为54.43MPa和53.19MPa,较未处理的浇铸体弯曲强度分别提高了25.10%和22.25%,而采用NDZ101或NDZ401,弯曲强度值却基本上都下降。碱式硫酸镁晶须填充UP树脂浇铸体的断裂属于脆性断裂。     

添加ZrO_2对Ta_2O_5陶瓷结构与性能的影响

以ZrO2和Ta2O5粉体为原料,采用固相反应法制备了ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷。研究了ZrO2掺杂对Ta2O5陶瓷的相组成、微观结构、抗弯强度、热膨胀系数和抗热震性能的影响。结果表明:ZrO2掺杂可在烧成过程中抑制β-Ta2O5相向α-Ta2O5相的转变,5%(质量分数,下同)ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷为β-Ta2O5单相固溶体。3%ZrO2掺杂,显著抑制了Ta2O5陶瓷高温烧结过程中的晶粒长大,避免了晶界开裂;掺杂量达到5%以上时,可显著促进Ta2O5陶瓷的烧结致密化。5%ZrO2掺杂的Ta2O5陶瓷表现出较高的抗弯强度(74.5MPa),低的热膨胀系数(1.96×10-6/℃)和良好的抗热震性能。     

溶胶-凝胶工艺制备ZrO2涂层对工程陶瓷表面改性的研究

采用无机盐先驱体 ,溶胶 -凝胶工艺在氧化铝基工程陶瓷上成功制备了ZrO2 涂层。用差热分析(DTA)、扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)等分析手段对ZrO2 涂层的物相组成、表面和断面形貌进行了表征。对精磨、热处理、ZrO2 涂层试样的抗弯强度和Weibull模数进行了比较。结果表明 :ZrO2 涂层可以明显改善陶瓷的表面质量 ;涂层与基体结合紧密 ,无明显的界面层 ;涂层试样的抗弯强度和Weibull模数均比未涂层试样有明显的提高。     

纳米Al2O3,ZnO,CeO2,ZrO2对低温无铅熔块性能的影响

采用正交实验法,研究了在无铅基础熔块中,添加纳米Al2O3,ZnO,CeO2,ZrO2对其抗弯强度、维氏硬度及化学稳定性等性能的影响。结果表明:外加纳米氧化铝等可使无铅熔块抗弯强度提高30%,化学稳定性提高60%～80%,硬度提高10%左右。     

添加Al_2O_3和ZrO_2的Si_3N_4陶瓷的氧化行为以及氧化对强度的影响

研究了添加Al_2O_3和ZrO_2的Si_3N_4陶瓷材料的氧化行为,同时探讨了氧化对陶瓷材料室温强度和高温强度的影响。实验结果表明,Si_3N_4陶瓷材料在空气中的氧化行为服从抛物线规律。另外、Si_3N_4陶瓷材料在1200℃的空气中氧化后其室温强度随着氧化时间的增加呈现先增加后下降的趋势,其中在1200℃的空气中氧化50h后其室温强度提高了8％。当在1300℃的空气中氧化后其高温强度随着氧化的进行有较明显的增加,其中在1300℃的空气中氧化75h后其高温强度提高了15％。     

二维C/C复合材料层叠板制备工艺及其性能的研究

研究通过浸渍—炭化法制备二维C／C复合材料层叠板的工艺参数，分析了不同基体前驱体和增密次数对材料的密度、厚度和收缩率、体积电阻率和层间剪切强度的影响，并用扫描电子显微镜进行断口分析。结果表明：选用残炭率较高的基体前驱体和适当的增密次数是制备低成本二维C／C复合材料层叠板的关键；相同纤维体积的层叠板基体炭含量越高，电阻率越小，导电性能越好；单位体积含有炭纤维越多，纤维受损几率就越大，产生结构缺陷几率越高，导致电阻率增加，导电性能下降；本实验中二维C／C复合材料层叠板制备工艺简单可行，层叠板的密度达到1．40g／cm^3以上，剪切强度为1．5MPa，断口呈脆性断裂特征。     

用溶胶-凝胶法制备Al_2O_3涂层工程陶瓷的表面改性研究

分析了溶胶 -凝胶法制备Al2 O3 溶胶的适宜工艺条件 ,在氧化铝基陶瓷基体上成功地制备了Al2 O3 涂层 ;利用X射线衍射分析和差热分析 (DTA)方法对Al2 O3 凝胶粉末的相变过程进行了研究 .通过分析精磨、热处理、Al2 O3 一次和二次溶胶涂层 4种试样的抗弯强度测量值对材料总体性能进行了估计 .结果表明 :Al2 O3 涂层工程陶瓷可以提高基体的抗弯强度而降低其分散性 ,效果好于单纯的热处理 .通过观察4种试样的表面SEM形貌和两种涂层试样的断面SEM形貌提出了溶胶涂层钝化或弥合表面微裂纹的理论模型     

润滑剂TAF在尼龙增强改性加工中的应用

研究了防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)对尼龙力学性能、加工性能、外观质量等方面的影响,概括了TAF对注塑制品外观缺陷的改善.介绍了TAF在玻纤增强尼龙66、尼龙6中的应用实例.     

纳米SiO_2和PP-g-MAH对玻纤增强PP复合材料性能的影响

纤维和树脂之间的界面结合强度是决定复合材料性能的关键因素。通过实验研究在玻璃纤维表面涂覆经硅烷偶联剂KH550表面处理的纳米SiO_2以及在PP基体中加入PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度和力学性能的影响。结果表明,纳米SiO_2经KH550表面处理后可以降低其表面能,有利于其在纤维表面分散吸附;纤维表面涂覆纳米SiO_2及在PP中加入PP-g-MAH,有利于增强纤维和树脂之间的界面结合强度,复合材料的层间剪切强度提升了116.06%,拉伸强度提升了109.14%,弯曲强度提升了99.85%。     

BOND STRENGTH IMPROVEMENT OF POLYURETHANE ADHESIVE BY GRAFTING 2-HYDROXYETHYL METHACRYLATE ON POLYOL BACKBONE

A series of acrylated polyols were prepared by grafting 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) on to polyol backbone prepared from vegetable oil fatty acid and epoxy resin. Grafting was carried out by free radical mechanism on conjugated double bond present in the polyol using benzoyl peroxide (BPO) as an initiator. Polyols and polyurethane adhesives were characterized by IR spectroscopy. Polyurethane adhesive synthesized from the modified polyols were found to provide better peel strength to styrene butadiene rubber (SBR) joints. Mode of failure was studied using Scanning Electron Microscopy (SEM). Improvement in cohesive strength of the adhesives resulted in high bonding strength. Comparative study has been carried out to determine the effect of acrylation on polyurethane adhesive by Green strength, Curing behavior, and Chemical resistance studies. Loading of 20% HEMA gave significant results. However, 15% loading of HEMA resulted in a sample with highest peel strength.