纳米粒子改性环氧树脂固化反应动力学研究

采用示差扫描量热仪(DSC)研究了不同用量纳米Al2O3粒子改性的环氧树脂基体的固化反应动力学,根据DSC实验的结果采用Kissinger和Crane方法计算得到不同树脂体系的固化动力学参数并研究了固化度与温度之间的关系。结果表明,纳米粒子的加入使固化的起始温度与终止温度降低,并缩短了固化时间。随着纳米粒子含量的增加,改性树脂体系固化反应放热峰的峰值温度逐渐降低,固化反应的表观活化能降低,但反应频率因子及反应级数基本不变。     

环氧树脂纳米复合材料研究进展

综述了近年来国内外制备纳米SiO2/环氧树脂、纳米TiO2／环氧树脂以及纳米Al2O3/环氧树脂复合材料的研究现状。纳米粒子粒径小,表面能大,容易发生团聚,成为影响复合材料性能的关键。纳米粒子的粒径大小、几何形状等形态参数和添加量对纳米复合材料性能的影响程度。以及纳米复合材料的相界面结构和增韧增强机理都是亟待解决和完善的研究热点。     

环氧树脂/改性纳米Y2O3复合材料的固化动力学

利用缩聚反应,通过"一步法"在经过偶联剂处理的纳米氧化钇(Y2O3)粒子表面接枝超支化聚酯,得到超支化聚酯接枝改性纳米氧化钇(Y2O3-g-HBPE)。研究了Y2O3-g-HBPE对环氧树脂非等温固化行为的影响,利用Kissinger和Crane方程研究了固化动力学参数。结果表明,Y2O3-g-HBPE降低了环氧树脂固化反应的活化能,但没有改变环氧树脂的固化机理。     

纳米氮化硅对环氧树脂固化反应的影响研究

通过DSC、红外光谱研究了纳米氮化硅粒子的加入对环氧树脂体系固化反应的影响。结果表明,一方面由于纳米Si3N4高的表面活性会促进环氧树脂体系的固化过程;另一方面,由于纳米粒子的加入增大了体系的粘度阻碍了反应分子的运动使得复合材料固化反应速度变慢。环氧树脂体系在不同反应时期表现出的不同的固化行为正是这两种因素综合作用的结果。此外,还研究了不同添加量的纳米Si3N4对复合材料拉伸强度和固化时间的影响。当纳米Si3N4添加量为3%(以环氧树脂质量计)时,复合材料拉伸强度达到最大值,提高了145%。     

纳米材料对环氧树脂耐热性的改性研究

采用纳米TiO2、Al2O3、SiO2,层状粘土有机蒙托土、海泡石和环氧树脂制备纳米复合材料,通过透射电镜研究纳米粒子在环氧树脂基体中的分散情况,采用差热分析测试不同纳米环氧树脂复合材料的玻璃化温度。结果表明,纳米粒子分散于基体中,可使环氧树脂的玻璃化温度提高。     

纳米Al2O3/环氧树脂复合材料的制备及性能

在原位法制备纳米复合材料时，要使纳米粒子在树脂中分散均匀，必须首先获得稳定的单体悬浮体系。基于这一原理，本文通过对纳米Al2O3表面改性即选择合适的分散剂，获得稳定的纳米Al2O3/丙酮悬浮液，然后将环氧树脂溶解于其中，制得纳米Al2O3／环氧树脂复合材料。运用透射电子显微镜，观察了纳米Al2O3在环氧基体中的分散情况。分析并讨论了纳米Al2O3含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明：利用稳定的悬浮体系能制得分散较为均匀的纳米复合材料，在纳米Al2O3含量为5％的情况下，纳米复合材料的力学性能达到最优。     

纳米粒子／环氧树脂复合材料的固化动力学研究

为了改善纳米SiO2粒子在环氧树脂基体中的分散性,提高无机粒子与基体的界面结合力,文章选择马来酸酐和苯乙烯单体在粒予表面进行接枝改性。改性粒予与环氧树脂在固化条件下基本不发生反应,而固化剂2-乙基-4-甲基咪唑使得改性粒子上的酸酐开环生成羧酸;固化动力学分析表明：纳米粒子表面的羟基对环氧树脂的固化起促进作用;与未改性的粒子相比,填充SiO2-SMA粒子的固化体系的粘度较低,所以固化起始温度降低,但反应活化能较高。     

液体橡胶-环氧树脂复合材料在液体石蜡润滑下的摩擦性能

用端异氰酸酯基液体橡胶与环氧树脂制得液体橡胶-环氧树脂聚合物(ETPB).在ETPB中分别加入质量分数为5%和10%的纳米Al2O3,并选择适宜的固化剂固化,制得ETPB-Al2O3复合材料.测试了ETPB,ETPB-Al2O3复合材料在液体石蜡润滑下的滑动摩擦性能,考察了磨损率及摩擦系数与载荷和滑动速度之间的关系,并用扫描电子显微镜(SEM)对几种材料磨损表面进行了观察.结果表明,端异氰酸酯基液体橡胶改性环氧树脂可显著提高抗磨损性能;填充纳米Al2O3无机粒子可显著提高ETPB的抗磨损性能,其最佳填充量为5%.     

纳米粒子改性环氧树脂的研究进展

论述了环氧树脂基纳米复合材料的研究发展概况,主要包括:无机纳米粒子结构特性、环氧树脂基纳米复合材料的制备方法、固化机理及环氧树脂基纳米复合材料的性能和作用机制。最后指出了目前研究中存在的一些问题,并对其发展做出了简要的述评。     

Al2O3/环氧树脂复合材料导热性能的研究

分别选用纳米和超细Al2O3填料,采用直接分散法制备Al2O3/环氧树脂复合材料,研究了不同填料含量的复合材料的导热性能,并结合理论模型探讨粉体粒径对导热性能的影响.结果表明:随着Al2O3含量的增加,复合材料的导热系数增大.当加入40%的超细Al2O3填料时,复合材料的导热系数达到0.535 W/(m·K),是纯环氧树脂的3倍.实验测量值与Y. Agari模型参数均表明:超细Al2O3的体系中粒子更容易形成导热链,可以更有效地提高环氧树脂体系的导热性能.     

纳米粒子改性环氧树脂玻璃化转变温度的研究

采用示差扫描量热分析(DSC)研究了纳米A l2O3粒子改性的环氧树脂基体玻璃化转变温度与纳米粒子含量之间的关系以及纳米粒子含量对改性体系固化剂用量的影响。结果表明,随着纳米粒子含量的提高,改性树脂的玻璃化转变温度逐渐下降,由纯树脂的224℃下降到182.5℃(纳米粒子用量30%,固化剂添加量70%)。并且纳米粒子的加入会影响树脂基体的固化反应。达到玻璃化转变温度峰值时的固化剂用量并非按照改性体系中环氧树脂含量等当量比加入,而是与纳米粒子含量有关,纳米粒子含量越高,达到玻璃化转变温度峰值时固化剂用量越少。     

Al2O3对Si3N4结合SiC材料抗氧化和抗碱侵蚀性的影响

研究了添加0～8％Al2 O3对烧成Si3N4结合SiC耐火材料的显微结构、抗氧化和抗碱侵蚀能力的影响。借助XRD、SEM及光学显微镜观察发现：添加Al2 O3通过氮化反应烧结使得材料基质中的Si3N4由纤维状Si3N4向柱状Sialon相转化,显微结构更加致密。4#试样中的Al2O3加入量对提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀性的作用已极其明显。     

Si粉氮化法合成Si3N4-SiC材料

以SiC、Si粉和Al2O3微粉为主要原料,羧甲基纤维素(CMC)为临时结合剂,采用氮化反应烧结法合成了Si3N4-SiC材料,主要研究了Si粉的粒度(≤0.074、≤0.044 mm)和加入量(质量分数分别为15%、17%、19%、21%)、烧成温度(分别为1 380、1 400、1 420、1 430、1 440、1 460和1 480℃)、Al2O3微粉添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%,取代相应量的SiC粉)对Si3N4-SiC材料的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度及Si3N4含量的影响。结果表明:1)采用粒度较细Si粉的试样具有较高的致密度、常温强度、高温抗折强度和Si3N4含量;随着Si粉加入量的增加,试样的致密度略有增大但变化不大,常温强度和Si3N4含量逐渐增大,而高温抗折强度先增大后减小;2)适当提高烧成温度会明显改善Si3N4-SiC材料的高温抗折强度,但当温度超过1 440℃反而略有下降;3)添加Al2O3微粉对烧后试样的致密度、常温强度和高温抗折强度有益。综合来看,Si粉的适宜添加量(质量分数)为17%,较适宜的烧成温度为1 420～1 440℃,Al2O3微粉的适宜添加质量分数为2%。     

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。     

氮化硅铁在Al2O3-C体系中的高温行为

为了研究高温条件下Al2O3-C体系中氮化硅铁的状态,以闪速燃烧合成氮化硅铁、炭黑、刚玉粉为原料,将试样在高温炉中分别加热至1 450、1 500、1 600℃保温5 h,急速水冷后,对其进行XRD和显微结构分析。结果表明:1 450℃烧后试样的物相包含β-Si3N4、α-Si3N4、α-Al2O3和Fe3Si;1 500℃烧后试样的物相为β-Si3N4、SiC、α-Al2O3和Fe3Si;1 600℃烧后试样中Si3N4大部分转变为SiC,其他物相未发生变化。在升温过程中,氮化硅逐渐转化为碳化硅,材料结构致密。     

Fe2O3对天然原料合成Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料的影响（英文）

以焦宝石、活性炭和铝粉为原料并添加Fe2O3后制备了Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料。利用化学分析、X射线衍射和扫描电镜研究了Fe2O3对所制备复合材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明：在烧结过程中,从1400℃开始,Fe2O3转变为低熔点物相Fe3Si,产生液相促进Al4SiC4成核、细化晶粒,同时包裹Al4SiC4。此外,未添加Fe2O3的样品中生成的Al4O4C短纤维,Fe2O3的加入使得Al4O4C相变为细小的晶粒。

Abstract：

Al4SiC4/Al4O4C composite refractory was synthesized by using flint clay,activated carbon and aluminum powders as the raw materials and Fe2O3 as the additive. The effects of Fe2O3 on the phase composition and microstructure of Al4SiC4/Al4O4C composite refractory were investigated by chemical analysis,X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show that Fe2O3 transforms into a low melting point phase of Fe3Si above 1 400 ℃,which leads to generate liquid phase and promote the nu-cleation and grain refinement of Al4SiC4 phase. Fe3Si also could coat Al4SiC4 grains. Moreover,the morphology of Al4O4C in Al4SiC4/Al4O4C composite refractory without addition of Fe2O3 is short fibrous-like structure,but changes into fine granules structure after adding Fe2O3.     

高炉用氮化硅结合碳化硅制品化学分析方法的研究

确定了高氧化铝含量（０．５％－２０％）的高炉用氮化硅结合碳化硅制品中Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ｆＳｉ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３六种化学成分的化学分析方法试验条件．并按条件试验选择了分析方法，进行了精密度、准确度和实际工作的考核，证明了本分析方法可靠、切实可行，能满足科研工作和生产的要求。     

纳米填料／液体橡胶／环氧树脂复合涂层剪切及冲蚀性能研究

采用端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶和环氧树脂反应而得端异氰酸酯基聚丁二烯液体橡胶与环氧树脂反应物（ETPB）。在ETPB中分别加入不同质量分数的纳米Al2O3及固化剂,制得ETPB／Al2O3复合涂层,测试其剪切强度及冲蚀磨损性能,并用扫描电子显微镜（SEM）对几种涂层磨损表面进行了观察。结果表明,在ETPB中加入10％的纳米Al2O3及20％的聚酰胺固化剂时,涂层的剪切及冲蚀性能最好。     

陶瓷基纤维复合材料制备新工艺—化学气相渗积

本文简要介绍了化学气相渗积新工艺及几种典型装置的特点，列举了ｆＳｉＣ／Ｓｉ３Ｎ４、ｆＡｌ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３、ｆＡｌ２Ｏ３／ＭｏＳｉ２等六种陶瓷基纤维复合材料的制备实例。     

不同助烧结剂及造孔剂对SiC多孔陶瓷的影响

采用真空烧结方法制备了SiC多孔陶瓷，研究了不同助烧结剂Al2O3-Y2O3、Si以及不同造孔剂丙烯酰胺聚合物、羧甲基纤维素（CMC）对SiC多孔陶瓷形貌和气孔率的影响。结果表明：与Si相比较，Al2O3-Y2O3更有利于促进SiC的烧结；以Al2O3-Y2O3为助烧结剂的试样比以Si为助烧结剂的试样具有较高的气孔率。