非均相沉淀制备Cu包裹纳米SiC复合粉体颗粒

选用工业生产的立方相SiC纳米颗粒,尺寸约120nm,利用置换反应原理制得纳米Cu微晶。采用非均相沉淀方法将Cu包裹到纳米SiC颗粒表面,形成相分布均匀的复合颗粒,纳米Cu微晶吸附在SiC颗粒周围形成粗糙表面,复合粉体颗粒表面被一层连续、致密的Cu₂O层所包覆,Cu₂O的存在是纳米Cu微晶颗粒自发氧化的结果。     

SiC/纳米TiN水基复合料浆特性及喷雾干燥

以四甲基氢氧化铵(TMAH)为分散剂, 纳米TiN、亚微米SiC粉体为原料, 分别制备单组分水基料浆及复合料浆, 分析了SiC/纳米TiN复合料浆的分散稳定机制以及喷雾干燥行为. 研究结果表明, TMAH在纳米TiN、SiC颗粒表面形成特征吸附, 通过静电作用和空间位阻协同作用提高颗粒的分散性; 当pH=8、TMAH加入量为0.75wt%时, 复合浆料分散稳定, 喷雾干燥制备的SiC/纳米TiN复合粉体流动性好, 且分布均匀.     

歧化反应及置换反应制备Cu/纳米SiC复合粉体

为了实现Cu对纳米SiC的表面包覆改性,分别采用歧化反应和置换反应两种方法制备了Cu/纳米SiC复合粉体.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱仪研究了Cu/纳米SiC复合粉体的微观形貌、聚集状态、粒径以及Cu和纳米SiC的质量分数.实验结果表明:单个复合粒子的粒径约为100 nm;针对随机选择的两种方法制备的复合粉体的两个不同区域进行的分析表明,歧化反应条件下Cu的质量分数分别为37%和35%,成分均匀;置换反应条件下Cu的质量分数分别为79%和25%,成分差异大.歧化反应法比置换反应法的包覆效果好,实现了Cu对纳米SiC的均匀性包覆.     

粒度分布对Cu包覆SiC颗粒相分布均匀性的影响

利用歧化反应原理,在SiC颗粒表面包覆金属Cu.通过俄歇电子能谱(AES),分析粒度分布对Cu包覆SiC颗粒相分布均匀性的影响.SiC颗粒的粒度分布范围过宽,Cu倾向于包覆在大颗粒表面而无法分散到细小颗粒表面.减小粒度分布范围,纳米SiC颗粒同样能被Cu均匀包覆.应当控制纳米SiC颗粒在一个较小的分布范围,以保证理想的Cu包覆效果和两相分散均匀性.     

SEM/EDS分析纳米TiN颗粒在SiC陶瓷中的分布状况

采用水基喷雾造粒技术制备SiC/纳米TiN复合粉体,并借助二步成型和无压烧结技术制备SiC/纳米TiN复合陶瓷,利用场发射扫描电镜结合能谱分析(SEM/EDS)研究了纳米TiN颗粒在SiC/纳米TiN复合粉体、素坯及烧结体过程中的分布状态,借此评价制备工艺。     

Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合材料的制备及性能

本文研究了非均相沉淀法制备Al2O3－ZrO2（3Y）－SiC复合粉体的工艺过程,认为粉体的理烧温度是至关重要的,热压烧结得到了致密的Al2O3－ZrO2（3Y）－SiC纳米复合材料,ZrO2的加入对烧结温度的影响不大．通过TEM观察,SiC颗粒均匀分散于材料中,大的ZrO2颗粒位于Al2O3晶粒间,小的圆形ZrO2颗粒位于Al2O3晶粒内,一部分Al2O3晶粒呈非等轴状．80Wt％Al2O3－15wt％ZrO2－5Wt％SiC纳米复合材料的抗弯强度可达555MPa,韧性为3.8MPa．m1／2.     

有机分散介质中纳米SiC粉体稳定悬浊液的制备

纳米粉体的稳定分散是制备微观结构均匀、缺陷少的纳米复相陶瓷坯体的关键。本文中采用Zeta电位、粒度分析、SEM等测试技术分析了超声震荡和HF酸洗对SiC纳米粉体的影响;对比研究了乙醇、乙二醇以及75%乙醇和25%乙二醇混合液作为分散介质,聚乙二醇为分散剂时纳米SiC粉体在不同pH下的分散稳定性,确定了粉体最佳超声震荡的最佳时间;探讨了酸洗的作用;并在乙二醇中,以1%PEG为分散剂,pH=10条件下获得了纳米碳化硅粉体的高稳定分散悬浮液。     

脉冲电沉积纳米SiC/Ni-Co复合镀层腐蚀特性

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)研究了脉冲电沉积法制备的纳米晶Ni-Co合金镀层及其纳米 SiC/Ni-Co复合镀层的组织结构、表面形貌和成分。用浸泡法和电化学极化法对比测试了纳米晶Ni-Co合金镀层和纳米 SiC/Ni-Co复合镀层在3.5 wt% NaCl和5 wt% HCl溶液中的腐蚀行为。研究结果表明：通过脉冲电沉积法制备的Ni-Co合金镀层和纳米SiC/Ni-Co复合镀层具有典型的纳米晶结构;随着纳米SiC颗粒的增加,复合镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加。所制备的纳米SiC/Ni-Co复合镀层颗粒分散均匀,其在3.5 wt% NaCl和5 wt% HCl溶液中的耐蚀性均优于纳米晶Ni-Co合金镀层。纳米晶Ni-Co合金镀层和纳米SiC/Ni-Co复合镀层在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀速率极低,表现出极好的耐腐蚀性能,而在5 wt% HCl溶液中的腐蚀形态则表现为点蚀。     

Cu包裹SiC复合粉体热物理化学性能研究

采用直接还原一旋转沉淀颗粒包裹工艺制备具有"核-壳"结构的25SiC／75Cu(vol％) 包裹复合粉体,利用DSC-TG-MS联用技术分析了包裹复合粉体的热物理化学变化行为.结果 表明,在846℃附近发生氧化物分解反应,释放出O₂气体;896℃左右出现低共熔混合物的 熔融;950℃以上,SiC与Cu发生反应,释放出CO₂气体.     

去离子水中分散剂对复合纳米ZnO-CeO_2粉体的分散效果

纳米颗粒在有机溶剂中能较好分散,但有机溶剂有毒,且成本高。以去离子水为介质,分别加入分散剂吐温-80、十二烷基苯磺酸钠(SDBS),对复合纳米ZnO-CeO2粉体进行分散。采用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电镜对分散物进行分析,研究了不同分散条件下的分散效果。结果表明:50 mL去离子水、0.5 g复合纳米ZnO-CeO2粉体体系中,采用吐温-80分散,其用量为1.0 g,pH值为5,温度为60℃,超声时间为20 min时,分散效果最佳;采用SDBS分散,其用量为1.5 g,pH值为5,温度为50℃,超声时间为20 min时,分散效果最佳;复合纳米ZnO-CeO2粉体经2种分散剂分散后,表面被均匀包覆,且分散体系稳定,团聚现象明显降低,晶型无变化;非离子型分散剂吐温-80的分散效果优于阴离子型分散剂SDBS的。     

电刷镀纳米Ni-P-SiC复合镀层性能的研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC/ Ni-P复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度、耐磨性的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制及Ni-P晶化过程中的强化作用.结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能.在Ni-P合金镀液中适量添加纳米SiC微粒(7～10 g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,同时在Ni-P晶化过程中还能在细化晶粒中起到再强化作用.不仅能使镀层硬度提高1.5～1.8倍,还能提高其耐磨性.     

纳米SiC-MoS2/Ni基复合电刷镀层组织与耐磨性能

通过对纳米SiC颗粒进行表面修饰处理,采用电刷镀技术制备纳米SiC-MoS2/Ni基复合刷镀层,分析探讨了纳米SiC和MoS2的含量对镀层形貌和耐磨性能的影响。结果表明,镀液中加入经表面修饰的纳米SiC颗粒可以提高镀层硬度,同时在干滑动磨损试验条件下,纳米SiC-MoS2复合刷镀层具有良好的耐磨减摩性能。     

纳米SiC颗粒对Al2O3基体中ZrO2约束稳定的影响

采用热压的方法制备了纳米SiC颗粒复合的Al2O3-ZrO2陶瓷材料，研究了纳米SiC颗粒对样品烧结性能以及对Al2O3基体中ZrO2约束稳定的影响。结果表明，纳米SiC颗粒的加入影响样品的烧结性能。处于晶界的纳米SiC颗粒降低了基体材料对ZrO2颗粒的约束，不利于四方相ZrO2在室温下的保留。     

Solderability of SnBi-nano Cu solder pastes and microstructure of the solder joints

The solderability of the Sn58Bi (SnBi)-nano Cu solder pastes and the microstructure of the solder joints were investigated. Experimental results indicated that the addition of the nano Cu particles in the SnBi solder paste shows limited effect on the solidus. The liquidus of the SnBi-3nano Cu solder paste was 1 °C higher than the SnBi solder paste. Solid Cu₆Sn₅ intermetallic particles formed in the SnBi-3nano Cu solder paste during the heating process. The Cu₆Sn₅ intermetallic particles decreased the mobility and wettability of the molten solder. Meanwhile, the Cu₆Sn₅ nano particles worked as nucleation sites for the formation of Bi grains and Sn–Bi eutectic phase during the cooling process and led to the grain refinement of the solder bulk. The SnBi-1nano Cu solder paste showed the smallest grain size in this research. Additionally, the SnBi-3nano Cu/Cu solder joint showed a eutectic microstructure of Sn–Bi system at the center of the solder bulk but a hypereutectic microstructure with polygon Bi grains near the margin in the solder bulk.     

纳米粒子在SiC/PTFE复合材料中分散三维仿真与分形表征

为了从理论上探讨纳米粒子在基体材料中的分布规律, 以纳米SiC质量分数为3%、 5%、 7%、 9%的SiC/PTFE(聚四氟乙烯)复合材料为例, 根据纳米SiC的半径(25 nm)、 密度(3.2 g/cm³)、 质量分数和基体材料的密度(2.2 g/cm³), 以10^-12 g为质量单位、 25 nm:1像素为比例尺, 建立了纳米粒子在基体中均匀／偏聚分布的三维仿真模型, 基于其盒维数定量表征了不同团聚／偏聚程度的纳米粒子的分散度, 并进行了力学实验验证。结果表明: 均匀分布下随着纳米SiC粒子半径的不断增加, 或体积分数的不断减小, 其盒维数也逐渐减小; 当SiC粒子半径超过100 nm时, 不再具有分形特性。偏聚分布下随着纳米SiC粒子(半径为50 nm)间距的不断加大, 或体积分数的不断减小, 或层状、 线状、 团状分布的依次改变, 其盒维数也逐渐减小; 相同体积分数下偏聚分布的盒维数低于均匀分布; 当粒子间距超过450 nm时, 不再具有分形特性。均匀分布下纳米SiC/PTFE复合材料的力学性能测试结果与其三维仿真模型的盒维数线性相关(|R|>0.9)。盒维数可定量表征纳米粒子的分散度, 并可用于预测纳米复合材料的宏观性能。     

Fabrication and characterization of heat and plasma treated SiC/Al2O3-YSZ feedstocks used for plasma spraying

The SiC/Al₂O₃-YSZ (ZrO₂ + 8 wt.% Y₂O₃) powders with different SiC particle sizes were fabricated and treated from spray drying, heat treatment, and plasma spraying. The morphology, phase composition, flowability and density of powders were analyzed. The sphericity and flowability of powders treated by plasma flame are increased greatly, and the particle surface is very smooth. The flowability and density of powder with nano SiC were evident better than those of powder with submicron SiC. The optimum flowability and compactness of powder with submicron SiC is obtained when the critical plasma spray parameter is 341 and 325, respectively. For nano size SiC, the optimum flowability and the maximum compactness of powders are obtained with critical plasma spray parameter of 341. The grain size of powders is increased after heat treatment and plasma spraying. The SiC is oxidized to SiO₂ in the powders after heat treatment and plasma spraying. The Y₂O₃ dissolved from 8YSZ solid solution at higher critical plasma spray parameter. Besides, there is no phase transformation of ZrO₂ for powders. The metastable phase of Al₂O₃ appeared in feedstocks with submicron SiC, but no metastable phase was formed in feedstocks with nano SiC particles, which nano SiC can hinder the formation of Al₂O₃ metastable phase. The densification process and mechanism of reconstituted particles used for plasma spraying were analyzed from surface morphology, cross section and simulation.     

微纳米SiC/环氧树脂复合材料的界面和非线性电导特性

以微米和纳米SiC为填料,制备了不同填料配比的微纳米SiC/环氧树脂(EP)复合材料。测试了微纳米SiC/EP复合材料的玻璃化转变温度、室温介电谱和直流电导特性。分析了填料与基体之间的界面对玻璃化转变温度、介电谱及直流电导特性的影响。实验结果表明,在微米和纳米SiC填料的共同掺杂下,随着纳米SiC填料含量的增加,微纳米SiC/EP复合材料的玻璃化转变温度先降低后升高。在相同频率下,微纳米SiC/EP复合材料具有更低的相对介电常数和低频损耗峰幅值。与EP相比,微纳米SiC/EP复合材料具备显著的非线性电导特性。与微米SiC/EP复合材料相比,微纳米SiC/EP复合材料具有更高的非线性指数和阈值电场强度。微纳米SiC/EP复合材料的非线性电导特性与SiC颗粒和EP基体之间的界面区密切相关。