Cu颗粒包覆纳米SiC粉体的相分散性能分析

选用工业生产的纳米SiC粉料;利用歧化反应原理,分解出Cu颗粒,并与纳米SiC颗粒组成分散均匀的复合粉体;SEM和Auger电子探针形貌显示复合粉体颗粒呈球形;EDS、AES等检测结果表明,金属Cu颗粒包覆在纳米SiC颗料表面,从而使两相在纳米尺度范围内保持理想的均匀分散状态.     

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.     

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/CNTs纳米复合材料吸波性能的研究

采用聚碳硅烷前驱体转化法制备了SiC/CNTs纳米复合材料, 采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜对样品进行了微观结构分析, 并测试了材料在2～18GHz频率范围内的电磁参数. 结果表明, 当初始聚碳硅烷/二甲苯溶液浓度为10%～15%时, 聚碳硅烷前驱体转化法在CNTs表面可以制备SiC包覆层均匀致密的复合一维纳米材料. SiC包覆CNTs一维纳米材料的电磁参数测试表明, 其损耗机制以介电损耗为主, 当聚碳硅烷含量为15%时, SiC/CNTs纳米复合材料具有最高的介电常数和损耗角, 较好的电磁波吸收特性, 并表现出复合效应.     

反应烧结微米级SiC陶瓷材料的结构与力学性能

选用粒径为7μm的SiC粉体,采用反应烧结工艺制备致密的SiC陶瓷材料,研究了反应烧结SiC陶瓷材料的物相组成、显微组织结构与力学性能及其断口形貌。结果表明:通过优化制备工艺,SiC陶瓷素坯中的SiC颗粒和纳米炭黑粉体分布均匀,且具有三维联通的孔隙结构,有良好的硅熔渗性能。反应烧结SiC陶瓷材料中的SiC含量高,游离硅含量少,密度可达3.01g.cm-3,抗弯强度达到410MPa,洛氏硬度达到95HRA,综合性能达到陶瓷机械密封件的技术要求。     

煅烧法制备石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体及其电化学性能研究

为了大量、方便地制备电化学性能优异的锂离子电池负极材料,利用一步煅烧法制备石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合粉体进行表征,并进行电化学性能检测。结果表明:石墨烯把Mn_3O_4颗粒很好地包覆在里面;石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体具有优秀的电化学性能,含碳质量分数为13%的石墨烯包覆Mn_3O_4纳米复合粉体首次放电比容量达到859.7 m A·h/g,电流密度为1 600 m A/g时的放电比容量保持在380 m A·h/g,循环100次后放电比容量几乎保持不变。     

纳米Mg(OH)_2包覆粉煤灰空心微珠复合粉体的制备及表征

为了解决粉煤灰空心微珠白度不高的问题,以粉煤灰空心微珠煅烧样为原料,以NaOH和MgSO_4为包覆剂,采用非均匀形核法制备了一种纳米Mg(OH)_2包覆粉煤灰空心微珠复合粉体材料;采用白度仪、粒度仪、比表面积仪、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体进行表征;研究不同工艺条件对复合粉体白度的影响。结果表明:当包覆量(Mg(OH)_2与粉煤灰空心微珠质量之比)为50%,包覆剂双加,反应温度为80℃时,空心微珠白度由27.1%提高至51.2%,粒径D98由60.81μm增大至66.72μm,比表面积由4.512 m~2/g增大到31.697 m~2/g。XRD、SEM测试结果表明:空心微珠表面包覆了纳米片状Mg(OH)_2。该复合粉体有望应用在塑料填料和污水处理领域。     

纳米Fe粒子包覆微米Al复合材料的制备与表征

采用置换法,通过在溶液中引入F-子,实现了弱酸性条件下Fe纳米粒子在微米Al粉表面定量、快速地化学沉积,制备出具有核壳结构的Fe/Al微纳米复合粒子.将该复合粒子中的Al核用盐酸溶蚀后得到由纳米Fe粒子组成的空心球壳.利用SEM、EDS、XRD、BET和TG/DSC对产物进行了相应地表征,结果表明,微米Al核表面被一层粒径约为30～60nm的Fe纳米粒子致密包覆,Fe/Al复合粉体的比表面积达到11.993m2/g较包覆前的1.082m2/g增加了11倍,且Fe/Al微纳米复合粉体与O2反应的活性明显高于原料Al粉.     

真空搅拌铸造制备SiC颗粒增强ADC12铝基复合材料及其力学性能表征

以SiC/Cu复合包裹粉体为增强相,采用真空搅拌铸造技术制备SiC/ADC12铝基复合材料,研究制备工艺条件对复合材料力学性能的影响,同时借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段对其物相结构进行表征。结果表明:SiC/Cu复合粉体显著改善了SiC颗粒在熔融铝合金基体中的润湿性和分散性。当搅拌温度为580℃,搅拌时间为30min,复合粉体添加量为4%(质量分数)时,复合材料获得最佳的力学性能,拉伸强度283MPa,硬度HB133,较基体合金分别提高24.1%和77.3%,较普通SiC增强复合材料提高15.5%和26.7%。     

单分散纳米CeO_2和Cu-Ce-O催化剂的制备、表征及其催化性能

以硝酸铈、硝酸铜和氢氧化钠为原料,使用超声双雾化工艺实现微区反应制备了纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体,并利用XRD、TEM、HR-TEM、FT-IR和BETN2等手段对其成分、物相结构、形貌及颗粒大小进行表征;并将所制备的粉体作为催化剂考察其对CO的催化氧化性能.结果表明,所制备的纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体粒径均为4～5 nm,球形,粒度分布均匀,且单分散性好;CeO2催化剂粉体粒径越小、比表面积越大,对CO的催化氧化活性越高;Cu-Ce-O催化荆对CO具有最好的催化氧化活性,表明铜的掺入有利于明显提高CeO2催化剂在CO催化氧化反应中的低温活性,降低起燃温度.     

制备工艺对热压烧结SiC/SiC复合材料结构与性能的影响

采用纳米SiC和亚微米SiC粉料作为基体形成原料,通过热压烧结技术制备了SiC/SiC 复合材料.研究了粉料颗粒、烧结温度、烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响.结果显示,采用纳米碳化硅粉体可有效降低烧结温度,促进复合材料的致密化过程,在1780℃、20MPa条件下可获得性能优良的复合材料.而采用亚微米SiC粉体,复合材料的致密化过程需要较高的温度,但随着密度的增加,基体与纤维之间的作用力增强,不利于性能的提高.     

Effect of variation in physical properties of the metallic matrix on the microstructural characteristics and the ageing behaviour of Al-Cu/SiC metal matrix composites

In this study, aluminium-based metallic matrices with varying amount of copper (1 wt% Cu and 4.5 wt% Cu) were reinforced with SiC particulates using a partial liquid phase casting technique. The results of the present investigation showed smaller sized and higher weight percent of SiC particulates being successfully incorporated with a decrease in the weight percent of copper in the matrix. Microstructural characterisation studies conducted on the composite samples revealed an increase in uniformity of distribution of SiC particulates, improved SiC/Al interfacial integrity and smaller grain size of the metallic matrices with decreasing weight percent of copper. Results of the microstructural characterisation studies also exhibited the presence of solute rich zone in the near vicinity of SiC particulates and the nucleation of secondary phases both at and in near vicinity of SiC particulates. The result of the ageing studies revealed an accelerated ageing kinetics for the Al-1%Cu/SiC composite when compared to the Al-4.5%Cu/SiC composite samples. The results of accelerated ageing kinetics were rationalised in terms of the effect of variation in the physical properties of the metallic matrix and the ensuing microstructural characteristics due to variation in the amount of copper in the matrix.     

纳米SiC/低密度聚乙烯复合材料的空间电荷与电导特性

利用熔融共混法制得不同纳米SiC质量分数（0.5%、2.0%、3.0%）的纳米SiC/低密度聚乙烯（LDPE）复合材料,研究了添加纳米SiC颗粒对LDPE介电性能的影响。利用SEM观测了纳米SiC颗粒的分散特性,利用电声脉冲（PEA）法测得40 kV/mm场强作用下纳米SiC/LDPE复合材料的空间电荷分布特性。利用热刺激电流（TSC）进一步验证纳米SiC添加能够提高LDPE的陷阱浓度。结果表明:纳米SiC颗粒能够均匀地分散在LDPE中,未出现较大的团聚现象。纳米SiC质量分数为0.5%、2.0%和3.0%的纳米SiC/LDPE复合材料空间电荷注入量明显低于LDPE。短路600 s后的残留空间电荷密度远小于LDPE。纳米SiC/LDPE复合材料的空间电荷注入量与电导率均随着纳米SiC的增加而减少。纳米SiC质量分数为3.0%的纳米SiC/LDPE复合材料场强非线性系数为2.6,远小于LDPE的4.3。TSC曲线表明纳米SiC/LDPE复合材料内部制造了大量的陷阱,抑制了载流子在材料内部的输运,从而阻碍了空间电荷的迁移和积聚。      

Effect mechanism of arsenic on the growth of ultrafine tungsten carbide powder

Arsenic element refines W powders significantly during the hydrogen reduction process of tungsten oxide in our previous studies. In this paper, the nanocrystalline WC-As composite powders were prepared by carbonization of nano W-As composite powders and the effects of arsenic on the growth of WC powder were discussed in detail. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction, differential scanning calorimetric analysis, scanning electron microscope, transmission electron microscope, X-ray photoelectron spectroscopy and Inductively Coupled Plasma. The results showed that arsenic appropriately raised the initial temperature of carbonization, significantly accelerated carbonization reaction process and shorten the reaction time. Moreover, WC-As composite powders merged and grew up directly without particle expansion and cracking. And the nano WAs₂ particles attached to WC grain boundaries and hindered the growth of WC grain through grain boundary migration. The above two effects resulted in the WC-As composite powders prepared at 1300?°C for 2?h with the average size of about 121?nm in diameter.     

SiC-ZrO_2纳米颗粒协同强韧化MOSi_2陶瓷的组织与性能

通过热压烧结制备SiC-ZrO_2/MoSi_2复相陶瓷以及对比试样MoSi_2、ZrO_2/MoSi_2、SiC/MoSi_2陶瓷,利用X射线衍射仪、透射电镜以及力学性能测试仪器等对材料组织和力学性能进行了研究。结果表明:纳米ZrO_2、SiC颗粒的加入可以有效细化MoSi_2基体晶粒,纳米ZrO_2、SiC颗粒协同作用更有利于提高MoSi_2基陶瓷的抗弯强度和断裂韧性,协同相中纳米SiC颗粒细化和强化MoSi_2基体的效果要好于纳米ZrO_2颗粒;20 vol%SiC+10 vol%ZrO_2+MoSi_2复相陶瓷抗弯强度是MoSi_2的3.8倍,断裂韧度是MoSi_2的2.4倍;在复相陶瓷基体以及粒子周围存在不同特征的位错组态,ZrO_2可以依靠自身相变的体积效应向基体泵入或输送位错,钉扎位错的第二相粒子包括SiC粒子和未相变的ZrO_2小粒子,弥散相特别是晶内型SiC和ZrO_2粒子对复相陶瓷位错的钉扎作用明显。     

Effect of Matrix Constitution on Microstructure and Mechanical Properties of Rheocast Metal Matrix Composites

In this study, aluminum-based metallic matrices with varying amounts of copper (I wt.% Cu, 3 wt.% Cu and 4.5 wt.% Cu) were reinforced with SiC particulates using a partial liquid phase casting technique. Microstructural characterization studies conducted on the composite samples revealed an increase in uniformity of distribution of SiC particulates and SiC/Al interfacial integrity and a decrease: in porosity in the metallic matrix with decreasing weight percent of copper. The results of the ageing studies revealed an accelerated ageing kinetics for the Al-1% Cu/SiC composite when compared to Al-3% Cu/SiC and Al-4.5% Cu/SiC samples. Results of ambient temperature mechanical tests demonstrate an increase in 0.2% yield strength and ultimate tensile strength of the composites and a decrease in ductility and strain hardening rate with an increasing weight percent of copper in the metallic matrix. Fracture studies revealed the presence of interfacial debonding, particulate breakage and cracks in the matrix of tensile specimens. The results of microstructural characterization, mechanical testing and fractography were finally rationalized in terms of the effect of variation in weight percent of copper in the metallic matrix.     

机械球磨3%C-Cu复合粉末的微观组织

为了获得具有良好微观组织的C-Cu复合粉末,以利于后续的压制、烧结和挤压等工艺,用机械球磨方法制备了3%C-Cu(质量分数)复合粉末.运用扫描电镜、背散射和X射线衍射等分析手段研究了该复合粉末的微观组织随球磨时间的演变规律.实验结果表明,随着机械球磨时间的增加,Cu颗粒由树枝状转变为层片状、块状,最后转变为近球形.球磨2 h,复合粉末中的石墨衍射峰消失.随着球磨的进行,复合粉末中Cu的微观应变逐渐增大.经3 h的机械球磨获得了晶粒尺寸约为20 nm的Cu纳米晶,说明该方法可以有效地细化晶粒组织.     

激光选区熔化纳米SiC/AlSi7Mg复合材料微观组织及力学性能EI北大核心CSCD

采用机械混合法制备纳米SiC/AlSi7Mg混合粉末,利用激光选区熔化技术(selective laser melting,SLM)成形纳米SiC颗粒增强AlSi7Mg复合材料,观察和分析试样的相对密度、物相和微观组织,并测试材料的硬度和拉伸性能。结果表明:SLM成形纳米SiC/AlSi7Mg复合材料试样的相对密度随着扫描速度和扫描间距的增大均呈现先增加后减少的趋势,相对密度最高可达99.75%;试样微观组织与SLM成形铝合金相似,Si相呈网状结构均匀嵌入α-Al基体中,且在Al基体中存在与Si分布相似的纳米SiC团聚物及Mg_(2)Si相;与AlSi7Mg相比,复合材料微观组织由柱状晶转化为等轴晶,且晶粒明显细化(平均晶粒尺寸为1.36μm);由于SiC的加入,产生细晶强化和固溶强化,试样的硬度和强度均明显提高,硬度最高达到137.3HV,抗拉强度达到448.3 MPa,屈服强度达到334.7 MPa,但伸长率下降至3.9%,断裂模式主要为脆性断裂。