耐水型硫酸钙晶须的低温制备与结构表征

以CaSO4·2H2O(Ca)、成晶剂(A)为主要原料,采用水热法和煅烧法制备出平均直径3μm,长径比为80的耐水型硫酸钙晶须。晶须的最佳合成工艺为反应温度90℃、时间30min、n(Ca)/n(A)=9,以生物显微镜和SEM对半水硫酸钙晶须的结构形貌进行了表征;半水硫酸钙晶须经700℃、4h的高温煅烧后制得无水死烧硫酸钙晶须,XRD和润湿角测试分析表明,无水死烧硫酸钙晶须的润湿角比半水硫酸钙晶须的润湿角大6.84°,无水死烧硫酸钙晶须的层间结构及耐水性均发生了明显变化。     

CaSO4晶须／纳米TiO2／PP—R树脂复合材料的制备及性能

本文采用CaSO4晶须／纳米TiO2为添加剂来改善PP—R树脂的各项性能。文章系统研究了CaS04晶须和纳米TiO2的改性,以及经改性处理后的CaSO4晶须／纳米TiO2对PP—R树脂耐热性能、力学性能和抗菌性能的影响,通过扫描电子显微镜（SEM）观察了复合材料的断面以及粒子在基体中的分散状况。研究结果表明：使用8％的KH550偶联剂改性后的CaSO4晶须具有较好的分散性能,使用6％的硅铝复合包膜改性后的纳米TiO2具有较好的分散性能;与纯PP—R相比,CaSO4晶须添加量为5％时,复合材料的性能有较大的提高,其热变形温度由72℃提高到104℃,断裂伸长率也由45％提高到122％;添加纳米TiO2对CaSO4晶须／PP—R树脂的耐热性能和力学性能没有明显的影响,但却能够大幅度增强复合材料的抗菌性能,当纳米TiO2的添加量为0．5％时,复合材料的抗菌率达99％以上。     

CaSO4晶须对不饱和聚酯腻子的改性研究

使用不饱和聚酯树脂、固化剂和实验室自制的CaSO4晶须对不饱和聚酯腻子进行改性,考察不同粒径CaSO4晶须对聚酯腻子性能的影响.根据实验结果,200nm改性CaSO4晶须当加入量为2%时对腻子的抗冲击性、硬度、收缩率有明显改善.     

烧结助剂对Si3N4/BN层状复合陶瓷结构与性能的影响

研究了MgO—Y2O3—Al2O3体系(相应的层状复合陶瓷试样记为A)、Y2O3—Al2O33体系(相应的层状复合陶瓷试样记为B)及La2O3—Y2O3—Al2O3体系(相应的层状复合陶瓷试样记为C)烧结助剂对Si3N4／BN层状复合陶瓷结构与性能的影响．研究表明：在相同的烧结工艺下，试样A、B、C的抗弯强度分别为700、630、610MPa，断裂功分别为2100、1600、3100J／m^2．试样A、B以脆性断裂为主，裂纹偏转现象不明显，而试样C的载荷-位移曲线显示了明显的“伪塑性”特征，裂纹的偏转与扩展现象明显．试样A中Si3N4晶粒大小不均且长径比较小，而试样C中长柱状Si3N4晶粒发育完善，有较大的长径比．     

针状ZnO晶须的制备及其电磁参数性能

利用碳热还原法,将锌粉和碳粉混合后在马弗炉中有梯度地加热,制得了针状ZnO晶须。利用XRD和SEM分别对ZnO晶须的结构和物相、形貌和尺寸进行分析,还分析了制得的ZnO晶须的吸波性能。结果表明,制得的ZnO晶须纯度高,结晶度高;ZnO晶须排列致密,呈针状结构,直径为20～50μm,长度超过700μm,长径比>14,符合晶须标准;m(Fe)∶m(ZnO)=4∶1与1∶1复合粉体的电磁损耗相近,但改变ZnO的含量在一些频率段电磁损耗程度不同,说明ZnO晶须加入量的改变对复合粉体的吸波性能有一定的影响。     

ATO/CaSO4复合导电粉制备的研究

复合导电粉具有良好的导电性、稳定性和分散性,广泛用于防静电、电磁屏蔽等诸多领域.采用共沉淀法在硫酸钙晶须表面包覆一层ATO来制备ATO/CaSO4复合导电粉,并研究制备条件对导电粉电阻率的影响.结果表明,最佳制备条件为:Sb/Sn摩尔比1∶10,硫酸钙晶须浓度7.5％,水解温度35℃,水解pH6,煅烧温度650℃,煅烧时间2h.     

烧结助剂对Si3N4/BN层状复合陶瓷结构与性能的影响

研究了MgO-Y₂O₃-Al₂O₃体系(相应的层状复合陶瓷试样记为A)、Y₂O₃-Al₂O₃体系(相应的层状复合陶瓷试样记为B)及La₂O₃-Y₂O₃-Al₂O₃体系(相应的层状复合陶瓷试样记为C)烧结助剂对Si₃N₄/BN层状复合陶瓷结构与性能的影响.研究表明:在相同的烧结工艺下,试样A、B、C的抗弯强度分别为700、630、610MPa,断裂功分别为2100、1600、3100J/m².试样A、B以脆性断裂为主,裂纹偏转现象不明显,而试样C的载荷-位移曲线显示了明显的“伪塑性”特征,裂纹的偏转与扩展现象明显.试样A中Si₃N₄晶粒大小不均且长径比较小,而试样C中长柱状Si₃N₄晶粒发育完善,有较大的长径比.     

桐酸基C22三元酸钙盐的制备及其PVC复合热稳定体系优化设计

以桐马酸酐——C22三元酸单甲酯(MEMAA)为原料,采用复分解反应合成了桐酸基C22三元酸钙盐(TOTC),并利用FTIR表征其结构。通过刚果红法和热老化烘箱法考察了亚磷酸三苯酯(TPP)﹑季戊四醇(PER)、β-二酮(DT)对桐酸基C22三元酸钙/硬脂酸锌体系初期着色性及热稳定性的影响,在此基础上通过正交实验完成了桐酸基C22三元酸钙锌复合热稳定剂体系的配方优化设计。结果表明:TOTC、ZnSt2、DT、TPP、PER的质量比为48∶12∶2∶5∶10时,钙锌复合热稳定剂体系热稳定性最佳。在100g PVC/40g DOP体系中加入最佳配方条件下的桐酸基C22三元酸钙锌复合热稳定剂3g,185℃下静态热稳定时间可达50min,热稳定性优于部分国内市售产品,与德国熊牌钙锌复合热稳定剂相当。     

草酸盐法制备硼酸镁晶须及其生长机理

以MgCl2·6H2O、H3BO3和H2C2O4·2H2O为原料,利用草酸盐法制备出长度为4.0～8.0μm,直径为0.6～1.5μm,长径比约为10,形貌良好的硼酸镁晶须。采用XRD、SEM及TG-DTA等分析手段,研究了烧结温度、烧结时间、n(B)/n(Mg)、n(H2C2O4)/n(Mg)对硼酸镁晶须的生长过程和质量的影响,探讨了其最佳制备条件。结果显示,硼酸镁晶须的最佳制备条件为:烧结温度为800℃,烧结时间为4.0h,n(B)/n(Mg)=1.2,n(H2C2O4)/n(Mg)=1.2。根据XRD和TG-DTA分析,MgC2O4前驱体对硼酸镁晶须的形成和生长有较大的促进作用,分解产物不引入其它杂质,使得制备的晶须纯度较高。晶须的生长机理为S-L-S机理。     

多种无机物/MBS复合改性PVC的研究

选择球状的碳酸钙、片状的滑石粉和针状的碱式硫酸镁晶须,等质量比复合与弹性体MBS共混后一起加入到硬质PVC中,分别采用一步法和二步法制得了PVC/MBS/多种无机物的复合材料,研究了其力学性能、加工流变性能和耐热性能.结果表明,球状/针状复合的CaCO3/Mg晶须改性体系所得共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率最高,二步法加工可使材料缺口冲击强度上升为纯PVC的4倍左右,但一步法加工所得共混物的弯曲模量高于二步法.二步法加工的最大扭矩和平衡扭矩均比一步法小,出现降解、交联的时间较一步法迟;但二步法加工时熔融塑化时间较一步法长.     

自石灰石矿粉中直接提取CaCO3晶须的碳化-分解法研究

提出一种自石灰石矿粉中直接提取CaCO_3晶须的碳化-分解方法。该方法能够以天然石灰石矿粉为原料,通过水溶性碳酸的作用溶解出Ca(HCO_3)_2,进而在升温条件下通过Ca(HCO_3)_2的分解反应得到形貌规整的棱锥状CaCO_3晶须。扫描电镜观测与X射线衍射分析显示,Ca(HCO_3)_2分解温度对CaCO_3晶须微观形貌的影响显著,晶须长度与长径比随分解温度的升高均呈上升趋势,但分解温度超过80℃会导致文石晶相向方解石晶相转化。实验结果表明,80℃、2h条件下,Ca(HCO_3)_2分解产物中文石晶相含量较高,晶须几何形貌更为合理,其平均长度为14.61 μm、长径比为8.10。     

Performance of Potassium Titanate Whisker Reinforced PPESK Composites

A group of poly (phthalazinone ether sulfone ketone)/potassium-titanate-whisker (PPSEK/whisker) composites was prepared by coprecipitation from solution. The whisker surface was modified using titanate coupling agent prior to blending. The tensile, impact, morphology and thermal properties of the moulded composites were investigated. The measurements showed that the tensile strength and impact strength of the composites increased with increasing whiskers content up to 10 to 20 phr, thereafter they showed a decrease in the whiskers content reached 40 phr. At the same time, the modulus of the composites increased with increasing whiskers content. Scanning electron microscopy studies revealed that the whiskers within the composites were dispersed uniformly by treated with coupling agent. Finally, thermogravimetric analysis showed that the heat resistance of the composites tended to increase with increasing whisker content. The results were analysed and discussed in terms of established models of the behavi     

金红石型纳米TiO2对CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料性能的影响

以金红石型纳米TiO2为添加剂改善了CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的各项性能,并研究了金红石型纳米TiO2对PP-R树脂的力学性能、耐热性能和紫外老化性能的影响.研究结果表明:由于纳米TiO2和CaSO4晶须的协同作用,添加纳米TiO2后可进一步提高CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的力学性能和耐热性能;金红石纳米TiO2的加入可以大幅度提高PP-R树脂的耐紫外老化性能,添加5%纳米TiO2后的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料经紫外辐射72 d后,其拉伸强度仅下降了0.36MPa,冲击强度仅下降了0.36kJ·m-2,熔融温度仅下降了5.4℃;而未添加纳米TiO2的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的拉伸强度下降了1.96MPa,冲击强度下降了1.47kJ·m-2,熔融温度下降了18.6℃.     

原位聚合法制备SiC@SiO2/BN/PI复合材料及其表征

聚酰亚胺复合材料以其优异的性能以及在航空航天、轨道交通、微电子等领域广泛的应用前景引起越来越多的关注。在750 ℃条件下对SiC晶须进行表面氧化处理, 形成SiC@SiO₂包覆结构晶须, 与BN颗粒构成复合填料, 分别采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂进行表面改性, 用原位聚合法制备了SiC@SiO₂/BN/PI(PI:聚酰亚胺)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等进行结构和性能表征。结果表明: 晶须与颗粒质量比为4 : 1时, 复合填料在PI基体内形成了有效的导热网络, 且当填料含量为45wt%时, SiC@SiO₂/BN/PI复合材料导热系数达到0.95 W/(m·K)。SiC@SiO₂/BN/PI复合材料的力学性能随着复合填料的种类和数量的变化呈现规律性变化。SiO₂氧化层阻断复合填料间自由电子的移动, SiC@SiO₂/BN/PI复合材料的电气绝缘性能下降幅度减小。     

钛酸钾晶须填充新型PPESK的性能及形态研究

采用填料对含二氮杂萘结构的聚醚砜酮(PPESK)进行填充改性,能够快捷有效的提高其性能,为此采溶液共沉析的方法制备了含二氮杂萘结构的聚芳醚砜酮/钛酸钾晶须(PPESK/Whisker)复合材料.使用不同比例的钛酸酯偶联剂进行晶须表面处理,研究了晶须表面处理和晶须含量对PPESK复合材料机械性能的影响;考察了复合材料的热性能,并用扫描电镜观察了复合材料的形貌.结果表明,钛酸钾晶须作为填充材料,使得复合材料机械性能得到明显改善;对晶须进行适当的表面处理后,晶须与PPESK基体的相容得到改善.     

Dimensional stability and thermal stress of 6061 Al/SiCw composite during thermal cycles

Abstract

The variations of dimensions and thermal stress of 6061Al/20 vol.-%SiC_w composites were investigated during thermal cycles between 25 and 300°C. Testing results showed that the dimensional stability and thermal stress are mainly related to the whisker distribution in the composite. For the as cast composite, owing to the whiskers being oriented randomly, the temperature cycles hardly affect the dimensions of the specimen, so this material has good dimensional stability. However, for the as extruded composite, owing to whisker alignment, the thermal cycles can evidently affect the dimensions of the specimen, i.e. the dimension is elongated in the alignment direction of whiskers and shortened in another direction. The dimensional stability of the as extruded composite can be improved somewhat by thermal precycles.     

碱式硫酸镁晶须/橡胶复合材料的制备

将超声分散后的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷改性碱式硫酸镁晶须（KH550-MgOS_W）分散液加入天然胶乳（NR）中,对其进行补强,制得绿色环保高性能的KH550-MgOS_W/NR复合材料。系统研究了KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能。结果表明,用KH550改性后的MgOS_W与橡胶基体具有很好的相容性。KH550-MgOS_W/NR复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能均比纯胶有所提高。当KH550-MgOS_W与NR质量比为4%时,KH550-MgOS_W/NR复合材料的各项性能均达到最佳,300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、交联密度比纯胶胶膜分别提高了25.0%、36.8%、37.3%、11.4%、44.2%,垂直燃烧等级由FV-1提高到了FV-0级,比纯胶的起始热降解温度（T₀）、最大热降解温度（T_p）和终止热降解温度（T_f）分别提高了6.2℃、5.2℃和4.1℃。     

Some electron microscope observations of alumina whisker/nickel composites

Alumina whiskers separated from Thermokinetic Fibres sapphire wool mat type 1A have been incorporated into nickel by roll-bonding and by hot-pressing. The roll-bonded composites containing up to 5 vol % whiskers were successfully electrothinned to allow transmission electron microscope examination of alumina whiskers contained in the nickel matrix. In the hot-pressed composites which contained 20 vol % whiskers, examination of the whiskers was only possible after extraction from the composite. The roll-bonding process resulted in whisker break-up but the whisker segments retained their mono-crystalline form. The whiskers in these composites also retained extensive dislocation tangles in the adjacent nickel matrix after annealing at temperatures up to 1400° C. The whiskers extracted from the as-hot-pressed composites had a monocrystalline form and gave no indication of spheroidisation. In hot-pressed samples annealed at 1400° C for up to 100 h the whiskers exhibited evidence of spheroidisation. In some instances the whiskers developed strong crystallographic morphologies with faces parallel to the <11¯20> directions of the approximated close-packed hexagonal lattice of-alumina.     

改性石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

采用不同含量的硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对石墨烯（GE）进行改性,将改性GE（KH-GE）与聚氯乙烯（PVC）进行熔融混炼制备KH-GE/PVC复合材料。通过FTIR、Raman、XRD、TEM和SEM表征改性前后GE结构变化,并考察了KH-GE/PVC复合材料的力学性能、导电性能及稳定性能。结果表明,GE∶KH570质量比为1∶2时,KH-GE的层间距较大,改善了GE的团聚,使GE在PVC基体中的分散得到了改善。随着KH-GE含量的增加,KH-GE/PVC复合材料的力学性能显著提高,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,KH-GE/PVC复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为23.98 MPa和226.78%,比未添加KH-GE的PVC复合材料分别提高了51.1%和65.73%;相对于纯PVC,当KH-GE质量分数为1.5wt%时,对应的50%热失重（T_50%）及90%热失重（T_90%）分别从289.81℃和486.01℃提高到298.51℃和596.53℃,提高了KH-GE/PVC复合材料的热稳定性,导电性也显著提高。     

针形纳米碳酸钙的表面改性及在PVC中的应用

对自制直径为30 nm~40 nm,长径比10~15的针形纳米碳酸钙进行表面改性后,将其应用于聚氯乙烯(PVC)的改性研究中,考察了改性针形纳米碳酸钙/PVC复合材料的力学性能。与未填充的PVC相比,纳米碳酸钙填充量为2.69%(体积分数)时,复合材料的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率分别提高了5.7%、11.3%和33.7%。改性后的纳米碳酸钙与PVC之间的界面作用与未改性碳酸钙相比有所减弱。扫描电镜照片(SEM)显示,添加了改性针形碳酸钙的聚氯乙烯断裂为韧性断裂,冲击断面呈现明显的拉丝现象。