Ni-Al含能结构材料的制备和性能研究

以Ni粉和Al粉(摩尔比1:1)为原料,采用冷压-烧结法制备了Ni-Al含能结构材料。研究了烧结温度对Ni-Al含能结构材料界面扩散、力学性能、起始反应温度和能量密度等的影响。结果表明：烧结温度的提高,增加了Ni-Al颗粒间界面扩散速率,从而使含能结构材料界面粘合强度增大,拉伸和压缩强度提高,同时,能量密度降低;当烧结温度为550℃时,可获得强度和能量密度俱佳的含能结构材料,其拉伸和压缩强度分别为66.0 MPa和294.6 MPa,能量密度为436.1 J/g。     

低温固相反应合成纳米级TiB2-TiC复合粉体

在Ti-B体系中引入PTFE作为反应促进剂, 实现了TiB₂-TiC粉体的低温固相合成。分别采用热分析仪、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜, 测定了体系的反应温度, 表征了生成物的物相和微观形貌, 并对其反应过程和反应机理进行了分析。合成实验在氩气炉中进行, 结果表明: 当添加10wt% PTFE时, 能够在550℃通过固相反应制备出平均粒径小于400 nm的TiB₂-TiC复合陶瓷粉体。DTA测试表明固相反应合成过程主要包括两步: 首先, 在低温下PTFE和Ti发生反应并释放出大量的热, 然后, 诱发Ti和B的固相反应生成TiB₂。     

类蝴蝶翅膀表面微纳结构的制备及其疏水性

在金属表面构筑微纳米粗糙结构后以低表面能物质修饰,可以获得超疏水的金属表面,对实现防水、防腐及表面自清洁等功能具有重要的意义。以钛片为基底,利用简单易行且低成本的喷砂-酸蚀法,对其进行粗糙化处理,并使用低表面能物质氟碳树脂进行表面改性,获得了超疏水性表面。测量了试样表面与蒸馏水的静态接触角,将试样置于空气、模拟海水、质量分数为3%的NaOH和HCl溶液中进行了耐环境测试,观察了试样表面的微观形貌。结果表明:在光滑的钛基底上用氟碳树脂修饰后,得到的疏水表面接触角仅为103°;而钛片表面经喷砂-酸蚀后,再利用氟碳树脂进行疏水化修饰,得到与水接触角为156°的超疏水表面。经表面粗糙化处理和低表面能物质修饰后得到的钛基底上形成了类蝴蝶翅膀表面微纳结构的蜂窝状超疏水表面,具有优异的耐环境性和良好的自清洁效果。     

非平衡态Al/PTFE反应材料制备及其热性能

用机械合金化方法制备了Al-Ni-Ti-Zr非平衡态合金粉末。将制备的Al基非平衡态合金粉末与聚四氟乙烯(PTFE)微米粉混合压制制备了非平衡态Al-Ni-Ti-Zr/PTFE反应材料。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了球磨过程中粉末的相组成和形貌特征。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)分析了球磨后合金粉末的相结构。利用差示扫描量热法(DSC)分析了非平衡态Al/PTFE反应材料的热行为。结果表明:通过机械合金化方法可以制备出Al基非平衡态合金粉末。存在弥散在Al基非晶基体中的纳米级微晶岛状区域。在升温速率10 K·min~(-1)、空气气氛下,非平衡态Al/PTFE反应材料的反应峰值温度为495℃,放热峰积面积为1775 J·g~(-1)。连续升温条件下,非平衡态Al/PTFE反应材料的放热反应具有典型的动力学特征,通过Kissinger法计算的反应活化能E_c为309.1 kJ·mol~(-1)。     

高分子复合材料用导热填料研究进展

介绍了填充型高导热高分子复合材料中填料的研究现状,重点介绍了填料的种类、外形、粒径和表面处理等因素对复合材料导热性能的影响,展望了导热高分子复合材料中填料的研究趋势。     

PTFE促发TiC陶瓷粉体低温固相合成研究

在Ti-C体系中引入PTFE(聚四氟乙烯树脂)作为反应促进剂, 实现了TiC粉体的低温固相合成。分别利用热分析仪、X-射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜, 测定了体系的反应温度, 表征了生成物的物相和微观形貌, 并对其反应过程和反应机理进行了分析。结果表明: 当添加3wt% PTFE时, 能够在530℃通过燃烧合成制备平均粒径小于100 nm的TiC陶瓷粉体, 接近于利用Scherrer 公式取XRD最强衍射峰计算出的平均晶粒尺寸81 nm, 可以推测所合成的TiC颗粒为单晶颗粒。燃烧合成过程分为两个步骤: 首先, 在低温下PTFE和Ti发生反应并释放出大量的热; 然后, 诱发Ti和C的固相反应生成TiC。