改性SiC微粉复合粒子的制备与表征

针对SiC超细微粉在磨具制造过程中存在的易团聚、分散稳定性差、与结合剂相容性低等问题,本课题借助悬浮聚合工艺,采用聚丙烯酸对SiC微粉进行表面包覆改性,优化筛选出了羧甲基纤维素和CaCO3复合分散剂及其相关的较佳改性工艺条件。结果表明:反应温度65℃,反应时间30 min,搅拌速度500 r/min条件下,SiC弹性复合粒子的分散性和成球性最好;羧甲基纤维素浓度9%~11%、CaCO3用量0.5%~2%时,分散效果最好。制备出的有机物包覆的SiC微粉弹性复合粒子,显著改善了SiC超细微粉的分散流动性和其与有机结合剂的相容性。     

硅粉表面改性及其分散效果评价

目的降低原状工业硅粉颗粒的团聚现象和聚集效应,提高其分散性,改善掺硅粉水泥基材料的力学及界面过渡区性能。方法采用表面化学修饰和机械分散两种改性方法,对硅粉进行表面改性。利用表面电位测试、紫外光谱分析、激光粒度分析、扫描电镜测试等试验手段,评价了改性前后硅粉颗粒的表面电位和减水剂分子吸附量、颗粒粒度分布,以及硅粉颗粒和硬化硅粉-水泥净浆的微观形貌。采用棱柱体试件,研究了改性硅粉对水泥-硅粉净浆抗折与抗压强度的影响。结果用氨丙基三乙氧基硅烷及磁力搅拌工艺对原状工业硅粉进行表面改性后,硅粉表面电位由-21 m V变为+3 m V,高性能聚羧酸减水剂吸附量提高了60%,硅粉中纳米级微细颗粒数量显著增加,大颗粒团聚现象明显降低,硅粉颗粒的分散性明显改善;改性硅粉使水泥-硅粉净浆的力学性能提高了11%~24%。结论采用氨基硅烷和磁力搅拌工艺对原状硅粉表面改性后,硅粉表面的电位由负值变为正值,减水剂吸附量显著增大,颗粒团聚性降低,纳米级颗粒数量增多,在水泥中分散性改善,水泥-硅粉水化产物的界面过渡区性能改善,掺硅粉水泥浆体的力学性能明显提高。     

低温等离子体聚合对超细陶瓷粉体的表面改性

利用低温等离子体聚合的方法在超细ZrO2及SiC粉体表面聚合了聚乙烯、聚苯乙烯以及聚甲基丙烯酸甲酯等不同的聚合物层。透射电镜(TEM)、热重(TGA)及漫反射红外光谱的结果表明3nm～8nm厚的聚合物膜存在于超细陶瓷粉体的表面。经低温等离子体聚合处理过的ZrO2粉体在有机载体中的分散性显著提高。液体石蜡体系中，经低温等离子体聚合处理过的ZrO2粉体体系的粘度要远远小于未处理的ZrO2粉体体系。     

纳米SiC颗粒表面改性研究

根据置换反应的原理将Cu2+还原为Cu原子,在纳米SiC颗粒表面形核,实现了Cu包覆纳米SiC颗粒。SEM分析表明:复合粉体包覆完全,分散均匀,无明显团聚,大部分呈球形。EDS和XRD分析表明:复合粉体在空气中会部分氧化,生成一定量的Cu2O,应用时可根据需要进行适当处理。纳米SiC颗粒表面改性后,可以改善在Cu基合金中的分散性和相容性,满足了表面改性的要求。     

分散剂对改性SiC料浆流变性的影响

研究了分散剂对1种有机包覆改性SiC粉水基分散料浆的流变特性的影响.结果表明,分散剂的种类,用量对料浆的Zeta电位、粘度、触变性均有较大的影响.分散剂四甲基氢氧化铵比聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠更为有效.当四甲基氢氧化铵的量为0.8%(质量分数)时,可使改性SiC微粉的Zeta电位绝对值提高30 mV,在剪切速率为80 r/min时,料浆粘度为166.5 mPa·s(55%,体积分数,下同),触变性降低.由此制得了固相含量为60%、低粘度的SiC陶瓷料浆.     

纳米二氧化钛表面改性及其在聚氨酯涂层中的分散性质

采用长链烷烃和微胶囊方法对纳米TiO2(锐钛型,粒径20nm) 进行表面改性,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)分别研究了改性纳米粉体的表面化学结构及接枝率,结果表明:改性纳米TiO2粉体表面成功接枝了高分子聚合物,接枝率分别为5%和12%.将改性纳米TiO2粉体(质量分数为1%～3%)与双组分聚氨酯涂料进行复合,制备了纳米TiO2/聚氨酯复合涂料,并利用扫描电子显微镜(SEM)对纳米复合涂层进行了微观检测,结果表明:微胶囊改性的纳米TiO2在涂层中的分散性最好.     

小直径砂轮超声振动磨削SiC陶瓷的表面质量研究

用小直径砂轮超声振动磨削和普通磨削加工SiC陶瓷零件,对比研究砂轮线速度、工件进给速度、磨削深度和超声振幅对其磨削表面质量的影响。结果表明:与普通磨削相比,超声振动磨削的磨粒轨迹相互交叉叠加,工件表面形貌更均匀,表面质量更好。由于超声振动时的磨粒划痕交叉会使磨粒产生空切削,因而降低了其磨削力,使磨削过程更加稳定。超声振动磨削的表面粗糙度和磨削力随砂轮线速度和超声振幅的增加而降低,随工件进给速度和磨削深度的减小而降低。且砂轮线速度、工件进给速度较小时,超声振动磨削的效果更明显。      

磷酸盐陶瓷浆料的研究与应用

选用高铬刚玉为耐火骨料、磷酸盐等为粘结剂、氧化镁为固化剂，通过正交试验，确定了磷酸盐陶瓷浆料的最佳配比，并考察了陶瓷浆料的多种性能，进行了精密铸件的生产应用。结果表明：该陶瓷浆料性能优良，成本低廉，具有广泛的应用价值。     

超细氧化铁红粉体表面改性的研究

采用聚丙烯酸钠和钛酸酯两种改性剂对超细氧化铁红粉体进行改性试验,比较改性结果,分析改性机理,同时研究了强化球磨过程中加入改性剂这种复合改性工艺对铁红粉体的改性效果.试验表明:聚丙烯酸钠和钛酸酯都可以使铁红粉体达到很好的分散效果;而复合工艺不仅可以起到良好的分散作用,还能进一步提高粉体细化的程度.     

SiC颗粒表面Mo涂层的制备与分析

采用磁控溅射法在碳化硅(SiC)颗粒表面成功制备了金属钼(Mo)涂层,分析了Mo涂层的成分和形貌;为改善初始涂层成分和形貌,对镀Mo改性SiC复合粉体进行了不同工艺的结晶化热处理,重点研究了热处理对SiC颗粒表面Mo涂层形貌和成分的影响。结果表明,磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积Mo涂层,随磁控溅射时间的延长,SiC颗粒表面Mo涂层的粗糙度增大,但磁控溅射后SiC颗粒表面Mo涂层为非晶态。热处理能够有效改善SiC颗粒表面Mo涂层的成分、形貌及结晶状态,在600~1200℃之间结晶化热处理过程中,随热处理温度升高,SiC颗粒表面Mo涂层形貌主要经历了以下4个阶段变化:Mo涂层初步致密化—Mo的结晶致密化—Mo涂层的聚集长大—Mo与SiC之间化学反应;相应的Mo原子的存在状态也经历了如下变化:非晶态Mo原子—晶态Mo原子—Mo_2C和MoSi_2。其中800~900℃之间为最佳热处理温度,此时Mo涂层致密均匀包覆完整。SiC表面连续均匀致密的Mo涂层,有利于改善SiC颗粒增强金属基复合材料中基体与增强体之间的界面结合并控制不利界面反应,有利于复合材料综合性能的提高,必将扩大SiC颗粒作为增强体的应用范围。     

Effects of surface oxide species and contents on SiC slurry viscosity

1 IntroductionDuring the past decade, an increasing number ofnovel colloidal processing techniques have beenpresented to the ceramic community, such as DirectCoagulation Casting and Gelcasting, by which thereliable ceramic green body with a complex shapec…     

SiC的激光表面微造型工艺研究

采用灯泵浦YAG-T50系列激光打标机对SiC进行了端面螺旋槽激光微造型加工实验。采用PS50型非接触式三维表面形貌仪测量了槽深和槽内表面粗糙度。通过实验,研究了有效矢量步长、有效矢量步间延时、Q频率、激光电流等工艺参数对微造型加工质量的影响。实验结果表明,当有效矢量步间延时增大或激光电流增大时,螺旋槽深度随之增大;当有效矢量步长增大或Q频率增大时,螺旋槽深度不断减小;而表面粗糙度值则随着有效矢量步间延时、Q频率和激光电流的增大而减小,随着有效矢量步长的增大而增大。从而得出碳化硅的最佳微造型工艺参数为:有效矢量步长0.001mm、有效矢量步间延时60μs、Q频率20kHz、激光电流17A。     

碳化硅微粉的接枝聚合改性

针对SiC微粉(＜10 μm)在精磨和抛光磨具制造中存在的微粉团聚现象,本课题根据胶体的分散稳定原理,采用硅烷偶联剂疏水预处理和丙烯酰胺在其表面接枝聚合改性SiC微粉(F1200,d50μm=3.0±0.5μm),制备出了有机包覆的改性SiC微粉.本文研究了影响SiC微粉表面改性的各种因素,用正交实验法优化出最佳工艺条件,并采用IR、Xray衍射和激光粒度等测试技术分析了改性前后SiC微粉表面物质的化学组成、结构特征及粒度分布.结果表明:SiC微粉经有机包覆改性后,表面性质发生了很大变化,但其物相结构没有改变,改性后的SiC微粉无结团现象,分散稳定性得到了改善.     

Study on microstructures of micron Si3N4 composite ceramic with addition of nano SiC and SiC whisker

１－ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＳｉ３Ｎ４ｃｅｒａｍｉｃａｓａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄａｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｌｏｎｇａｇｏ，ａｎｄｗａｓｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄｉｎ７０′ｓｉｎＵＳＡ，ＵＫ，ＧｅｒｍａｎｙａｎｄＪａｐａｎ，ｂｕｔｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｓｔｒｅｎｇｔｈｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｄｅｓｃｒｅａｓｅｓａｔａｂｏ…     

(SiC)p表面低成本化学改性的研究

为解决裸(SiC)P在应用中存在的不足,提出(SiC)P表面低成本化学改性的思路.采用简单的化学镀技术,改进氧化、亲水、敏化和活化的前处理工艺,对(SiC)P进行表面化学改性.确定了最佳的试验工艺,获得了镀层连续、无光滑(SiC)P裸露的较高质量的碳化硅复合粉体[简写为(Ni/SiC)P],通过SEM、EDS、XRD、TEM等测试,结果表明:改性后的(Ni/SiC)P较改性前的(SiC)P导电性有所提高,形貌、组成发生改变.同时分析了热处理对(Ni/SiC)P的影响,结果表明:随着温度的升高,(Ni/SiC)P表面改性层中的镍由非晶态转化为晶态.     

电沉积法制备Ni-Ti3SiC2复合镀层

以自制纯度超过98％（体积分数，下同）的Ti3SiC2陶瓷粉体为原料，加入分散剂和表面改性剂，制成稳定悬浮液，并加入Watts镀镍电镀液，利用磁力搅拌分散均匀，在阴极电流密度2A／dm^2～5A／dm^2下，在低碳钢基体表面成功得到Ni-Ti3SiC2减摩复合镀层。SEM观察表明，表面改性剂的加入有效地改变了粉体表面电导性质，得到致密平整的复合镀层结构。XRD及EDS分析表明：镀层中Ti3SiC2微粒含量为5％～14％（体积分数，下同）。当制备过程中以间歇式搅拌代替连续搅拌时，可得到Ti3SiC2相含量超过30％的复合镀层。复合镀层的显微硬度随微粒含量的升高而增大。     

Effects of SiC and MgO on alumina-based ceramic foams filters

Alumina-based foam ceramic filters were fabricated by using alumina, SiC, magnesia powder as major materials. It has been found that this ceramic filter has a uniform macrostructure for filtering molten metals. The influences of SiC and magnesia content, the sintering temperatures on ceramic properties were discussed. Aluminabased foam ceramic filters containing 2.2 mass% magnesia and 7.6 mass% SiC has a compressive strength of 1.36 MPa and a thermal shock resistance of 5 times. Its main phases after 1 hour sintering at 1 500℃ consist of alumina,silicon carbide, spinel and mullite.     

Effects of graphite content on the microstructure and wear properties of an AISI 8620 steel surface modified by tungsten inert gas (TIG)

A surface modification process was used to modify the surface properties of a steel material by using the TIG method on AISI 8620 steel with a 135-A constant energy input and the addition of 0.5 g of constant SiC particle and variable C content. SEM and optical microscopy were used to characterize the microstructure of the materials tested. To evaluate the mechanical properties, the microhardness distribution was determined from the surface to the central region. Wear tests were performed under dry friction conditions with WC balls at a 5-N normal load in a ball-on-disk geometry.The results of this study indicated that the surface properties of the material could be modified with the TIG method and by using SiC/C particles and that the newly formed structure could improve the wear characteristics and the hardness of the surface.