Al2O3-SiO2气凝胶的制备及性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和仲丁醇铝(ASB)为硅源和铝源,采用溶胶-凝胶和超临界干燥工艺制备出了高比表面积的Al2O3-SiO2块状气凝胶,研究了不同溶胶配比及热处理温度对气凝胶结构的影响,利用红外光谱、氮气吸附、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对气凝胶的性能和鲒构进行了分析.结果表明,随Al/Si摩尔比增大,Al2O3-SiO2气凝胶凝胶时间逐渐缩短,比表面积(1000℃)先增后减,当Al/Si摩尔比为4∶1时,比表面积最高,为444.5m2/g;1200℃,Al/Si为8∶1时比表面积最高,为115m2/g,具有较好的高温热稳定性.红外分析表明Al2O3-SiO2气凝胶存在Al-O-Si键;在1000℃热处理后,Al2O3-SiO2气凝胶中Si含量减少到一定程度才会出现γ-Al2O3.通过SEM观察表明Al2O3-SiO2气凝胶粒子较Al2O3气凝胶小.     

Al2O3-SiO2纳米复合薄膜的制备及性能研究

以正硅酸乙酯、异丙醇铝为先驱体,甲基三乙氧基硅烷为有机硅烷,采用溶胶-凝胶旋涂方法在普通玻璃和硅片表面镀制纳米复合薄膜.通过FT-IR、VIS透射光谱的分析及薄膜表面接触角的测量,研究了Al2 O3与SiO2配比和热处理温度对复合薄膜的化学结构、透光率及疏水性的影响.结果表明该薄膜具有疏水、致密、透明等性能;Al2 O3的加入未降低复合薄膜的可见光透光率,其中经400℃热处理后不同配比复合薄膜在可见光区的透光率均大于85%,且不影响复合薄膜的疏水性.     

Al2O3-SiO2气凝胶的常压制备和性能研究

以六水氯化铝(AlCl_3·6H_2O)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法,经老化、常压干燥后,制备出块状乳白色的Al_2O_3-SiO_2气凝胶。气凝胶经过不同温度煅烧处理后,分别进行SEM、TEM、XRD、BET、TG、红外分析等性能分析。结果表明Al_2O_3-SiO_2气凝胶具有良好的热稳定性,SiO_2在气凝胶中以不定形存在,Al_2O_3以针状或长条状的勃姆石(γ-AlOOH)存在,经600～1 000℃煅烧后,转变为γ-Al_2O_3,当煅烧温度达到1 200℃时,Al_2O_3与SiO_2生成了莫来石相,抑制了γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变。室温下,气凝胶比表面积为692.7 m~2/g,孔洞分布均匀,孔隙率高。随着煅烧温度升高,比表面积、孔容在逐渐减小,孔径稍微增大,当煅烧温度达到1 200℃时,气凝胶比表面积仍有67.3 m~2/g。     

Sol-Gel法制备Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合膜的结构研究

将Sol-gel法应用于无机膜的制备,成功地研制出一种新型的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,膜面平整,无宏观缺陷,复合膜由γ-Al2O3、TiO2和Al2SiO5等多相组成,改变体系组成,各相含量和主晶相也随之变化,从而影响到膜的微观结构.利用XRD、AFM、SEM分析重点研究了膜表面的微观形貌,并分析了掺杂物对膜表面性能的影响.     

ZrO2@Al2O3陶瓷涂层耐蚀性能研究

用溶胶－凝胶（sol-gel)法在不锈钢表面制备xZrO2.yAl2O3陶瓷涂层,用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜能谱仪分析了涂层组成与结构;用金相显微镜观测了涂层的孔隙率;用浸泡法和高温抗氧化性试验研究了涂层的耐腐蚀性能。结果表明：xZrO2.yAl2O3涂层随二组分含量的趋近,结构从晶态转变成微晶与玻璃态混合组成,直至完全的玻璃化,涂层致密度提高,耐高温和耐腐蚀性能依次增强。     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的结合性能

以FeAl和FeAlNi两种混合粉体作为底层材料,将喷涂法和溶胶-凝胶相结合制备了Fe/Al_2O_3梯度涂层,分析了其与钢基表面的结合性能。结果表明:当烧结温度为1220℃时,两种过渡底层Fe/Al_2O_3陶瓷梯度涂层的界面结合强度分别达到21.2 MPa和25.3 MPa,涂层的物相组成分别为α-Al_2O_3、AlFeO_3、Al_2Fe_2O_6、Al_3Fe_5O_(12)和α-Al_2O_3、AlFeO_3、NiFe_2O_4等。与FeAl相比,以FeAlNi作为过渡底层制备的Fe/Al_2O_3梯度涂层材料结构致密度高、没有明显孔洞与宏观界面,且有树枝状组织生成,有利于涂层结合性能的提高。     

中空纤维担载Al2O3-SiO2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

Al2O3-SiO2(sf)/Al-Si复合材料的界面结构研究

采用ＴＥＭ,ＥＤＳ,ＨＲＥＭ 等测试手段,对液体压力浸渗法制备的Ａｌ２Ｏ３－ ＳｉＯ２（ｓｆ）／ＺＬ１０９复合材料的界面结构以及界面反应机理进行了观察和分析,结果表明：多晶Ａｌ２Ｏ３－ ＳｉＯ２纤维和基体金属在复合材料的高温制备过程中发生了化学反应,产生了尖晶石ＭｇＡｌ２Ｏ４;ＭｇＡｌ２Ｏ４沿复合材料界面呈颗粒状分布,形成了非连续分布的反应结合型界面结构。     

SiO2-Al2O3干凝胶的制备与性能研究

采用二步酸碱催化溶胶-凝胶和常压干燥法,制备了低密度多孔xSiO2-(1-x)Al2O3干凝胶,其中摩尔比x分别取0.9、0.8、0.7和0.6.SiO2凝胶按照n(正硅酸乙酯(TEOS)):n(H2O):n(无水乙醇):n(HCl):n(氨水)=1: 4:7:7.5×10-4:0.0375制备,主要作为二元复合氧化物的网络骨架.Al2O3由廉价的Al(NO3)3·9H2O与NH4OH反应制得.采用BET、XRD、IR、SEM和TEM等实验手段,对xSiO2-(1-x)Al2O3干凝胶在300、600、900、1200℃4个热处理温度下的组织结构进行了对比和分析.结果表明,最终的二元干凝胶是由纳米颗粒组成的非晶网络与Al2O3晶体共同构成的纳米多孔结构,具有高的比表面积和窄的孔径分布.该复合干凝胶中,Al2O3进入SiO2骨架中,形成一定数量的Si-O-Al键,并随着Al含量的增加而增多.其中的Al2O3随着温度的升高,经历γ-AlOOH、γ-Al2O3,最终完全转化成α-Al2O3,SiO2则始终以非晶态形式存在.由于干凝胶中Al2O3的存在,大大提高了材料的热稳定性.     

石墨表面Al_2O_3/SiO_2复合涂层的抗氧化性能

400 ℃下的石墨不能有效地冷却热气溶胶,且抗氧化失重性能差.采用sol-gel法在石墨表面制备了Al2O3/SiO2复合涂层,探讨了Al2O3粉末对涂层抗氧化性能的影响,研究了涂层的组成、结构形貌及抗氧化性能.结果表明:sol-gel法制备的Al2O3/SiO2复合抗氧化涂层除了少量的微孔外,比较致密完整,涂层主要由无定形的SiO2和Al2O3晶体组成;涂层700℃氧化40 min后失重为1.866%(质量分数),800℃氧化30 min后失重为2.750%(质量分数);Al2O3/SiO2复合溶胶中加入适量的Al2O3粉末能有效提高涂层的抗氧化性能.     

磁控溅射制备硅铝阻隔膜的研究

采用磁控溅射技术以10%Si～90%Al合金为靶材,通入O2将Si氧化成SiO2,Al氧化成Al2O3,在普通PET薄膜表面制备具有高阻隔性无机阻隔薄膜层,以增加其阻隔性.传统的磁控溅射法制备SiO2膜工艺,大多采用射频溅射法,但其成本较高,效率较低,无法充分满足大面积工业化镀膜生产的需要.而采用10%Si～90%Al合金不仅可以实现直流溅射工艺,而且测量结果表明,薄膜的阻隔性得到大幅度提高.     

大气中金属阴极保护用-Al2O3粉体材料的制备与性质

研究了β－Ａｌ_２Ｏ_３粉体材料的制备工艺与性质,这种粉体材料可以采用慢速升温、分 阶段保温的工艺,煅烧Ｌｉ_２ＣＯ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３和Ａｌ_２Ｏ_３的均匀混合物不经球磨直接制得．根据使用要求与生产条件,混合物可用干混、半湿混－过筛或喷雾干燥法来制备．粉体材料主要由β／β~＂－Ａｌ_２Ｏ_３组成,β~＂相的相对含量＞７０％,加入适当的粘结剂与溶剂,可将其制成大气环境 中金属管道外的固体电解质涂层．涂层中粉体的化学与电化学性能稳定,其阴极极化曲线有明显的平坦区,可用于阴极保护技术．     

超疏水、自清洁涂层对建筑墙体的防护

随着工业水平的快速提高,我国的空气污染日益严重。建筑物外墙常年暴露在空气中,外观污染严重,而且附着于其表面的各类污染物难以清除。因此,建筑墙体的防护措施已经成为研究的热点。本文中,以聚二甲基硅氧烷（PDMS）和疏水SiO₂为基本原料,制备了可用于建筑墙体防护的自清洁涂层。将配制好的涂层喷涂在建筑墙体上,通过室温固化,便可形成具有自洁净效果的涂层。本文通过分析涂层材料与建筑墙体结合机制,说明涂层与墙体具有较强的黏附作用。由于涂层具有的超疏水特性,附着在其表面的颗粒及液体污染物很容易通过水流清洗干净。此外,实验还表明：该涂层在5个月户外环境下,其自清洁效果无显著的变化。     

纳米Al2O3的晶型对聚酰亚胺杂化薄膜性能的影响

将经偶联剂处理的纳米Al2O3粉体,借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸溶液中,制备出Al2O3不同晶型、不同含量的PI/纳米Al2O3杂化薄膜,并对杂化薄膜微观形貌、聚集态结构、光透过率、热稳定性、电击穿场强进行研究,分析Al2O3晶型和含量对PI/纳米Al2O3杂化薄膜的结构和性能的影响.结果表明:PI/纳米Al2O3杂化薄膜的热稳定性,电击穿场强均高于纯PI薄膜,且随着纳米Al2O3含量的提高热稳定性也随之提高,电击穿场强先升高后降低;填充Al2O3粉体的晶型对PI薄膜分子链堆积密度有较大的影响,导致添加不同晶型Al2O3的杂化薄膜性能的差异.     

堇青石的二氧化硅涂敷实验研究

本文采用不同的酸对蜂窝式堇青石进行处理,研究酸蚀处理对其组成和孔结构的影响。并以自制的二氧化硅溶胶为第二载体对酸处理后的堇青石进行涂敷。采用XRD、N2等温吸附-脱附、SEM等手段对二氧化硅进行表征。结果表明:酸蚀处理并不改变堇青石的晶相结构;经酸处理后的堇青石其比表面积有不同程度的增加;而经二氧化硅涂敷后的堇青石比表面积可达93.35m2/g。     

干燥方式对SiO2/TiO2减反膜性能的影响

用溶胶-凝胶法在清洁的K9玻璃表面成功制备了均匀透明的纳米SiO2/TiO2复合减反射薄膜。分别采用远红外干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥等不同的干燥方式和不同干燥时间对同一薄膜进行热处理,系统地研究了不同干燥方式、温度、时间对薄膜的粗糙度、表面形貌及透射率的影响。结果表明,薄膜的最佳干燥条件为真空干燥箱160℃,干燥10h。     

Kinetic Study of SiO2/S Coating Deposition by APCVD

To alleviate catalytic coking on the inner surface of radiant tube for ethylene production in petrochemical plants,SiO2/S coatings were deposited on HP40 alloy specimens using dimethyldisulfide （DMDS） and tetraethoxysilane （TEOS） by atmospheric pressure chemical vapor deposition （APCVD）. A two-dimension mathematical model was made to predict the growth rate of SiO2/S coating and to study the effects of deposition parameters on the deposition rate. The results show that the predicted deposition rate is in good agreement with the experimental one. The deposition rate mainly depends on the concentrations of precursors in the total gas flow, concentrations of intermediates on the deposition surface, total gas flow rate and deposition temperature. The weight of SiO2/S coating linearly increases with the deposition time. When the gas flow rate is below 0.3 m/s, the rate-limiting step of SiO2/S coating deposition is the diffusions of intermediates.However, the surface reactions of intermediates will be the rate-limiting step after the gas flow rate is above 0.3 m/s. When the deposition temperature is below 780℃, the rate-limiting step of SiO2/S coating deposition mainly depends on the surface reactions of intermediates. When the deposition temperature is above 780℃,the rate-limiting step depends on the diffusions of intermediates. The deposition rate increases with increasing the concentrations of the intermediates. However, when the partial pressures of the intermediates reach 8 Pa,the deposition rate keeps constant.     

BaFe12O19/SiO2-B2O3微晶玻璃陶瓷的制备和微波性能

采用柠檬酸sol-gel工艺合成了BaFe12O19/SiO2-B2O3微晶玻璃陶瓷，研究了SiO2-B2O3玻璃的含量，Ba/Fe原子比和热处理温度对体系析出晶相的影响，以及介电常数和磁异率在1MHz-6GHz频率范围的变化规律，结果表明，休系中SiO2-B2O3玻璃的含量和Ba/Fe比越高，BaF312O19相的析出越困难，前驱体合适的热处理温度为1000℃，介电常数和磁导率基本上随测试频率的增而加下降；介电损耗的最大值为0．43，磁损耗较小。