氮化硼颗粒增强铝基复合材料研究进展

铝基复合材料作为一种轻质高强度材料具有广泛的应用前景。本文综述了当前氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料的研究进展,通过液相法和固相法的分类详细介绍了搅拌铸造、超声辅助铸造、选择性激光熔化(SLM)、热挤压等制备氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料的方法,总结了所制备复合材料的力学性能和功能特性。最后指出了不同制备方法存在的问题,并且对氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料的未来进行了展望。

高频感应燃烧红外吸收光谱法测定碳化硼增强铝基复合材料中碳

碳化硼增强铝基复合材料是一种新型的核电站乏燃料储存框架材料,准确测定其中的碳含量有利于从源头上指导复合材料的质量控制。通过对样品称样量、助熔剂种类、用量及加入顺序等关键参数考察,确定了最佳工作条件:样品量为0.025~0.050 g,助熔剂组合为0.4 g铁+0.2 g锡+1.5 g钨。采用合金钢、生铁和高碳铬铁标准样品校准碳硫分析仪,建立了高频感应燃烧红外吸收光谱法测定碳化硼增强铝基复合材料中碳含量的分析方法。通过对试样测定的精密度和加标回收率实验验证,证明方法用于碳化硼增强铝基复合材料中碳含量的分析切实可行。方法在含量为0.006%~9%线性良好,实际样品中碳测定结果的精密度(RSD,n=6)为0.50%~1.3%,加标回收率为93.0%~100%。方法满足碳化硼增强铝基复合材料中碳含量的快速准确检测需求。

硼对铝胁迫下杉木生长、生理和光合特性的影响

为了研究硼对铝胁迫下杉木生长、生理和光合特性的影响,揭示硼介导的杉木耐铝调控机制,为进一步利用养分管理手段减轻杉木铝毒害提供参考,以3月龄幼苗为材料,共设置4个处理,对照(CK)、缺硼(-B)、缺硼加铝(-B+Al)和加硼加铝(+B+Al),分析不同处理间杉木生长、叶片光合和抗性生理指标的差异。结果表明:(1)与CK相比,胁迫处理均能显著抑制苗高生长,苗高降幅介于31.83%~55.56%之间,而且铝胁迫下,加硼(+B+Al)能显著缓解缺硼(-B+Al)引起的苗高生长、叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和光合色素含量下降;与-B+Al处理相比,+B+Al处理的苗高、MDA、H_(2)O_(2)、叶绿素和类胡萝卜素含量分别增加48.02%、24.18%、16.39%、17.16%和17.78%。(2)与CK相比,不同胁迫处理显著提高叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,其活性大小均表现为:+B+Al>-B+Al>-B>CK,增幅分别介于17.10%~128.87%、15.19%~152.10%、37.39%~412.11%和44.07%~271.66%之间。(3)杉木叶片净光合速率、水分利用效率、最大荧光、可变荧光、PSⅡ潜在光化学活性、PSⅡ最大光化学效率、光化学淬灭系数和实际最大量子产额在不同胁迫处理下较CK均出现不同程度下降,降幅分别介于51.06%~59.50%、2.43%~16.71%、7.07%~20.45%、7.80%~29.93%、27.16%~54.07%、2.53%~13.53%、4.66%~12.61%和4.25%~13.77%之间,而且-B+Al处理的降幅显著大于+B+Al处理。可见在铝胁迫下,与缺硼相比,外源加硼处理通过提高叶片抗氧化酶活性,降低叶片H_(2)O_(2)和MDA的积累,减轻H_(2)O_(2)诱导的叶片氧化损伤和光合色素的下降,提高叶片光合效率和光能利用率,促进碳同化产物合成,从而缓解铝胁迫引起的对生长的抑制。

表面负载金属纳米粒子的氮化物陶瓷导热填料的制备与表征

采用直接混合加热法制备氮化物陶瓷复合导热填料,这是一种可以批量生产,并且不使用溶剂、对环境友好的制备方法。通过扫描电镜、X射线衍射仪、TCI导热仪研究不同金属纳米粒子(镍、钴和银)在氮化物(氮化铝、氮化硼)上的负载情况以及负载量,并考察了复合陶瓷导热填料对聚乙烯醇基复合导热膜导热性能的影响。结果表明,金属纳米粒子成功负载到氮化物上而不改变氮化物的晶体结构。且负载金属粒子的尺寸随乙酸盐含量的增加而增大。另外,负载金属粒子的陶瓷导热填料能有效提高聚乙烯醇基复合导热膜导热能力,Ag/AlN-0.05导热膜的导热率能达到0.752 W/(m·K)。

硼酸-硫酸、硫酸、酒石酸-硫酸替代铬酸阳极氧化的可行性研究

铝合金因其重量低、良好的强度、刚度和塑性等特点,广泛用于航空制造产业。铝合金基体在使用前会设计一个较为复杂的组合防护方案来提高耐蚀性,通常使用的方案是阳极氧化加漆层防护。随着航空制造业向高端化和绿色化发展,常用的铬酸阳极氧化因六价铬的毒性被替代的声音越发强烈。本文从发明历史,性能,环保影响、使用成本几个维度,综合比较了铬酸、硼酸-硫酸、硫酸、酒石酸-硫酸阳极氧化的工艺,研究显示硼酸-硫酸阳极氧化在耐蚀性、疲劳极限、绿色环保、使用成本均有可替代铬酸阳极氧化的优势。

二元碱度和镁铝比对低硼高铝渣冶金性能的影响

以国内某钢铁企业现场高炉渣为研究对象,系统研究了w(CaO)/w(SiO_(2))(即二元碱度R_(2))和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))(即镁铝比M/A)对低硼高铝渣黏度η、熔化性温度T_(Br)、黏流活化能E_(η)的影响.结果表明:当R_(2)从1.10增至1.30时,η先显著降低,之后趋于平缓,当R_(2)为1.25时,炉渣的高温(1773K)黏度η_(1)最低,为0.227 Pa·s,在此期间,炉渣中的硅铝酸盐网络结构发生解聚,T_(Br)和液相线温度均呈现升高趋势,高熔点基础物相黄长石的衍射峰强度增大,E_(η)先显著升高,再缓慢降低;当M/A从0.40增至0.65时,η先显著降低,之后趋于平缓,当M/A为0.55时,渣系的冶金性能趋于稳定,η_(1)为0.226 Pa·s,在此期间,炉渣中的硅铝酸盐网络结构发生解聚,T_(Br)和液相线温度总体均呈现降低趋势,高熔点基础物相黄长石相的衍射峰强度减小,E_(η)先缓慢降低,再显著升高.综合考虑,当R_(2)为1.25,M/A为0.55时,低硼高铝渣的η_(1),T_(Br)和E_(η)均较低,此时炉渣具有良好的冶金性能.

氮化硼含量对热化学反应法制得陶瓷涂层耐高温氯腐蚀性能的影响

采用热化学反应法以复合磷酸盐为黏接剂,在Q235钢基体上制备了不同氮化硼(BN)含量的氧化铝基陶瓷涂层;运用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了BN含量对热化学反应陶瓷涂层形貌和组织结构、热膨胀系数和耐高温氯腐蚀性能的影响。结果表明:热化学反应涂层与基体反应产生了新相Al0.67Fe0.33PO4,随着陶瓷涂层中BN含量的增加,涂层表面的裂纹和孔隙先减少后增加,30%BN-Al_(2)O_(3)和50%BN-Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的热膨胀系数分别为7.9×10-6和7.7×10^(-6),与基体材料Q235的较为接近;热化学反应涂层显著改善了Q235钢的耐高温氯腐蚀性能,其中50%BN-Al_(2)O_(3)陶瓷涂层的耐高温氯腐蚀性能最好。

离子液体电沉积铝及其合金在NdFeB永磁体表面的应用

[目的]近年来,在材料表面电沉积轻质、耐腐蚀和低成本的铝及铝合金备受关注。离子液体以其高导电性、宽电化学窗口和低毒性,被视为环保电解液的首选。采用离子液体电沉积铝及铝合金能有效提升材料的耐蚀性和力学性能,这为低耐蚀性NdFeB永磁体材料的应用提供了新思路。[方法]综述了以AlCl3为主盐的离子液体在铝及铝合金电沉积工艺、机理及应用的最新进展,重点介绍了该技术在NdFeB永磁体中的研究和应用现状,指出了目前存在的问题。[结果]离子液体电沉积铝及铝合金在NdFeB永磁体表面的应用以Al及Al-Mn合金为主。[结论]尽管将离子液体电沉积铝及铝合金作为NdFeB永磁体表面防护已受到业界的广泛关注,并取得了一定的进展,但成本高、镀液黏度大、沉积难等问题仍亟待解决。

改性氮化硼复合材料涂层制备高阻隔导热内衬纸

目的研究液态金属改性氮化硼对无铝内衬纸水蒸气透过性能和导热性能的影响。方法将氮化硼片通过液态金属改性后与聚乙烯醇复合制备功能涂层,涂敷到基纸表面,研究液态金属改性氮化硼的含量和涂层厚度对内衬纸的水蒸气阻隔性能和导热性的影响。结果液态金属改性解决了氮化硼片团聚和基体/填料界面缺陷问题,能够进一步延长水蒸气扩散路径,降低水蒸气透过率,涂层厚度增加进一步延长扩散路径和降低了水蒸气透过率。此外,液态金属改性提升了热导率并降低了弹性模量。结论文中使用功能涂层改善了传统无铝内衬纸的阻隔性和导热性,并降低了模量,有望给兼具柔性、阻隔性和凉感的纸张的制备提供借鉴。

铝合金电泳-电沉积Ni-cBN-PTFE复合镀层及其性能

[目的]通过表面强化处理提高铝合金的耐蚀性、硬度、耐磨性等性能有利于拓宽其应用范围。[方法]先通过磁场辅助电泳沉积在铝合金表面得到由cBN(立方氮化硼,平均粒径50 nm)和PTFE(聚四氟乙烯,平均粒径200 nm)纳米颗粒组成的电泳层,再通过电镀将纳米颗粒包裹在Ni镀层中,得到Ni-cBN-PTFE复合镀层。研究了MgCl_(2)·6H_(2)O质量浓度、纳米颗粒添加量、电压、温度和时间对电泳沉积量的影响。分析了Ni-cBN-PTFE复合镀层的结合力、微观形貌、元素组成、显微硬度、水接触角、耐磨性和耐蚀性。[结果]为制备纳米颗粒均匀分布且厚度适宜的电泳层,较优的电泳工艺条件为:MgCl_(2)·6H_(2)O 0.6 g/L,电压60 V,cBN 3.5 g/L,PTFE 3.5 g/L,磁感应强度2.5 mT,温度25℃,时间4 min。在较优条件下所得Ni-cBN-PTFE复合镀层的厚度约为18μm,表面元素分布均匀,cBN颗粒与PTFE颗粒的含量较高,显微硬度为426 HV,结合力、疏水性、耐磨性及耐蚀性良好。[结论]采用电泳−电沉积技术可在铝合金表面制得cBN和PTFE含量较高的Ni-cBN-PTFE复合镀层,显著提高铝合金的综合性能。

硼元素对1070铝合金力学性能及导电率的影响

文章以1070铝合金为研究对象,采用化学成分检测、光学显微组织、常温力学拉伸和导电率等测试方法,研究不同硼元素含量对1070铝合金导电率和力学性能的综合影响。结果表明,硼元素添加量为0.1 wt.%时,屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别提升25.3%、19.3%和8.9%,导电率由60.6%IACS提升至62.9%IACS,1070铝合金的导电性能和力学性能最佳。

DNTF基含硼和含铝炸药的水下能量

理论计算了DNTF基含硼和含铝炸药的爆炸性能参数,通过水下能量及爆热测试研究了它们的能量特性。结果表明,含硼质量分数15%的DNTF基炸药水下能量可达到2.1倍TNT当量,并出现最大值。含铝质量分数10%-50%的DNTF基炸药的水下能量随铝含量的增加呈上升趋势,其最大值可达到2.67倍TNT当量。当铅或硼的质量分数低于18%时,含硼DNTF炸药的能量高于含铝炸药。硼铝联用,也可获得较好的能量特性。

硼对工业纯Al导电性的影响

研究了硼对工业纯Al导电性的影响研究结果表明使用Al－3．35％B中间合金，处理含过渡元素（Ti，V，Cr，Mn）为0．01－0．023％（质量分数，下同）的工业纳Al，电阻率都有一定程度的降低，过渡元素含量愈多，效果愈明显加入硼后，反应生成块状Ti，V；Fe的硼化物和团絮状Ti，V，Fe，Zr的硼化物加硼后使Ti，V，Zr脱离固溶状态，形成硼化物析出，是增加Al导电性的主要原因，对生成的硼化物进行分析，未发现化合物中有Cr。

电感耦合等离子体质谱法测定钕铁硼中铝、钴、铜、镓、锆、铽、钛、铌

建立了电感耦和等离子体质谱法测定钕铁硼中微量元素的方法。通过实验选择了测定质量数,测定Nb、Zr时,选择了氢氟酸加入量,并进行了测定酸度和基体效应实验。考察了以Rh、In、Cs和Tl为内标元素对仪器信号漂移和基体效应的校正,根据实验结果选择Cs为最佳校正内标。各元素测定下限为0.095-0.56 ng/mL,回收率为（n=20）为96%-108%。用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）进行样品对照分析,结果一致。实际样品测定的RSD在2.7%-7.3%之间。

不同形态硼对油菜幼苗铝毒的缓解效应及其FTIR特征分析

采用水培法,以油菜品种Cao 221167为试验材料,设置无机态硼酸(BA)和有机态山梨醇硼(SB)及不同Al^(3+)(0、100、200和500μmol L^(–1))处理,研究不同形态硼(B)对油菜幼苗铝(Al)毒的缓解作用及不同形态B之间的缓解效应差异,以及利用FTIR(傅里叶红外光谱)技术分析叶片各物质含量的变化。结果表明,Al毒胁迫下,不同形态B(BA和SB)处理,显著提高植株生物量和根系长度(0、100、200和500μmol L^(–1) Al毒胁迫下BA处理根长分别增加了52.15%、101.45%、366.70%和18.73%;SB处理分别增加了46.80%、133.98%、261.36%和10.77%),提高色素含量和SOD活性,而降低了Al含量、MDA含量和POD活性。不同形态B处理下,油菜幼苗在200μmol L^(–1) Al^(3+)处理下长势、生物量及色素含量最高。在500μmol L^(–1) Al^(3+)处理下,油菜幼苗株高、根长、总干鲜重及色素含量显著低于无Al处理;FTIR分析表明,Al毒胁迫下油菜叶片中蛋白质和低聚糖等含量明显上升,加硼明显降低了蛋白质和低聚糖的含量,且BA处理降低幅度明显高于SB处理。说明不同形态B(BA和SB)的添加均明显缓解Al毒,且BA对Al毒缓解效果优于SB,这为农业生产中施用何种硼肥来缓解Al毒起到一定的指导作用。

膨胀型阻燃剂阻燃环氧树脂的阻燃性能及其影响因素

研究了季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐微胶囊化的多聚磷酸铵(KDIFR)、三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊化的多聚磷酸铵(MAPP)和多聚磷酸铵(APP)3种膨胀型阻燃剂及引入硼、铝元素对膨胀型阻燃剂阻燃环氧树脂(EP)阻燃性能的影响,采用极限氧指数法和水平燃烧法测试了材料的燃烧性能。结果表明,3种阻燃剂中APP的阻燃效果最好,当APP/EP为0.3(质量比,下同)时,复合材料的极限氧指数为32.2%,达到难燃级水平;在EP/APP中引入铝元素或硼元素可使阻燃效果提高,硼、铝共存时阻燃效果更加突出,加入APP总量0.8%的硼酸铝可使EP/APP的自熄时间由48 s降为24 s;热分析结果表明,APP热分解吸热恰与EP的热降解产物燃烧放热相匹配,这是使EP/APP的阻燃性能提高的主要原因;在EP/APP中引入硼和铝元素可明显促进EP/APP成炭,起到协同阻燃作用。

硼、硫和铝对磷在IN718合金中作用的影响

分析了硼、硫和铝对磷在ＩＮ７１８合金中作用的影响．结果表明，磷改善晶界δ相， 显著提高 持久性能．磷提高持久寿命的相对幅度不受铝含量的明显影响，但随着硼含量的增加而加强、硫含量的增 加而减弱．硼、硫和铝对磷的作用的影响取决于其各自的晶界行为．

铝、硼对豌豆原位根边缘细胞粘胶层厚度的影响

在缺硼和施硼红砂土上种植并收获豌豆种子后,采用雾培法培养豌豆根及根边缘细胞,并于5 h、16 h、24 h4、4 h在雾培液中加入500μmol/L AlCl3(pH 4.5),培养至48 h后,测量豌豆根边缘细胞粘胶层相对面积,探讨硼和铝对豌豆原位根边缘细胞粘胶层变化的影响。结果显示:正常条件下豌豆原位根边缘细胞粘胶层相对面积随时间延长无变化;与pH 6.5的对照相比,酸性条件下(pH 4.5)豌豆根边缘细胞粘胶层相对面积显著变小,且随处理时间延长减小幅度越来越大。与相同pH溶液(pH 4.5)相比,加铝处理边缘细胞粘胶层相对面积显著大于不加铝处理;而与pH 6.5的对照相比,加铝处理后粘胶层相对面积却显著减小。硼对边缘细胞粘胶层无明显影响。结果表明:酸性条件引起原位边缘细胞粘胶层变薄,在酸性条件下加铝处理又引起粘胶层增厚;而硼对边缘细胞粘胶层无明显影响。

聚硅酸硫酸铝硼絮凝剂的研制及效果试验

采用硅酸钠、硫酸铝和硼酸制备了一种新型絮凝剂———聚硅酸硫酸铝硼(PSBA),探讨了SiO2/B、SiO2/(B及Al)的摩尔比等因素对PSBA絮凝性能的影响,确定了最佳制备工艺条件.研究表明:PSBA的pH适应范围较宽,且具有良好的稳定性.混凝处理靛蓝印染废水试验表明:PSBA的絮凝性能优于PASS、PAC、AS,且具有良好的去除CODCr和脱色能力,生成矾花快,絮体大,沉降性能好,具有低剂量高效能的特点,是一种优异的无机高分子絮凝剂.

硼化处理对导电铝Ti、V含量以及性能影响的研究

在电解原铝液中加入硼,研究了硼化处理对电导率和力学性能的影响。结果表明,通过适当的硼化处理,可以使铝中的Ti、V含量大幅度降低,Ti、V元素的含量降低到0.002%以下。硼化处理后电工铝的电阻率降到27.7nΩ.m,伸长率提高,抗拉强度略有降低。硼与Ti、V等元素反应生成硼化物并由铝液中分离,降低了Ti、V等元素的固溶量,从而影响铝的导电性能和力学性能。