静电纺丝制备纳米纤维及其工业化研究进展

针对静电纺丝技术从实验室走向工业化还存在产率低的问题,重点分析了为提高生产效率而采用的多针头纺丝和无针头纺丝等批量化生产方法,简述了静电纺丝的基本原理和实施方法,介绍了静电纺丝制备聚合物纤维、无机物纤维、同轴及中空纤维的情况和特点。随着对静电纺丝方法、设备、工艺和材料研究的深入,通过对高压静电场分布的控制采用多喷头组合方式和无针滚筒方式将成为产业化制备纳米纤维的有效手段。通过控制高压电场分布利用提高效率后的单孔纺丝方法制备出了长、宽、厚分别为1000mm、350mm、1.28mm的芳纶1313纳米纤维布。最后对静电纺丝工业化规模制备纳米纤维材料进行了展望。

先驱体法制备连续SiC纤维的特性及其应用

连续SiC纤维是制备耐高温陶瓷基复合材料的基础和关键,目前应用最多的SiC纤维主要是通过先驱体转化法制得。它具有耐高温、抗氧化、高比强度和高比模量等特性,广泛的应用于航空、航天及军事等领域。由于连续SiC纤维的战略重要地位,国内外都呈现出研究和开发连续SiC纤维的热潮,新品种纤维不断出现,纤维性能不断提升,尤其是纤维耐高温性能和抗氧化性能得到了深入的研究和大幅度的提高,耐1900℃的烧结含铝碳化硅纤维抗拉强度达到2.5GPa,有着广阔的前景。

SiC/C层状复合材料的烧结工艺及其对性能的影响

通过对SiC/C层状复合材料烧结工艺的系统研究,得出该材料在烧结助剂质量分数为2%Al2O3、6%Y2O3,烧结温度1900℃,保温1h,加压30MPa的烧结工艺较为合理。复合材料较块体SiC断裂韧度提高了74.5%,其断裂方式呈现出“假塑性”,层状复合陶瓷的增韧机制主要是由于弱夹层的存在引起裂纹偏转、分支、止住而吸收能量。

含钇聚碳硅烷制备碳化硅纤维(英文)

将钇元素作为烧结助剂引入到聚碳硅烷(PCS)中制备含钇PCS。由含钇PCS制成SiC(OY)和SiC(Y)2种碳化硅纤维。对SiC(OY)纤维转变成SiC(Y)纤维的结构与相关特性的变化进行研究。SiC(OY)纤维的化学组成为SiC1.23O0.05Y0.005,纤维是无定型结构;SiC(Y)纤维含有大量的直径为50nm的β-SiC晶粒和少量的α-SiC晶粒,钇元素存在于SiC晶粒之间。SiC(OY)的拉伸强度为2.25GPa,断裂韧性为2.37MPa.m1/2;SiC(Y)的拉伸强度为1.61GPa,断裂韧性为1.91MPa.m1/2;SiC(Y)纤维比SiC(OY)纤维具有更好的热稳定性。

静电纺丝制备连续SiC亚微米/纳米纤维

高性能SiC纤维在耐高温、抗氧化领域有着重要的应用前景,而纤维直径是影响纤维力学性能的主要因素之一。随着纤维直径降低,纤维强度显著升高。利用静电纺丝工艺,结合先驱体热解转化法制备SiC,探索了一种简单、易行的制备亚微米/纳米SiC纤维的方法。由聚碳硅烷(PCS)出发,研究了PCS溶液静电纺丝的工艺参数对纺丝性的影响,PCS原纤维经不熔化、N2中1200℃热处理1h,成功的制备了纤维直径在0.5原2μm之间分布均匀的SiC纤维。

控制含钇碳化硅纤维直径及纤维性能

通过乙酰丙酮钇与聚碳硅烷反应,得到分子量适中(M_w=2816)、GPC曲线呈双峰分布、具有优异可纺性的新型先驱体含钇聚碳硅烷,在控制纺丝温度和压力后,得到表面光滑、无裂纹、直径为5.3μm的原纤维。讨论了原纤维直径对纤维制备工艺及性能的影响。降低纤维直径,有利于减少纤维缺陷,提高纤维强度和柔顺性。当纤维直径为6.20μm时,抗张强度为3.52 GPa,且随直径减小,抗张强度呈线性增长趋势,为制备新型含异质元素耐超高温SiC纤维奠定了基础。

先驱体法制备连续碳化硅纤维工业化生产的现状与展望

为了满足高性能复合材料的需求,国产连续碳化硅纤维工业化势在必行。综述了国内外先驱体法工业化制备连续碳化硅纤维的现状与产品特性,其中,国产超耐高温连续含铝碳化硅纤维关键技术已经突破,其稳定使用温度为1 600-1 800℃;氧质量分数为5%-6%的低氧含量纤维也通过两步烧成工艺制得了性能稳定的连续碳化硅纤维,其强度为2.2-2.7 GPa;并指出了连续碳化硅纤维的发展趋势。

低介电常数纳米多孔氧化硅薄膜的研究进展

纳米二氧化硅(NPS)薄膜是新型微波大功率器件和超大规模集成电路(ULSI)互连系统的最佳候选绝缘介质之一,有着广泛的应用前景。介绍了NPS薄膜的制备工艺,综述了NPS薄膜的国内外研究进展及其检测方法,并探讨了NPS薄膜材料的弱点以及今后应进一步研究的若干问题。

具有优异纺丝性的陶瓷先驱体含铝聚碳硅烷的合成及表征

选择适当分子量的低分子量聚碳硅烷与Al（AcAc）3在自制常压高温合成装置中合成了含铝碳化硅纤维的先驱体——聚铝碳硅烷（polyaluminocarbosilane,PACS）.并对PACS进行了软化点测试、傅立叶红外光谱（FT-IR）分析、凝胶渗透色谱（GPC）测试、元素分析以及可纺性研究.由中等分子量聚碳硅烷为原料合成出的软化点为194.8～220.1,Si-H键含量为0.857,数均分子量为2353,分子量分布呈“双峰”分布的PACS,经熔融纺丝得到了直径为5μm、表面光滑、直径均匀的原丝,表现出了优异的纺丝性能.

125MN双动铝挤压机液压控制系统的研制及其技术特点

结合在大型铝挤压机液压控制系统设计及使用方面的经验,介绍了125MN双动铝挤压机液系统的研制及其技术特点。

165MN自由锻造油压机的液压控制系统

自主研制了超大型自由锻造设备———165 MN油泵直接传动自由锻造油压机。给出了该压机的主机结构型式及主要技术参数,比较了液压机的液压控制类型,并就其液压控制型式、油泵直接传动系统的技术难点、控制系统中动力系统、主控系统、低压充液系统、外控系统和循环系统等作了深入的分析和研究。

遗传学实验教材存在的问题及改革实践

基于目前遗传学实验教材一般存在背景知识介绍过于简单且陈旧、操作指导介绍过于笼统等不足,杨大祥在《遗传学实验》编写和修订时作了一些创新:注重实验背景知识、研究思路的介绍及实验结果的解释;注重学生科研基本功的训练;通过课后练习引申实验内容,让学生关注相关技术在实践中的应用等等,以此激发学生探索、发现的兴趣。

165MN油泵直接传动自由锻造油压机回程力分析及计算

分析了165MN自由锻造油压机回程力的影响因素,给出了压机回程力的设计依据。

纳米多孔SiO_2薄膜的制备与红外光谱研究

以正硅酸乙酯为原料, 采用溶胶-凝胶法, 结合旋转涂胶、超临界干燥工艺在硅片上制备了纳米多孔SiO2薄膜. XRD表明薄膜为无定形态; SEM显示薄膜具有多孔网络结构, 其SiO2粒子直径为10～20 nm. 利用FTIR研究了薄膜的结构, 纳米多孔SiO2薄膜含有Si-O-Si与Si-OR结构, 呈疏水性; 该SiO2薄膜热处理后因含有Si-OH基团而呈吸水性; 用三甲基氯硅烷对热处理SiO2薄膜进行修饰可使其呈疏水性, 修饰后的薄膜在N2中温度不高于450 ℃可保持其疏水性与多孔结构.

纳米多孔二氧化硅薄膜的制备与表征

以正硅酸乙酯为原料,采用酸/碱两步溶胶-凝胶法、结合匀胶和超临界干燥等工艺在硅片上成功制备了纳米多孔二氧化硅薄膜.适合匀胶的二氧化硅溶胶的粘度范围为9～15mPa·s;多孔二氧化硅薄膜表面均匀平整,其厚度为400～1000nm;折射率为1.09～1.24;介电常数为1.5～2.5.该多孔二氧化硅薄膜具有三维网络结构,二氧化硅微粒直径为10～20nm.

碳纳米纤维的制备及其复合材料在军工领域的应用

碳纳米纤维作为一种新型的碳材料,具有优异的物理、力学性能和化学稳定性。详细介绍了碳纳米纤维的主要制备方法,包括基体法、喷淋法、气相流动催化法及静电纺丝法等,并比较了各种制备方法的优缺点,阐述了碳纳米纤维复合材料在军工领域的应用,展望了碳纳米纤维及其复合材料的制备工艺及应用领域。

低温下溶胶-凝胶法制备氧化硅气凝胶

从逆向思维出发,研究了常温和低温下溶胶-凝胶反应的影响因素并进行对比,发现低温下溶胶-凝胶反应仍然进行,溶胶粘度突变区时间明显延长,得到稳定的、可较长时间保存的、便于成膜的溶胶.该溶胶经成型、老化、超临界流体干燥便得到无开裂、透明、高孔隙率的氧化硅气凝胶.

聚碳硅烷纤维在环己烯气氛中的不熔化处理

将聚碳硅烷(PCS)纤维在环己烯气氛中进行化学气相交联不熔化处理,其氧含量比空气不熔化处理大大降低,组成和结构也发生了变化,气体副产物中存在环己烷和小分子硅烷．在环己烯气氛中,随着温度的升高,PCS分子的Si—H键的反应程度逐渐提高,纤维的凝胶含量逐渐增大．环己烯受热引发PCS分子中的Si—H和Si—CH3键断裂生成Si自由基和Si—CH2自由基,促进PCS分子间形成Si—CH2—Si交联结构;同时,环已烷作为侧基引入到PCS分子结构中,使纤维的碳含量随之增高．随着反应温度的升高,部分环己烷侧基和少量小分子硅烷会从PCS分子主链脱出．