硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1565MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。

氮化硅粉改性及其陶瓷高温摩擦磨损性能研究

以商用氮化硅粉体为研究对象,重点考察了粉体种类、粒度、杂质离子含量、相组成对所制材料性能的作用规律。该研究探讨了不同粉体对氮化硅陶瓷密度、抗弯强度、导热系数、摩擦磨损性能和微观形貌的影响。结果表明:采用甲醇改性液处理20 min得到的氮化硅粉体,制备得到了热力学性能最佳的氮化硅陶瓷:密度为3.16 g·cm^(-3)、抗弯强度为(727±20) MPa、热导率为71.6 W·m^(-1)·K^(-1)、Si_(3)N_(4)陶瓷与C/SiC陶瓷在1200℃下摩擦系数低于0.7,高温下氮化硅陶瓷仍表现出优异的耐摩擦磨损性能。

晶硅太阳能电池制备过程中硅渣和金刚石线切割硅废料的回收利用研究进展

随着晶硅太阳能电池的快速发展,晶体硅片的需求大幅增加。晶体硅片在生产制备过程中,大量的硅以硅渣和金刚石线切割硅废料的形式流失。硅渣和金刚石线切割硅废料中硅的回收再循环利用对降低晶硅太阳能电池的成产成本、有效解决晶体硅片短缺以及环境污染等问题具有重要意义。本文通过对从硅渣和金刚石线切割硅废料中回收制备高纯硅的现有工艺和研究进展进行综述,对不同回收工艺的优势、缺陷以及改进措施进行分析,有助于研究人员选择合理的高纯硅回收策略,为晶硅太阳能电池产业的低成本、绿色可持续发展提供参考。

微硅粉制备充填胶凝材料研究现状

微硅粉是硅钢工业产生的废弃物之一,主要成分为二氧化硅,有较高的潜在胶凝活性。本文对微硅粉的理化性质、微硅粉改性、胶凝活性激发、工程应用等进行了综述。微硅粉作为添加剂广泛应用于混凝土工程中,其产生的C-S-H凝胶能显著改善混凝土的各项性能。使用微硅粉制备对重金属离子具有较强吸附能力的新型充填胶凝材料是微硅粉资源化利用的一条新途径。

硅泥在锂离子电池中的应用研究进展

光伏切割硅废料——硅泥,因其低成本、二维片状结构和高比容量(4200 mAh·g^(-1))的优势成为300 Wh·kg^(-1)以上高能量密度储能电池核心硅碳负极材料的理想原料之一。然而,硅泥存在成分复杂、粒径较大、导电性差、稳定性低和电化学性能差的问题,需要进行系统改性处理。本文综述了硅泥在锂离子电池中的应用研究进展。首先,分析了硅泥中金属杂质和非金属杂质对电池性能的重要影响。其中金属杂质可通过磁选和酸洗去除,非金属杂质可通过液-液萃取和热处理去除。其次,详细阐述了纯化后硅泥的原始性能和改性方法。通过硅泥纳米化可以抑制其膨胀,其中包括研磨、刻蚀、电热冲击和合金-脱合金等方式;通过直接元素掺杂硅和掺杂硅表面碳层来提高导电性;通过构建惰性层、导电层和一定作用的官能团等表面改性提高稳定性;还可以通过硅碳复合获得稳固的机械支撑和保护。最后,提出了基于硅泥为原料的硅基负极面临的挑战和研发方向,展望了未来发展前景,旨在为硅泥变废为宝提供参考,推动高能量密度锂离子电池快速发展。

矿物掺合料抗冲耐磨混凝土性能比对试验研究

为了研究矿物掺合料对混凝土性能的影响,对掺硅粉混凝土、掺HF外加剂混凝土、复掺硅粉和HF外加剂混凝土的拌合物性能、抗压强度、抗冲耐磨性能以及收缩性能进行比对试验,分析了几种不同组合下抗冲耐磨混凝土性能的差异。结果表明:混凝土中掺入硅粉或HF外加剂都能够提高混凝土的力学性能及抗冲磨性能,增长幅度随着硅粉和HF外加剂掺量的增加而增加;硅粉混凝土的早期收缩变形大,HF外加剂对混凝土的干缩变形性能没有明显影响;复掺HF外加剂和硅粉可以显著提高混凝土的力学性能及抗冲磨性能,发挥了硅粉和HF外加剂各自的优势,HF外加剂的加入可以改善硅粉对混凝土拌合物和易性的影响,但并未全面遏制硅粉混凝土收缩变形大的劣势,后期还应考虑通过其他手段来减小混凝土的收缩变形,提高混凝土的抗裂性能,以期获得更好的应用效果。研究成果可为硅粉混凝土、HF混凝土、复掺硅粉及HF外加剂在水利水电工程的抗冲耐磨混凝土中的应用提供参考。

镁含量对光伏废硅粉基硅化镁陶瓷的结构及其热电性能影响

硅化镁由于其组成元素丰度高以及优异的热电性能而被认为是最有前景的中温区热电材料之一.本项工作报道了直接利用光伏废硅粉作为硅源,采用高能球磨和放电等离子体烧结法制备了不同镁含量(镁硅摩尔比为1.9∶1、2∶1和2.1∶1)的硅化镁热电材料,并对材料进行了物相、结构和热电性能分析.研究结果表明:在300~780 K内,不同镁含量的硅化镁陶瓷材料电导率呈现先降低再升高的变化趋势,而Seebeck系数的变化较为平稳,镁硅摩尔比为2∶1的硅化镁陶瓷具有最高的功率因数,其值在800 K下可以达到82μW m^-(1)K^-(2).此外,不同Mg含量对硅化镁陶瓷的热导率的影响十分显著,随着Mg含量的增加,材料的热导率显著降低,在800 K下降低至1.01 W m^-(1)K^-(1).当镁硅摩尔比为2.1∶1时,硅化镁陶瓷在800 K下呈现出最高的ZT值~0.063.本工作表明过量的Mg有助于改善硅化镁的热电性能,同时以光伏废硅粉为原料制备硅化镁热电陶瓷是可行的,同时能够达到二次利用光伏废硅粉产生高附加价值的目的,对环境保护和资源再利用有一定重要意义.

印度高硅铁矿粉烧结性能试验研究

对印度高硅铁矿粉进行了理化性能的检测分析,根据鞍钢实际原料条件开展了印度高硅铁矿粉与鞍钢自产铁精矿的烧结杯配矿试验研究。实验结果表明,印度高硅铁矿粉矿配比对烧结矿转鼓强度和利用系数的影响较大,随着印度高硅铁矿粉矿配比的增加,烧结矿的成品率降低、燃耗增加,烧结矿[10,40)mm粒级占比降低、(0,5)mm粒级占比升高,烧结矿的低温还原粉化指标变差。综合考虑烧结生产各技术指标,印度高硅铁矿粉的的最佳配比为10%~20%。从提高低温还原粉化指标角度,印度高硅铁矿粉的的最佳配比10%左右为宜。

提升水性涂料耐盐雾性能方法浅析

论证了不同材料对水性涂料耐盐雾性能有着很大影响,如丙烯酸乳胶、聚氨酯乳液、有机硅树脂、云母粉及耐盐雾助剂的使用,均可以提高产品耐盐雾性。主要研究水性涂膜在盐雾箱中1080 h的表现,确认不同材料对耐盐雾性能的提升有如何影响,在此基础来改善汽车钢板或者电泳板材料耐腐蚀性能,并在常温固化的情况下满足产品其他所需性能。

不同引发体系合成有机硅-聚苯乙烯核壳结构微球的研究

以羟基硅油、苯乙烯为主要原料,采用半连续乳液聚合方法制得具有核壳结构的有机硅-聚苯乙烯聚合物乳液,将其进行喷雾干燥制得聚合物粉末,考察了3种不同引发体系对聚合物乳液稳定性和单体转化率的影响,并对其进行了红外光谱、透射电子显微镜分析。结果表明,3种引发体系均成功合成了有机硅-聚苯乙烯共聚物,且制得的聚合物乳液有较明显的核壳结构和较好的稳定性;采用过硫酸铵、亚硫酸氢钠和过氧化二苯甲酰组成的复合引发体系(APS+NaHSO3+BPO)制备的聚合物乳液单体转化率最高,可达93.24%。对由APS+NaHSO3+BPO复合引发体系制备的聚合物粉末进行了扫描电镜和热失重表征,结果显示,在-50~180℃内有机硅-聚苯乙烯粉末没有明显的失重峰,在500~580℃区间内,粉末热失重达61.91%,表明该聚合物具有良好的耐高低温性能,可在较宽温度范围内使用并仍旧保持良好的性能。

多晶硅硬密封球阀的最新设计特点

随着多晶硅生产工艺改进实现提纯度高的分析与管线使用验证,总结多晶硅硬密封球阀的性能特点。与常规硬密封球阀相比,多晶硅硬密封球阀应具有防尘、高硬度、防腐的特点。密封面应采用结合强度高、敷熔后密封层硬度高且耐磨的材料。密封面应具有自清洁与自研磨性能,球体需有引流性能,可减轻阀门启闭力扭矩,并且可以预防阀腔硅粉堆积导致阀门卡死,阀体与阀座都需要设计有效的防尘功能来确保阀座运动有效性等。

硅肥和磷矿粉复配对垃圾填埋场重金属污染土壤的修复

以四川省盐亭县云溪镇垃圾填埋场的紫色土为研究对象,将不同质量分数的硅肥(Si1:0.5%,Si2:1.0%)和磷矿粉(P1:0.2%,P2:0.4%,P3:1.0%)复配添加到土壤中培养90 d,研究钝化培养前后重金属Cd、Cu、Pb、Zn有效态含量的变化,并利用风险评价系数(risk assessment code,RAC)评价土壤修复效果。结果显示,高硅处理(Si2:1.0%)相比于低硅处理(Si1:0.5%)能显著降低重金属有效性,其中,Si2P3处理对Cd、Cu、Pb、Zn的钝化率最高,分别为30.79%、27.27%、27.13%、36.88%;Si2P1和Si2P2处理之间没有显著差异,而Si2P1处理可以显著降低重金属浸出毒性量和RAC。研究表明,复配钝化剂主要通过提高土壤pH和EC值,增强O-Si-O、Si-O-Si、H_(2)PO_(4)^(-)、PO4^(3-)等官能团的络合沉淀作用促使重金属由高活性的弱酸提取态、可还原态向低活性的可氧化态、残渣态转化。综合来看,Si2P1处理钝化剂施用量更低,更适合用于垃圾填埋场重金属污染土壤的修复。

Si69改性硅微粉及其在三元乙丙胶料中的应用

采用双-[у-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物Si69对硅微粉进行表面改性处理,并将改性后的硅微粉填充到三元乙丙(EPDM)橡胶中,探讨了改性硅微粉对EPDM复合胶料性能的影响。对比改性前后硅微粉的界面接触角﹑吸油值和活化率及硅微粉/EPDM复合胶料的性能。结果表明,偶联剂Si69改变了硅微粉的表面结构,提高了硅微粉在EPDM胶料中的相容性和分散性,当Si69的质量分数为2.5%时,改性硅微粉/EPDM胶料的综合性能最佳。

低硅铁尾矿制备轻质泡沫混凝土试验研究

为解决低硅铁尾矿堆存量大、利用困难等问题,以杨家湾尾矿库内低硅铁尾矿为矿物掺和料,水泥为胶凝材料,Al粉为发泡剂,制备轻质泡沫混凝土,并考察了水泥掺量、水料比、发泡剂Al粉掺量、激发剂CaO掺量等因素对泡沫混凝土性能的影响。结果表明:在铁尾矿掺量55%、Al粉掺量0.14%、CaO掺量5%、聚丙烯纤维掺量0.3%、稳泡剂掺量0.25%、水料比0.55的条件下,经20±1℃恒温恒湿养护28d,可制备出抗压强度1.84MPa、干密度768.61kg/m^(3)、比强度2.394×10^(-3)Nm/kg的轻质泡沫混凝土,综合性能良好,符合JG/T266—2011《泡沫混凝土》之A08干密度等级、C1强度等级要求。机理分析表明:孔隙率的过度提高会破坏制品内部的孔隙结构,对制品强度造成负面影响;铁尾矿的添加有助于混匀料浆,促进Ca(OH)2的生成,为料浆进一步创造碱性环境,促进钙矾石、C—S—H凝胶等水化产物的生成,其与铁尾矿的交织分布会支撑起孔隙结构,改善力学结构,使泡沫混凝土即使在较低密度下仍表现出较好的力学性能。

基于炭/炭复合材料加工余料制备碳化硅粉末的组织及性能

以炭/炭复合材料加工余料为碳源,与硅粉充分混合,通过高温合成法制备单晶生长用碳化硅粉末,并对其显微组织和表面性能进行研究。结果表明:制备出的碳化硅粉末晶型为β-SiC,部分继承了炭/炭复合材料加工余料的管槽状、脊状结构。在拉曼光谱中,该粉末的折叠横光与折叠纵光的半峰全宽之比为0.709,其相对纯度高于以石墨粉为碳源同工艺制备的碳化硅粉末。该碳化硅粉末具有多孔特征,比表面积为25.7426 m^(2)/g,可用于物理气相传输单晶生长工艺,且已初步验证其可行性。

添加改性纳米碳和碳化硅颗粒对芒硝相变材料吸光、透光性能的影响

【目的】研究改性纳米碳颗粒和碳化硅颗粒对芒硝相变复合材料吸光性能和透光性能的影响。【方法】改性纳米碳粉和改性纳米碳化硅粉与芒硝相变材料结合,制备纳米颗粒芒硝复合相变材料,讨论不同波长对复合相变材料吸光、透光性和分散稳定性的影响;分散稳定性利用鞘流法图像仪对纳米颗粒进行分析,稳定性通过在50℃和室温下进行7 d静置后观察确定;采用积分反射仪分析相变材料吸光、透光性。【结果】鞘流法图像分析发现,改性纳米碳粉和改性纳米碳化硅粉形貌结构基本无变化且没有团聚现象,静置观察发现没有出现纳米颗粒分层和团聚现象;添加质量分数分别为0.1%、 0.5%、 1.0%的改性碳粉后,相变材料对紫外光的平均吸光度提高20%-35%,可见光的平均透过率下降26%-35%,红外光(波长为800-1 500 nm)的透光率下降10%-42%;分别添加相同质量分数的改性碳化硅后,相变材料对紫外光的平均吸光度提高22%-26.6%,可见光的平均透过率下降20%-29%,红外光(波长为1 500-2 700 nm)的透光率提高8%-29%。【结论】改性纳米颗粒在芒硝基相变材料中具有良好的分散性和稳定性;通过在传统芒硝基相变材料基础上添加不同含量的改性纳米颗粒,获得的纳米颗粒芒硝基相变材料对不同波长光的吸光率和透光率的基础性数据,为高性能纳米颗粒芒硝相变材料快速光热响应的研究打下基础。

硅粉过滤器设计和制造要点分析

硅粉过滤器作为多晶硅生产的关键设备之一,能够有效拦截生产过程中的细硅粉,净化原料气和循环的工艺气体。本文全面地介绍了硅粉过滤器的工作原理和结构特点,并对过滤材料选择、密封件设计和关键结构及部件的设计要点进行了详细阐述,同时,要求严格控制硅粉过滤设备制造环节,为同类产品的设计和制造提供参考。

电感耦合等离子发射光谱检测外排硅粉中硅含量

多晶硅冷氢化工艺中会排出未完全反应的硅粉即为外排硅粉,外排硅粉中含有部分未完全反应的硅,需要对其含量进行准确检测以方便下游生产厂家的回收利用。采用氢氟酸、硝酸对外排硅粉进行消解,使用ICP-OES检测消解液中硅含量。对不同批次外排硅粉试样中硅含量进行检测,检测结果显示RSD<0.5%,加标回收率95.1%~104.3%。相对于传统氟硅酸钾容量法,ICP-OES较为简便易于操作,为外排硅粉中有效硅含量检测提供参考。

微硅粉改性耐热低烟无卤阻燃电缆复合材料的制备及性能研究

为保证电缆的环保使用和安全性能,研究对氢氧化镁进行湿法改性以增强电缆料的韧性,再采用微硅粉对低烟无卤阻燃电缆料进行改性,提高其加工性能和绝缘性。结果得出,当微硅粉含量为3%时,阻燃剂为53%或55%的电缆料熔融指数分别为1.2 G/10 min和1.15 G/10 min。树脂+KH550-MH+微硅粉(47%/45%/8%)和树脂+KH550-MH+微硅粉(45%/47%/8%)的吸水率分别为0.54%和0.19%。因此证明了微硅粉的改性对热塑型的耐热低烟无卤阻燃电缆料具有良好的性能效果,并提高了目前热塑型电缆料的产品技术,促进了电缆料行业的发展。

一种有机硅导热灌封胶的制备与研究

以端乙烯基硅油、侧氢硅油、端氢硅油、硅微粉等原料制备了一种双组分有机硅导热灌封胶。研究了不同硅烷偶联剂、不同粉体添加量、不同粉体粒径配比、不同硅氢比等对于导热灌封胶的影响。结果表明十六烷基三甲氧基作为粉体处理剂时,导热灌封胶性能要明显优于其他两种。硅微粉添加量为70%时,导热灌封胶的黏度与流平性良好,导热系数也可达到0.92 W/m·K。采用3μm和20μm的硅微粉按照质量比1∶4进行复配时的性能最佳:黏度低,流平性好,抗沉降性也非常优异,室温放置30 d底部无结块现象。导热灌封胶的针入度会随着硅氢比的增加而提升,当硅氢比为0.55时,综合性能良好。