Enhanced Thermal Conductivity and Bending Strength of Graphite Flakes/aluminum Composites Via Graphite Surface Modification

The effect of graphite surface modification on the thermal conductivity(TC) and bending strength of graphite flakes/Al composites(Gf/Al) prepared by gas pressure infiltration were investigated. Al3 Ni and Al4C3 phase may form at the interface in Ni-coated Gf/Al and uncoated Gf/Al composites, respectively, while the Al-Cu compound cannot be observed in Cu-coated Gf/Al composites. The Cu and Ni coatings enhance TC and the bending strength of the composites in the meantime. TC of Cu-coated Gf/Al composites reach 515 Wm^-1·K^-1 with 75 vol% Gf, which are higher than that of Ni-coated Gf/Al. Meanwhile, due to Al3 Ni at the interface, the bending strength of Ni-coated Gf/Al composites are far more than those of the uncoated and Cu-coated Gf/Al with the same content of Gf. The results indicate that metal-coated Gf can effectively improve the interfacial bonding between Gf and Al.

鳞片状Zn-Al基合金粉制备及其耐蚀性

以球形Zn-Al-Mg-Ce四元合金粉为原料,采用湿法球磨制备鳞片状Zn-Al-Mg-Ce合金,研究了三乙醇胺为助磨剂下球磨级配,球磨时间,球磨转速对片状粉体微观形貌的影响以及不同助磨剂对产品比表面积,粒径分布,水面遮盖率的影响。在最佳球磨条件下制备了鳞片状的Zn-Al,Zn-Al-Mg合金粉,测定了三种片状合金粉用于达克罗涂层的耐腐蚀性能。结果表明:磨球级配为C组,500 r/min下球磨9 h时粉体片状化程度较好。不同助磨剂所得产品的参数表明使用三乙醇胺和聚乙二醇为助磨剂,均能获得片状化程度好,粒径适当,且光亮度高的鳞片状合金粉。中性盐雾试验表明含Zn-Al-Mg-Ce片状合金粉涂层耐腐蚀性明显表现出高于其他两种,由Tafel曲线计算的腐蚀电流小于其他两者,证实了以其为涂层基体具有较优的耐腐蚀能力。

Fe-Si-Al系噪声抑制片的传导噪声抑制特性研究

采用压延工艺将片状化Fe-Si-Al粉与橡胶以适当比例均匀混合制备出了噪声抑制片,并用微带线法测试了样品的传导噪声抑制特性。结果表明,材料的传导噪声抑制效果随着球磨时间的增加而提高,在球磨21h时达到最佳,继续增加球磨时间则会导致传导噪声抑制效果减弱。不同厚度样品的传导噪声抑制效果的差异主要是由于改变了填充因子造成的。

锌铝合金粉中Al含量对无铬达克罗涂层耐蚀性的影响

为获得表面形貌良好、耐蚀性能优异的无铬锌铝合金涂层,采用4种不同Al含量的片状Al-Zn合金粉替代传统达克罗涂层所用的锌铝混合粉制备涂层,将涂层浸入Na Cl溶液中进行加速浸泡腐蚀。采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析涂层腐蚀形貌、成分及物相,研究了Al含量对合金粉末涂层性能的影响。结果表明,当合金粉中Al的质量分数低于55%时,涂层的防护寿命随着Al含量的增大而增加,采用Al含量为55%的片状合金粉制备的无铬达克罗涂层的耐蚀性最好。

叠片粉末冶金制备超细晶Al-4%Cu合金的组织与性能

以纯铝、铜粉末为起始原料,采用叠片粉末冶金技术路线,通过球磨片化、复合造粒与扩散合金化,制备出了高强塑性匹配的超细晶Al-4%Cu合金。利用XRD、SEM及TEM,表征了合金相形成、演变及微观组织,并与采用球形铝粉的传统粉末冶金技术制备的Al-4%Cu合金进行了性能对比。结果表明,叠片粉末冶金能够获得拉长超细晶组织,引入的Al2O3纳米相使拉长晶在热变形加工过程得以保留;叠片粉末冶金所制备的Al-4%Cu合金屈服强度为378MPa、抗拉强度达到527MPa,分别比传统粉末冶金提高26.4%和19.2%,同时保持14.2%的延伸率,实现了强度和塑性的均衡匹配,为高强韧大块铝合金材料制备提供了新思路。

高导热低热膨胀Al-20%Si/石墨片复合材料的制备与性能研究

采用真空热压烧结工艺制备高导热、低热膨胀的Al-20%Si/石墨片复合材料,探讨了热压强度、烧结温度和时间、石墨含量等工艺参数对复合材料导热性能的影响。采用金相显微镜观察复合材料的微观形貌,采用激光热导仪、膨胀系数分析仪以及电子万能测试机测试复合材料的导热系数、热膨胀系数和三点抗弯曲强度。结果表明:Al-20%Si/石墨片复合材料结构较为致密,石墨片在铝基基体中分散均匀;不同的工艺参数对复合材料的导热性能有明显影响,热压强度和温度越高,烧结时间越长,复合材料的导热性越好。当石墨质量分数为5%,热压强度45 MPa,烧结温度450℃,时间60 min时,垂直方向z导热系数约44 W·m^(-1)·K^(-1),热膨胀系数约15×10^(-6)/℃;但复合材料在三点弯曲压力下呈脆性断裂,抗弯曲强度仍待提高。

低红外发射率涂层的制备及耐高温性能研究

选用漂浮性片状铝(Al)粉为填料、三元乙丙橡胶(EPDM)为黏合剂,采用喷涂法制备了低红外发射率涂层。探讨了填料掺量对涂层红外发射率和微观形貌的影响,同时对涂层的附着力和耐温性能进行了表征。研究结果表明:当w(Al粉)=90%(相对于干胶总质量而言)时,涂层的红外发射率(为0.399)相对最低,Al粉能均匀分散在EPDM基体中,并且涂层的附着力达到1级;经200℃老化8 h后,涂层的红外发射率仍保持在0.45以下;经300℃老化后涂层内部开始出现孔洞,经400℃老化后涂层的红外隐身效果则完全失效。

铝锆有机金属偶联剂对环氧铝粉涂料的改性研究

采用铝锆有机金属偶联剂对鳞片状铝粉进行表面改性,将改性后的铝粉用作防锈颜料制备了一种环氧铝粉涂料.能量散射谱(EDS)和扫描电镜(SEM)照片显示改性后的铝粉分散性能得到改善,涂层更加平整、致密,物理屏蔽性能提高.涂层体系在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS)测试表明,浸泡初期使用改性铝粉制备的涂层均具有更高的阻抗,对基体具有较好的防护作用.浸泡52 d后未改性的涂层基本上失去了对基体的保护作用,改性涂层的阻抗值仍可达到106Wcm2,涂层对基体仍具有一定的保护作用.当偶联剂的质量分数为2.5%时,环氧铝粉涂层的防护性能最好.

用片状铝基合金颜料制备阳极型超屏蔽涂料

通过研究铝基合金颜料的形状和成分对牺牲型涂料的涂刷性能、涂层附着力、电极电位和防腐蚀性能的影响 ,制备出颜料体积分数较小、屏蔽隔离作用和阴极保护作用均优异、不再需要罩隔离型面漆的牺牲型涂料 ,即阳极型超屏蔽涂料。实验结果表明 ,在具有相同有效保护寿命的前提下 ,片状铝锌系合金颜料较球状铝锌系合金颜料配制的涂料具有更低的颜料体积分数和更优异的涂层屏蔽隔离性能。此外 ,通过提高铝基合金颜料中的锌锡含量 ,达到了降低颜料表面电阻。

高能球磨制备纳米片状铝粉碰撞模型

利用Benjaminm碰撞模型推导出高能研磨制备片状铝粉研磨过程中研磨时间与粉体片厚和片状铝粉中位径D50的关系方程式，研究结果表明，研磨时间与纳米粉体片厚呈反比关系，与粉体的平均粒度D50呈正比关系。用该模型计算的片厚与D50跟实验值吻合较好。该模型也可推广应用到高能球磨制备其他纳米片状金属及合金粉体，以及用于指导工业生产和优化工艺。

高度取向片状磁粉/聚合物复合膜的电磁噪声抑制特性分析

采用流延成型工艺制备了片状Fe-Si-Al磁粉/热塑性聚氨酯(TPU)系列复合膜,对样品的微观形貌、静态磁性能和复数磁导率进行了表征,利用微带线测试复合膜在0.3～8 GHz范围的传输/反射参数并计算获得功率损耗比,分析磁粉含量和复合膜厚度对近场噪声抑制性能的影响。结果表明,片状Fe-Si-Al磁粉在复合膜面内高度取向分布,复合膜具有显著的磁各向异性。随着磁粉含量的增加,复合膜的磁导率实部和虚部同时增大,并且功率损耗比相应地大幅提高;磁粉含量85 wt%时,复合膜厚度在0.8 mm以内增加时可有效提高其功率损耗比,但超出0.8mm后其功率损耗比基本不随厚度变化;提高复合膜的磁导率有利于在较薄厚度下实现较好的近场电磁噪声抑制效果。

PS基低发射率涂层的制备与性能研究

选择苯乙烯为粘结剂,漂浮性片状铝粉(约为15μm)为填料,用简单的流延自成膜法制备了低发射率红外隐身涂层;研究了溶剂种类和填料质量分数对涂层红外发射率的影响,并对涂层的物相和微观形貌进行了表征。研究结果表明:二甲苯为溶剂时涂层发射率最低为0.511;而在苯乙烯为溶剂时铝粉显示出更好的漂浮性,涂层发射率可低至0.314。制得的涂层可作为低红外发射率的红外隐身材料。

纳米片多面体锰基锂离子筛的制备及锂离子吸脱附特性

针对锰基锂离子筛容量发挥不充分、使用寿命短的问题,以电解二氧化锰、氯化锂及无水氯化铝为原料,采用水热法合成了铝原子掺杂锰基离子筛前驱体,经酸洗脱附锂离子后得到锰基锂离子筛H_(1.6)(Mn_(1-x)Alx)_(1.6)O_(4)。扫描电镜结果表明,铝原子掺杂后,样品呈均匀光滑的纳米片多面体形貌,进一步的吸脱附等温线分析显示,样品的比表面积显著提高。锂离子吸脱附特性研究结果表明,Li_(1.6)(Mn_(0.7)Al_(0.3))_(1.6)O_(4)具有最佳的吸附提锂性能,锂离子溶液初始质量浓度为80 mg/L时,吸附容量为32.32 mg/L,5次循环提锂后,锂离子吸附容量可保持为初始吸附容量的95%。这些结果表明,结晶性好、比表面积大的纳米多面体锰基锂离子筛,吸附容量大、结构稳定性好,可为当前盐湖卤水中锂资源的开发和工艺优化提供技术参考。

磁场取向片状铁硅铝磁粉复合膜制备及其电磁特性

结合旋转磁场取向和流延工艺制备了片状Fe-Si-Al磁粉/聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)系列复合膜,对样品的微观形貌、静态和动态磁性能进行了表征,分析取向磁场对复合膜的磁导率(μeff)和品质因数(Q)影响。结果表明:片状Fe-Si-Al磁粉在复合膜面内高度取向分布,复合膜具有显著的磁各向异性。随着取向磁场从0增大至40 Oe时,复合膜的有效磁导率和品质因数均有较大幅度提高,但进一步增至60 Oe时二者的提高幅度明显减小;复合膜磁粉含量为86 wt%、取向磁场大小为60 Oe时,复合膜的有效磁导率(1 MHz处)和品质因数峰值分别为166和29.8;随着取向磁场的增大,复合膜直流偏置性能略有降低;高度取向片状Fe-Si-Al磁粉/聚合物复合膜表现出较好的高频电磁性能。

片状Al-Zn-Si合金粉的析氢行为与抑制剂研究

通过析氢实验考察了不同锌与铝析氢抑制剂对Al-Zn-Si合金片粉在10 mass%乙二醇单丁醚水溶液的析氢抑制作用,并用傅里叶红外测试、扫描电镜和XRD等手段对合金粉末试样进行分析和表征。结果表明四丁基溴化铵(TBAB)和羟乙叉基二膦酸(HEDP)对铝锌硅合金粉在10 mass%的乙二醇单丁醚水溶液中的析氢有较好的抑制效果;当TBAB/Al-Zn-Si=50(mass%)、HEDP/Al-Zn-Si=100(mass%)时缓蚀效果最为理想,缓蚀效率可分别达到78.99%和62.77%;结合电位-pH图对合金粉在碱性介质的微电偶腐蚀特征给出了解释,最后初步探讨了析氢抑制剂缓蚀机理。

电介质复合材料用Al粉的控制钝化及其表征

作为嵌入式电容器用电介质之一,低成本、易加工、高介电常数的Al粉/高分子复合材料有潜在的应用前景。为了降低这种材料的介电损耗,分别以空气和微量水为氧化剂,对Al粉进行二次钝化,并表征了钝化膜的结构和化学组成,测量了这种钝化Al粉及其聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的介电性能。结果表明:生成的数纳米厚的二次钝化膜覆盖在Al粉自钝化膜上面,空气钝化膜以Al_2O_3为主,水钝化膜以Al(OH)_3为主;空气钝化缓慢,二次钝化膜薄,表面光滑,而水钝化较快,二次钝化膜厚,但结构疏松。与空气钝化相比,水钝化能够更好地设计钝化膜厚度,从而调控Al粉/PTFE复合材料的介电性能。

锌铝混合粉的析氢行为及抑制剂研究

首先研究了不同比例混合的片状锌粉和铝粉,在pH=7.0的水性环境10 mass%乙二醇单丁醚的水溶液中的析氢行为,进而研究了硼酸和植酸对混合粉析氢的抑制作用.结果表明:1)单一的锌粉和铝粉析氢量较小,而混合后析氢量显著增加,析氢主要来自于铝粉,锌粉贡献很小.随着铝粉比例的增加,混合粉的析氢量、析氢速度和析氢率也逐渐增加.2)针对锌粉:铝粉为8∶2和2∶8的两个比例,硼酸和植酸都能有效抑制混合粉析氢的速度和总量,其中硼酸和植酸的最佳使用浓度分别为20 g/L和1 g/L.

SiO2包覆铝粉对锌铝混合粉的析氢抑制

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料在片状铝粉表面包覆SiO_2,通过扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对包覆的铝粉进行表征,并研究了包覆铝粉对锌铝混合粉的析氢行为的影响.结果表明:SiO_2包覆铝粉后可以有效地抑制锌铝混合粉的析氢,包覆工艺最佳水硅比为10:1;SiO_2膜与Al粉间存在Si-O-Al的化学键作用.

热循环对片层石墨/铝复合材料的强度和热导率的影响

采用粉末冶金法制备片层石墨增强Al基复合材料(50vol%Gf/6061Al),Gf与Al基体结合紧密,界面处无裂纹、孔洞等缺陷。复合材料在-50~120℃温度范围内分别循环10次、50次、100次和200次,研究不同的循环次数对材料组织和性能的影响。结果表明,循环不同次数时材料的密度没有明显的变化,但随着循环次数的增加,在热应力的作用下Gf发生破裂,材料的强度和热导率均有所下降,当循环次数达到100次时,性能下降速度最快,与未循环样品相比,抗弯强度降低27.4%,热导率下降11.5%。进一步增加循环次数,破碎的Gf和开裂的界面可以有效缓解冷热循环导致的热应力,Gf破坏程度减缓,当循环次数为200次时,与未循环样品相比抗弯强度降低32%,热导率下降13.1%,性能降低趋于平缓。

碳化硅颗粒增强石墨/铝复合材料的热物理性能

片层石墨/铝复合材料具有低密度、高热导率的优点,但力学性能较差,目前无法作为一种可商业化应用的电子封装材料。为了改善片层石墨/铝复合材料的热物理性能,采用真空热压法制备了碳化硅颗粒增强石墨/铝复合材料,研究了碳化硅的含量对复合材料热导率、热膨胀系数和抗弯强度的影响。结果表明,经过高频振荡工艺,碳化硅-石墨/铝复合材料中石墨的排列取向良好。添加碳化硅颗粒能明显降低复合材料的热膨胀系数,提高抗弯强度,略微降低热导率。随着碳化硅颗粒体积分数增加,碳化硅-石墨/铝复合材料内部会逐渐出现孔洞缺陷,相对密度下降。当碳化硅和石墨的体积分数分别为15vol%、50vol%时,碳化硅-石墨/铝复合材料具有最优热物理性能,此时x-y方向热导率为536 W/(m·K)、热膨胀系数为6.4×10^(-6)m/K,抗弯强度为102 MPa,是一种十分具有商业前景的电子封装材料。