改性碳化硅基环氧发泡树脂砂轮的研制

以偶联剂改性碳化硅(SiC)为磨料,环氧发泡树脂为黏结剂,再添加相应的填料以及助剂,制备出发泡树脂砂轮。采用偶联剂对SiC进行表面改性,合成了表面具有绒毛的包裹层的SiC,提高了SiC在树脂中的分散性。通过光学显微镜观察了不同发泡剂的环氧发泡砂轮的断面形貌,探究了发泡剂的种类以及用量对改性SiC基环氧发泡树脂砂轮的磨削性能的影响。研究结果表明,用4,4-氧代双苯磺酰肼(OBSH)发泡剂制备的发泡砂轮泡孔均匀分布且均为圆形,相邻泡孔间的韧带厚度适中;发泡剂用量对发泡砂轮的磨削性能有很大的影响。当使用OBSH为发泡剂时,用量为4%时和10%时,发泡砂轮的磨削性能都不佳。当用量为8%时,发泡砂轮的磨削比、磨耗率都为最佳水平。

碳化硅改性沥青耐高温性能研究

为探究粒径1 um、掺量4%碳化硅改性沥青耐高温性能,采用使用高速剪切搅拌机制备完成碳化硅改性沥青,对碳化硅改性沥青和基质沥青进行基础物理性能试验和化学四组分试验,设计沥青混合料配合比并进行车辙试验,通过试验结果对沥青的耐高温性能进行评估。结果表明,碳化硅的掺入可以显著提升基质沥青的高温稳定性,能够有效抑制沥青组分中的油分挥发,维持沥青流动性,从而达到提高沥青高温流变性的目的。

非球面碳化硅表面硅改性层的数控化学机械抛光

提出了一种数控化学机械抛光技术以实现非球面碳化硅表面硅改性层的高效精密抛光并获得高质量非球面碳化硅反射镜。研究了非球面碳化硅表面硅改性层的化学机械抛光机理,阐述了表面改性非球面碳化硅反射镜的数控化学机械抛光原理。通过与普通数控抛光对比,说明了数控化学机械抛光的优势。通过数控化学机械抛光实验,研究了这种抛光方法的材料去除函数。最后,以材料去除函数的研究结果为依据,采用数控化学机械抛光技术对口径为120mm表面改性非球面碳化硅反射镜进行抛光。经过几个抛光周期的迭代,表面改性非球面碳化硅反射镜的面形精度由0.253λ(RMS值)(λ=0.632 8μm)收敛到0.014λ(RMS值),反射镜的表面粗糙度达到0.538 7nm(RMS值),满足光学设计技术指标的要求。

改性纳米碳化硅/聚氨酯弹性体复合材料的制备

采用KH-560与KH-550反应得到新的硅烷偶联剂改性纳米碳化硅(SiC);再以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯醚二醇(PPG2000)为原料合成预聚体,改性纳米SiC为填料、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,制备了改性纳米SiC/聚氨酯弹性体(PUE)复合材料。讨论了改性前后的纳米SiC添加量对复合材料的力学性能、耐磨性能和热稳定性的影响,并用扫描电镜分析了改性前后的纳米SiC在基体中的分散性。结果表明,改性后的纳米SiC在基体中的分散性优于纳米SiC,当改性纳米SiC质量分数为9%时,改性纳米SiC/PUE复合材料的力学性能达到最佳,耐磨性能明显改善,热失重温度提高了33℃。

耐腐蚀陶瓷空气预热器材料性能试验研究

采用莫来石对碳化硅陶瓷材料进行改性处理,并对改性陶瓷进行材料性能评价。研究结果表明:在莫来石质量分数为20%,碳化硅质量分数为75%,其他成分质量分数为5%,烧结温度为1480~1520℃时,改性碳化硅陶瓷材料综合性能最优,其抗压强度为85 MPa,断裂韧性为2.52 MPa·m^(1/2),热导率为8.1 W·m^(-1)·K^(-1),耐酸度大于98%,适宜用作陶瓷空气预热器传热元件材料。

螺杆钻具用高弹性模量橡胶的研究

通过在螺杆钻具电动机定子用橡胶配方中增添改性纳米碳化硅粉体或炭黑N440或分散预处理12687增硬树脂或调整硫黄用量来提高硫化胶弹性模量。结果表明:增添改性纳米碳化硅粉体,可延长胶料的t10和t90,增大硫黄用量,可缩短胶料的t10和t90;增添改性纳米碳化硅粉体的硫化胶的弹性模量最高,增添炭黑N440的硫化胶的弹性模量次之;增添改性纳米碳化硅粉体的硫化胶的硬度、100%定伸应力和拉伸强度最高,拉断永久变形较小,磨耗质量损失最小,满足设计要求。

SiC改性C/C复合材料的制备及其烧蚀性能

采用超声波震荡法将SiC微粉添加到二维针刺碳毡预制体中,利用热梯度化学气相浸渗工艺沉积热解碳制备了SiC改性碳纤维增强碳基(carbonfiber reinforced carbon,C/C)复合材料。借助X射线衍射与扫描电子显微镜检测和观察材料的微观结构,利用氧–乙炔烧蚀实验测试材料的抗烧蚀性能。结果表明:SiC微粉弥散分布在C/C复合材料基体中,经氧–乙炔烧蚀30 s后,线烧蚀率和质量烧蚀率分别为4.0×10–3 mm/s和3.19×10–3 g/s,分别相当于C/C复合材料的47.1%和70.6%,表明SiC的加入显著提高了C/C复合材料的抗烧蚀性能,其优良的抗烧蚀性主要是因为SiC颗粒相的加入在烧蚀过程中具有抑制氧化和弥补缺陷的作用,降低了C/C复合材料的热化学烧蚀。

微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层的制备及影响因素

对微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层用作代铬镀层进行了研究。采用恒电流沉积的方法在钢片上成功制备了微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层。采用单因素实验分别讨论电镀液组成对镀层宏观形貌、微观形貌、复合量、硬度等的影响,获得硬度(HV)为646.11的微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层;研究了不同表面处理的微米级SiC对镀层形貌及微粒复合量的影响,结果显示,表面强负电性的微米级SiC参与电镀得到的微米级SiC/Ni-Co-P复合镀层,表面微裂纹少且更加平整无孔隙,微粒含量较表面带正电性和弱电性的SiC更高。探究了微米级SiC通过电沉积的方式进入镀层的过程及界面行为,解释了微米级碳化硅表面处理对其进入镀层的影响。