纳米氮化硅粉粒的表面改性研究

An available surface modification process of nano-Si3N4 was given using KH-5 60 as modifying agent and acetone as dispersion medium. Nano-Si3N4 suspension w as of the greatest stability when the nano-Si3N4 powder was modified with prope r amount of KH-560, which was 1%(wt) of the amount of nano-Si3N4 powder. Elem ents of C, O and Si were detected on the surface of the modified nano-Si3N4 pow der by means of XPS. The TEM of the suspension showed that the average particle size of nano-Si3N4 became smaller and dispersibility of nano-Si3N4 was improve d in the medium of acetone when the nano-Si3N4 powder was modified with proper amount of KH-560. The results obtained showed that KH-560 had been bound on th e surface of nano-Si3N4 particles.

纳米氮化硅粉体的大分子改性剂表面修饰研究

从分子设计的角度合成了一种新型的大分子表面改性剂（LMPB—g—MAH）：采用溶液聚合法将极性单体马来酸酐（MAH）接枝到低分子量的聚丁二烯液体橡胶（LMPB）分子长链中，并用其对纳米氮化硅粉体进行表面修饰；对合成的大分子表面改性剂、改性前后的纳米氮化硅粉体，运用FT—IR、TEM、TGA、粒径分析、沉降实验等方法进行了表征。实验结果表明：马来酸酐已经接枝到低分子量的聚丁二烯液体橡胶分子长链中；当大分子表面改性剂的接枝率为9％-11％、用量为10％-12％、反应温度为65℃、反应时间为3h时，表面修饰后的纳米氮化硅粉体颗粒粒径减小，有效阻止了纳米颗粒的团聚。

改性纳米氮化硅/NBR复合材料的性能

采用大分子偶联剂改性纳米氮化硅,研究改性纳米氮化硅用量对改性纳米氮化硅/NBR复合材料性能的影响。结果表明,对纳米氮化硅进行改性可以改善其在NBR基体中的分散性;采用少量(0.5～1.5份)改性纳米氮化硅填充NBR可以提高复合材料的物理性能和动态力学性能,并大幅延长相应油封制品的使用寿命。

激光诱导化学气相沉积法制备纳米氮化硅及粉体光谱特性研究

氮化硅是优良的陶瓷材料,应用广泛。本文研究了激光诱导化学气相沉积法制备纳米氮化硅的工作原理,提出了减少游离硅的措施,利用双光束激发制备了超微的、非晶纳米氮化硅粉体。实验证明,纳米氮化硅粉体具有一些特殊的物理性能和光谱特性。

纳米氮化硅粉末的表面处理研究

采用溶液聚合法合成了丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸-丙烯腈(BA-MAA-AN)三元共聚物,使用该三元共聚物作为大分子表面改性剂对纳米氮化硅进行表面处理,运用TEM、FTIR、XPS等仪器对处理后的纳米氮化硅粉末的结构及表面特性进行系统地研究.结果表明:纳米氮化硅处理后,在有机溶剂中分散性良好,大分子改性剂包覆在其表面,并与其发生了化学作用.

纳米氮化硅/三元乙丙橡胶复合材料的制备与性能

用甲基丙烯酸锌原位聚合改性纳米氮化硅,再将改性纳米氮化硅填充到三元乙丙橡胶中以制备纳米橡胶复合材料,研究了复合材料的基本力学性能、耐热老化性能、耐油性能和耐磨性能等。结果表明,添加改性的纳米氮化硅在一定程度上提高了三元乙丙橡胶的撕裂强度、扯断伸长率和拉伸强度,邵尔A硬度也小幅上升。当改性纳米氮化硅的添加量为1.0份(质量)时,纳米氮化硅/三元乙丙橡胶复合材料的耐热老化性能和耐油性能有一定程度的提高,其综合性能也达到最佳。用甲基丙烯酸锌原位聚合改性可以改善纳米氮化硅与三元乙丙橡胶基质间的界面作用,提高其在三元乙丙橡胶中的分散效果。

纳米氮化硅对环氧树脂固化反应的影响研究

通过DSC、红外光谱研究了纳米氮化硅粒子的加入对环氧树脂体系固化反应的影响。结果表明,一方面由于纳米Si3N4高的表面活性会促进环氧树脂体系的固化过程;另一方面,由于纳米粒子的加入增大了体系的粘度阻碍了反应分子的运动使得复合材料固化反应速度变慢。环氧树脂体系在不同反应时期表现出的不同的固化行为正是这两种因素综合作用的结果。此外,还研究了不同添加量的纳米Si3N4对复合材料拉伸强度和固化时间的影响。当纳米Si3N4添加量为3%(以环氧树脂质量计)时,复合材料拉伸强度达到最大值,提高了145%。

纳米氮化硅激活粉煤灰对矿用水泥封孔材料早强性能的影响

针对煤矿用封孔水泥的候凝时间长、早期强度低、流动性能差等问题,以粉煤灰取代部分水泥为研究对象,引入纳米氮化硅,通过抗压强度、流动度、凝结时间、XRD、扫描电镜(SEM)、热重(TG-DSC)等力学性能测试和微观结构表征,研究纳米氮化硅对粉煤灰水泥早期强度的影响以及废弃粉煤灰的有效利用。结果表明,单独添加纳米氮化硅能适当提高水泥试样的早期抗压强度,将纳米氮化硅与粉煤灰复配使用能表现出较好的协同作用。添加质量分数2%纳米氮化硅和10%粉煤灰时,水泥试样早强效果最为显著,1 d、3 d、7d抗压强度分别达到空白水泥试样的132.10%、145.30%、124.55%,且其候凝时间缩短,流动性良好。XRD和扫描电镜以及热重分析表明,纳米氮化硅的晶核作用激发了粉煤灰活性,加快了硅酸三钙的水化,生成更多水化硅酸钙凝胶吸附在纳米氮化硅颗粒及粉煤灰周围,使各凝胶相之间相互搭接形成均匀致密的空间网络结构,提高了水泥试样的早期强度和耐久性。

LMPB-g-KH-570改性纳米氮化硅/丙烯酸酯橡胶复合材料的制备与性能研究

采用溶液聚合法将硅烷偶联剂KH-570接枝到低相对分子质量的聚丁二烯液体橡胶(LMPB)分子长链中,合成了新型大分子表面处理剂LMPB-g-KH-570,用其对纳米氮化硅进行表面改性,制备改性纳米氮化硅/丙烯酸酯橡胶(ACM)复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明:LMPB-g-KH-570与纳米氮化硅发生了化学键合;在复合材料中加入适量LMPB-g-KH-570,可以改善纳米氮化硅在复合材料中的分散性,提高复合材料的物理性能。

液相烧结非晶纳米氮化硅陶瓷粉体结晶与相变行为研究

以Y2 O3 和Al2 O3 纳米陶瓷粉体作为烧结助剂 ,液相烧结非晶纳米Si3 N4陶瓷粉体 ,研究了不同温度下烧结体的结晶与相变行为。 1 5 0 0℃烧结 ,烧结体为非晶与晶体混合态 ,结晶相主要为α Si3 N4和 β Si3 N4,结晶度达到 70 %。温度超过 1 6 0 0℃以后 ,烧结体已经完全结晶 ,为 β Si3 N4和Si2 N2 O双相陶瓷。当温度达到1 6 5 0℃ ,Si2 N2 O的体积分数达到最大值 ,说明烧结体中的O2 与Si3 N4已经反应完全。烧结温度超过 1 70 0℃时 ,Si2 N2 O的体积分数开始减小 ,烧结体中没有SiO2 出现 ,证明反应 2Si3 N4(s) +1 5O2 (g) =3Si2 N2 O(s) +N2(g)为可逆反应。 1 6 0 0℃烧结体的典型结晶形貌分析表明 :粒径尺寸基本分布在两个区域 ,大部分较大晶粒粒径在 1 5 0～ 2 5 0nm之间 ,小部分晶粒粒径 <1 0 0nm ,个别晶粒的长径比达到 1 5。

改性纳米氮化硅/EP复合材料的力学和荧光性能研究

使用偶联剂(KH-560)对纳米氮化硅(Si3N4)进行改性,并以改性纳米Si3N4为填料制备了纳米Si3N4/环氧树脂(EP)复合材料,研究了纳米Si3N4对复合材料静态、动态、低温力学性能和荧光性能的影响。结果表明:纳米Si3N4的添加使复合材料同步增强增韧;当纳米Si3N4/EP的质量比为3/100时,复合材料的拉伸强度和冲击强度提高幅度最大,分别提高了145%、255%;复合材料经低温冷冻后拉伸强度进一步增大;通过荧光光谱发现当激发波波长为292 nm时,复合材料的荧光最大发射波波长较纯树脂的红移,且荧光强度增强。

纳米氮化硅对氯磺化聚乙烯橡胶耐磨性能的影响

采用低相对分子质量氯磺化聚乙烯改性的纳米氮化硅填充氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)制备纳米氮化硅/CSM复合材料,并对其性能进行研究。结果表明,低相对分子质量氯磺化聚乙烯与纳米氮化硅质量比为0.08时,改性效果较好,可有效地阻止纳米氮化硅的团聚;1份改性纳米氮化硅填充的CSM胶料耐磨性能比未加改性氮化硅的CSM胶料提高了1.8倍,其余物理性能变化不大。

纳米氮化硅含量对碳氮化钛基金属陶瓷组织和性能的影响

在氩气环境下采用微波烧结技术制备了纳米Si3N4增强Ti(C,N)基金属陶瓷,考察了纳米Si3N4含量对材料力学性能的影响,利用SEM(BSE)观察了其显微组织。研究表明:纳米氮化硅对Ti(C,N)基金属陶瓷具有明显的强化作用。添加1.0%纳米Si3N4时,复合材料的力学性能最佳,抗弯强度提高了25.7%,硬度提高了2.0%。这是由于纳米氮化硅的加入促进了Ti(C,N)硬质相的溶解,细化了黑芯和晶粒,形成了较多的白芯-灰壳结构。

纳米氮化硅／丁腈橡胶复合材料的制备与性能研究

用粒径为20nm的纳米氮化硅（Si3N4）填充丁腈橡胶（NBR）制备纳米橡胶复合材料，用16^#大分子偶联剂对纳米Si3N4进行表面处理，研究了复合材料的力学性能和热老化性能等。结果表明，纳米Si3N4的加入在一定程度上提高了NBR的撕裂强度、拉伸强度、耐磨性等，明显降低内耗，改善了橡胶的动态力学性能和耐热老化性能；初步的台架试验显示，添加0．5-1．5质量份左右纳米Si3N4的NBR油封制品使用寿命得到大幅提高。

改性纳米氮化硅/NR/SBR复合材料的制备与性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯酸丁酯(BA)-乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)三元共聚物对纳米氮化硅进行表面改性,制备改性纳米氮化硅/NR/SBR复合材料,并对复合材料的性能进行研究。结果表明,采用MMA-BA-VTES三元共聚物改性后,纳米氮化硅的平均粒径明显减小,分散性改善;当改性纳米氮化硅用量为2.5份时,复合材料的综合物理性能最优。

纳米氮化硅改性聚合物基复合材料研究进展

综述了纳米氮化硅(nano-Si3N4)改性聚合物(包括聚烯烃、环氧树脂、双马来酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酯、聚四氟乙烯等)的研究进展,从热学性能、力学性能、结晶性能、摩擦性能和电性能等方面对nano-Si3N4改性聚合物的效果进行了叙述,并展望了nano-Si3N4改性聚合物的研究前景。

加入纳米氮化硅对氮化硅陶瓷性能与结构影响

本文以亚微米级氮化硅为起始原料,加入纳米氮化硅来增强基体,添加氧化铝和氧化钇为烧结助剂,等静压成型,采用无压烧结的方式来制备具有优良性能的氮化硅陶瓷。主要研究了纳米氮化硅的分散;纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷力学性能的影响;纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷使用性能的影响;纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷显微结构的影响。研究结果表明:乙醇作为溶剂在分散介质为聚乙二醇的情况下,超声波震荡40分钟时,纳米氮化硅分散效果最好;随纳米氮化硅加入量的增加,显气孔率增加,吸水率增大;加入3wt%的纳米氮化硅时,试样的体积密度最大,抗弯强度、洛氏硬度、断裂韧性最好,具有较理想的显微结构。

改性纳米氮化硅/ACM复合材料的制备与性能研究

采用自制的丙烯酸丁酯(BA)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)三元共聚物对纳米氮化硅进行表面改性,制备改性纳米氮化硅/ACM复合材料,并研究改性纳米氮化硅用量对改性纳米氮化硅/ACM复合材料性能的影响。结果表明,纳米氮化硅改性后分散稳定性显著提高;随着改性纳米氮化硅用量增大,复合材料的物理性能和耐油性能先上升后下降;当改性纳米氮化硅用量为1.5份时,复合材料的物理性能和耐油性能最佳。

真空退火处理对纳米氮化硅电子自旋共振谱的影响

用微米级SiO2、Si和碳黑混合粉末为原料, 以氮气为反应气,采用碳热还原法合成了氮化硅纳米粉体.测量了300～1273K退火温度下纳米氮化硅的电子自旋共振(ESR)谱,研究了测量温度、纳米氮化硅退火温度对ESR谱线型、g因子、线宽的影响.结果证实退火影响纳米氮化硅的磁性.

纳米氮化硅复合树脂的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂（HG-560）对纳米氮化硅进行表面处理，选择超声波和高速剪切分散制备复合材料。运用。TEM、FT-IR对复合材料进行研究，结果表明：纳米氮化硅处理后，在有机溶剂中分散性良好，改性剂包覆在其表面，许与其发生了化学作用。研究了纳米氮化硅粒子对其填充的环氧树脂6101力学性能，结果发现纳米Si3N4／EP复合材料的拉伸强度和耐冲击性都随纳米氮化硅不同的添加量有相应的提高，经偶联剂改性后，提高的幅度更大。TG表征，存120～380℃之间，纳米Si3N4复合材料的热失质量较空白基体的热失质量小；复合材料的热稳定性略有提高。