Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O-Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O/SiO_(2)复合定形相变材料的制备及应用

以Na_(2)CO_(3)·10H_(2)O(SCD)、Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O(DHPD)为相变主体制备了共晶体系,通过绘制凝固点变化图与DSC测试共同确定在m(SCD)∶m(DHPD)=4∶6时形成共晶,FTIR和XRD结果显示,2种水合盐间没有发生化学反应,但其晶型结构发生改变。通过添加质量分数为2%的Na2SiO3·9H_(2)O作为成核剂降低体系的过冷度,且经历50次相变循环体系未出现相分离,相变焓值仅下降0.25%。进一步使用质量分数为25%的气相SiO_(2)作为支撑材料,采用浸渍法制备了相变前后形状稳定的共晶水合盐/SiO_(2)定形相变材料(SSPCM)。所得SSPCM的相变温度为24.08℃,相变焓值为146.6J/g,过冷度为0.55℃,热导率为0.4571W/(m·K)。同保温泡沫相比,其可将模拟房内部中心温度的升温时间延长了1.81倍,降温时间延长了0.39倍。

3Y-ZrO_2/Al2O_3复合粉体制备工艺研究

以Al(NO3)3·9H2O和ZrOCl2·8H2O为主要原料,采用醇-水溶液加热结合共沉淀法制备出前驱体。利用DTA-TG和X射线衍射(XRD)分析研究了前驱体的煅烧过程。结果显示,275℃时前驱体已完全分解为非晶态氧化物,800℃时t-ZrO2开始结晶,至1150℃时出现α-A12O3晶体,获得3Y-ZrO2/A12O3复合粉体。该复合粉体在1400℃下常压烧结,可得到相对密度达90.4%的ZTA陶瓷。

纳米Al_2O_3/ZrO_2复合粉体的制备及表征

高性能的复合粉体是制备纳米复相陶瓷材料的关键.采用醇-水溶液加热法结合共沉淀过程制备纳米Al2O3/ZrO2复合粉体,研究了不同沉淀剂对粉体团聚的影响,利用透射电镜、X射线衍射、热重-差热分析、比表面积测定等技术对获得的纳米复合粉体进行了表征.结果表明:采用NH4HCO3作为沉淀剂可以得到几乎无团聚的碱式碳酸盐前驱物,该前驱物在煅烧过程中的物相变化显示四方相氧化锆(t ZrO2)的形成温度大幅度地提高,同时在较低温度下生成了α Al2O3,在1100℃转变为t ZrO2相和α Al2O3相;粉体中两相颗粒分散良好、粒径一致、无硬团聚,其平均粒径为15～20nm,比表面积为69 5m2·g-1.

原位氮化法制备纳米TiN-Al_2O_3复合粉体

以化学共沉淀法制备的纳米ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３复合粉体为原料,采用原位选择性氮化的方法制备了纳米ＴｉＮ－Ａｌ２Ｏ３复合粉体．应用化学热力学原理分析、计算了氮化反应的条件和机理,研究了氮化条件对氮化反应的影响．实验结果表明,氮化反应在７００℃时开始进行,在９００℃保温５ｈ,氮化反应进行完全,ＴＥＭ照片显示纳米ＴｉＮ 颗粒均匀分布于Ａｌ２Ｏ３基体中,粒径为５０—７０ｕｍ．

Al_2O_(3sf)/LY12复合材料热压缩变形流变本构方程研究

通过热等温恒速压缩实验研究了Al2O3sf/LY12复合材料在不同变形条件下的流变应力行为,并根据实验数据确定了本构方程中的材料参数。研究表明,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,而且在温度低于400℃时,Al2O3sf/LY12进入稳态变形后流变应力略有下降;当温度高于400℃时,屈服后的流变应力基本保持不变。从代数变换的角度得出了双曲正弦方程的两种近似形式,指数型本构方程与幂型本构方程,并确定了其适用范围,指数型方程适用于高应力区,幂型方程适用于低应力区,双曲正弦方程适用于所有应力水平,这与实验结果及文献报道相一致。

表面诱导沉淀法制备Al_2O_3-ZrO_2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法，制备了Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料，利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征．结果表明：在ｐＨ＝５时，可以使ＺｒＯ２前驱体均匀地包裹在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面，经过８００℃煅烧之后，Ａｌ２Ｏ３颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ２颗粒，ＺｒＯ２颗粒尺寸均匀．该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后，未发生ＺｒＯ２颗粒脱落现象，表明ＺｒＯ２颗粒与Ａｌ２Ｏ３颗粒表面结合紧密．

液-固挤压Al_2O_(3sf)/LY12复合材料管材成形过程的数值模拟

针对液-固挤压复合材料管材的成形过程,采用热刚塑性准耦合有限元法进行了数值模拟,以揭示其塑性变形行为。通过自行开发的有限元模拟系统软件,利用网格重新划分技术,得到了复合材料液-固挤压变形过程中的应力场、应变场及变形力,并对有关问题进行了分析。与试验结果相比较,验证了该系统的可靠性,为保证制件成形质量和合理选择工艺参数提供了理论依据。

SiC-Al_2O_3复合粉体的合成以及在低碳镁碳砖中的应用

本文以蜡石和天然石墨为原料,通过碳热还原法合成了SiC-Al2O3复合粉体,考察了加热温度对SiC-Al2O3复合粉体合成的影响;并将SiC-Al2O3粉体作为添加剂加入到低碳镁碳砖中,考察了其对低碳镁碳砖抗氧化性和抗渣侵蚀和抗渣渗透性能的影响,并对其作用机理进行了探讨.研究结果表明,加热温度对于SiC-Al2O3复合粉体的合成具有重要的影响;通过在蜡石中添加适量的天然石墨,并将蜡石和石墨的混合物在惰性气氛下加热到1 650℃时,可以很容易地合成SiC-Al2O3复合粉体.在低碳镁碳砖中添加SiC-Al2O3复合粉末能明显提高其对氧化性炉渣的抗侵蚀和渗透性能,而对其抗氧化性能的影响不大.这是由于与炉渣接触时,SiC-Al2O3复合粉体易于进入渣中,使接触界面的炉渣部分的炉渣黏度大幅度增加,阻碍了炉渣向耐火材料的进一步侵蚀和渗透.

(Fe-Al)/Al_2O_3复合纳米粉体的机械球磨特性

采用机械球磨的方法制备(Fe Al)/Al2O3复合纳米粉体,通过对粉体的X衍射分析研究其机械球磨特性.结果表明:Al2O3阻碍球磨过程中的Fe、Al合金化,有利于粉末的纳米化和机械活化,并大幅提高出粉率.这对机械活化烧结FeAl基Al2O3弥散型块体复合纳米材料,提高机械球磨效率具有重要意义.

Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的摩擦学性能研究

将油酸和硅烷偶联剂(KH-560)修饰的Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体添加到基础油中,用可见分光光度计表征纳米粒子在润滑油中的分散稳定性,在自主设计的摩擦磨损试验机上考察Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体作为润滑油添加剂的抗磨减摩性能,用3D表面轮廓仪、扫描电镜和电子能谱分析试样表面形貌与成分变化及纳米粒子的作用机理。结果表明:在0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)润滑油中添加2%KH-560时,具有最好的分散稳定性;在润滑油中添加0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)时抗磨减摩效果最佳,在载荷500N、转速1100r/min时,摩擦系数和磨损量相比基础油时分别降低25.4%和43.8%。

Ni包裹纳米α-Al_2O_3复合粉体的制备

以纳米α-Al2O3、NH4HCO3和Ni(NO3)2.6H2O为原料,采用非均匀沉淀法制备了Ni包裹纳米α-Al2O3复合粉体,并利用XRD、SEM、EDS和TEM测试手段,分析包裹粉的物相和形貌,研究了沉淀剂的加入方式、电解质浓度等反应条件对包裹效果的影响.研究表明:低浓度的电解质母液和中等功率超声场易使纳米α-Al2O3在母液中充分悬浮,从而为制备均匀的包裹粉体提供条件;沉淀剂以雾化的方式加入可以使Ni盐优先在Al2O3颗粒上形核,减少其自发形核,制备出适合热喷涂的纳米结构包裹复合粉.

ZrO_2(3Y)包裹Al_2O_3纳米复合粉体的制备

以pH值缓冲溶液为沉淀剂,用非均匀成核和液相共沉淀相结合的方法合成出了ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体.用XRD、TEM对所制备粉体进行了表征.研究表明:加入分散剂使Al2O3悬浮液的等电点向酸性区移动,Zeta电位绝对值增大,其中pH值为9.56对应的Zeta电位绝对值最大,悬浮液最稳定.Al2O3悬浮液pH值为9.5,ZrOCl2和YCl3混合溶液浓度为0.2mol·L-1时前驱体的收得率最高.600℃煅烧后得到的粉体中只有αAl2O3、tZrO2两种物相,在Al2O3颗粒表面附着10nm左右的ZrO2(3Y)颗粒.

不同Al_2O_3含量ZrO_2(3Y)/Al_2O_3纳米复合粉体的制备与表征

采用化学共沉淀法制备了Al_2O_3数量分数为0％～30％的ZrO_2(3Y)／Al_2O_3纳米复合粉体,研究了Al_2O_3含量和煅烧温度对粉体相结构、晶粒尺寸和晶格畸变的影响。结果表明：800℃×2h煅烧的复合粉体只出现t-ZrO_2相,不出现Al_2O_3的任何晶相；Al_2O_3的添加抑制了ZrO_2 (3Y)晶粒的增长和四方相向单斜相的结构相变,使相变温度显著提高,晶格畸变增大。

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。

自蔓延合成TiN-Al_2O_3复合粉体

TiN-Al2O3是一种性能优良的复合材料,采用自蔓延的方法来合成TiN-Al2O3复合粉体,主要分析了Al2O3的不同加入量对该复合粉末合成的影响。随着Al2O3含量增加,燃烧合成温度降低,燃烧产物转化率提高,生成的TiN颗粒变粗,并且在材料中的分布不均匀。燃烧波以振荡与螺旋相结合的方式存在。

共沉淀法制备纳米CuO/Al_2O_3复合粉体

以NH_4HCO_3为沉淀剂、CuSO_4和NH_4Al(SO_4)_2为母液,采用共沉淀法制备CuO/ Al_2O_3复合粉体,用激光粒度分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了母液浓度、沉淀剂浓度、反应温度、pH值等工艺条件对粒径和粒度分布的影响。结果表明:通过控制反应条件,可获得粉体粒径较小、分布较窄的纳米CuO/Al_2O_3复合粉体;最佳工艺参数为反应温度55℃,pH值为7,CuSO_4浓度为0.095 mol/L,NH_4Al(SO_4)2质量浓度为1.67 g/L,NH_4HCO_3浓度为1.52 mol/L,得到的纳米复合粉体的粒径在60 nm左右。

液相包裹法制备Al_2O_3/Fe纳米复合粉体

利用液相包裹法制备了纳米Fe颗粒包裹Al_2O_3纳米复合粉体,研究了不同的煅烧和还原温度对复合粉体物相组成的影响,利用X-ray衍射(XRD)、热重/差式-量热扫描法(TG/DSC)、Zeta电位和扫描电镜(SEM)对复合粉体的成分、热学特性以及形貌特征进行了分析。结果表明:煅烧温度为500℃,保温30min,在氢气气氛中700℃还原1h可以得到Fe包裹Al_2O_3的纳米复合粉体;经SEM发现,包裹层的Fe颗粒呈球形,尺寸约为30nm,分布均匀。

高分子网络凝胶法制备纳米YAG-Y_2O_3复合粉体

采用高分子网络凝胶法制备纳米YAG-Y2O3复合粉体,对网络凝胶机理和胶体的煅烧过程进行了研究。研究表明1100℃煅烧时,由于Y3+在初始溶液中浓度较高,产物完全为Al2Y4O9,AlYO3和Y3Al2(AlO4)3等过渡相;其最佳煅烧温度为1200℃,与其它制备方法相比温度降低50-100℃。当单体和网络剂的摩尔比为5:1时,所制备的纳米YAG-Y2O3复合粉体的颗粒尺寸不大于50nm,粒径范围窄,且无团聚产生;当单体和网络剂比例偏于5:1时,颗粒尺寸长大比较严重。

γ-Fe_2O_3/SiO_2纳米复合粉体的制备

以硝酸铁和正硅酸乙酯分别作为氧化铁和SiO2的前驱体,通过溶胶-凝胶工艺制备了γ-Fe2O3/SiO2纳米复合粉体.若使用氯化铁为氧化铁前驱体,SiO2基体中则会生成α-Fe2O3. 当干凝胶热处理温度较低时(T<400℃),复合粉体(硝酸铁为前驱体)以非晶态存在。当T达到600℃时,γ-Fe2O3粒子在SiO2基体中大量形成.随着热处理温度的进一步升高,粉体中开始有α-Fe2O3杂质生成.使用盐酸做添加剂对复合粉体中γ-Fe2O3粒子大小及颗粒尺寸分布均有显著影响.

新型纳米复合杂多酸催化剂H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化合成双酚A的研究

研制了新型复合杂多酸纳米粒子H3 PW1 2 O40 SiO2 ,并用于催化合成双酚A ;用IR、XRD、TEM等研究了它的结构形态 ,考察了原料配比、反应时间、反应温度、催化剂用量等对催化性能的影响 .实验结果表明 ,使用溶胶凝胶法得到的纳米复合杂多酸催化剂 ,双酚A单程收率达到 6 5 .5 % .