核壳式纳米Al_2O_3/PS复合粒子的表征及增韧选区激光烧结聚苯乙烯的研究

运用TEM,FTIR对乳液聚合方法制备纳米Al2O3/PS复合粒子结构进行了表征,结果表明,制备出的复合粒子具备以纳米氧化铝为核、以聚苯乙烯为壳的核壳式结构;并将核壳式复合粒子用来增韧选区激光烧结聚苯乙烯,结果发现,其缺口冲击强度达到12.1kJ/m2,较纯聚苯乙烯提高了50%左右,比添加未经任何改性处理纳米氧化铝粒子的复合材料提高了30%;利用FE-SEM对试件的冲击断面进行了微观结构分析,结果表明:核壳式纳米Al2O3/PS复合粒子改善了纳米粒子与基体表面极性的差异,增强了其与聚合物基体之间的界面相容性,从而改性了选区激光烧结制备聚苯乙烯基复合材料,并很好地起到增韧的效果。

SLS制备PS/Al_2O_3纳米复合材料中无机纳米粒子的行为特征

基于选区激光烧结(SLS)技术进行了制备PS/Al2O3纳米复合材料的研究。对PS粉末与纳米Al2O3粒子(5%)的混合粉末进行了选区激光烧结成型实验,并采用传统热模压实验对比进行了比较。其SEM结果表明:SLS技术相比较热模压工艺,无机纳米Al2O3粒子在PS基体中分散均匀,没有热模压成型中存在的大量纳米团聚现象。并讨论分析了SLS更趋于获得无机粒子分散均匀的纳米复合材料的原因,提出了无机纳米Al2O3粒子在混合粉末SLS作用下存在“微飞溅”、“扩散迁移”、“流动渗透”三种行为特征,得出了SLS具有打破纳米粒子团聚、驱散纳米粒子聚集和促进纳米粒子流动的作用。

PPS／Al2O3导热复合材料的性能及其应用

以微米级三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了聚苯硫醚(PPS)/Al2O3导热复合材料,研究了硅烷偶联剂表面改性对PPS/Al2O3复合材料力学性能和导热性能的影响。研究表明,硅烷偶联剂对Al2O3的表面改性提高了PPS/Al2O3导热复合材料的力学性能,且材料的热导率随着Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3的质量分数为70%时,未改性和改性Al2O3填充PPS导热复合材料的热导率分别达到2.279 W/(m.K)和2.392 W/(m.K),后者的热导率在Al2O3含量较高时偏离Agari理论曲线。SEM分析表明,改性Al2O3在PPS中分散均匀,两者结合紧密。经应用研究表明,PPS/改性Al2O3质量比为40/60的导热复合材料完全可满足发动机零部件、高耐热电子元器件对材料导热与力学性能的要求。

纳米Al_2O_3粒子增强化学镀Ni-P复合镀层的组织结构

通过化学复合镀制备纳米Al2O3粒子增强Ni-P复合镀层,并对所得纳米复合材料的组织结构进行了深入研究.场发射扫描电镜分析(FESEM)和透射电镜分析(TEM)结果表明,纳米粒子在复合镀层中含量较高且分布均匀;X射线衍射分析(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)结果表明,粒子没有改变复合镀层镀态结构(非晶态),但使得复合镀层晶化温度降低.根据等速升温和等温的DSC曲线对化学复合镀层的晶化过程做了动力学分析,晶化表观活化能和Avrami指数均有降低.在230°C热处理24h后,化学复合镀层发生晶化析出Ni3P,而同样条件下的Ni-P合金保持非晶态.复合镀层显微硬度值比化学镀Ni-P镀层明显提高,热处理后镀层晶化硬度值大幅提高,400°C热处理1h后达到最高值(HV50超过1150).

Al／Cr2O3复合粒子的制备及其多波段兼容隐身性能的研究

采用共沉淀法将Cr_2O_3包覆于片状金属铝粉表面制得A1/Cr_2O_3复合粒子.借助于TG-DSC、XRD、SEM等测试手段系统研究了反应时间和煅烧温度分别对复合粒子的物相组成、包覆前后形貌的影响.此外,探讨了不同铝粉添加量下Al/Cr_2O_3粉末的红外辐射率和1.06μm波长处的反射率性能.结果表明:当反应时间为2h、煅烧温度为400℃、铝粉添加量为50wt%时制得的Al/Cr_2O_3复合粒子包覆较为完整,其外观呈墨绿色,红外辐射率值为0.66,1.06μm波长处的反射率为0.41%,具有良好的红外-激光-可见光兼容隐身性能.

Ti_3SiC_2/Al_2O_3复合材料的SPS烧结及其性能研究

利用放电等离子烧结(SPS)方法成功制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料,用XRD及SEM对其组成和结构进行了表征。另外系统研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的弹性模量及673K时的热传导性能。结果表明复合材料弹性模量高于理论上限模量,随着Ti3SiC2含量的增加复合材料弹性模量减小,且Ti3SiC2的加入使复合材料的热导率较Al2O3有一定的提高,673K时复合材料热导率符合"海岛-网络"模型。

基于BP神经网络的Ni-Al_2O_3镀层粒子复合量预测研究

采用超声波辅助电沉积法在A3钢表面制备了Ni-Al_2O_3镀层,通过BP神经网络对不同工艺参数下制备镀层的Al_2O_3粒子复合量进行预测,最后利用透射电镜(TEM)观察镀层结构组织。结果表明,该BP神经网络结构为3×8×1时,其预测值与真实值的拟合度R=0.9991,相对误差的最大值与最小值分别为1.71%与0.74%。TEM分析表明,当Al_2O_3粒子浓度9g/L,电流密度3A/dm2,温度40℃时,Ni-Al_2O_3镀层组织较为紧密,其平均粒径约为20nm。

选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究

试探性地利用选区激光烧结制备PS/Al2O3纳米复合材料,利用乳液聚合方法改性纳米Al2O3,并在相同工艺条件下对PS/Al2O3纳米复合材料成型粉末(NH1)与纯聚苯乙烯(PS)粉末选区激光烧结试样的力学性能进行了比较.结果表明,NH1烧结试样(PS/Al2O3纳米复合材料)较纯PS的拉伸强度提高了2倍左右,最大值达到29.8MPa;缺口冲击强度提高了20%～50%,最大值达到10.5 kJ/m2;洛氏硬度仅增加约5%;并利用场发射扫描电子显微镜对试样的冲击断面进行了微观结构分析,发现纳米Al2O3经乳液聚合改性后在基体中分散良好,起到很好的增强增韧作用.

红外迷彩用中低发射率Al/Bi_2O_3复合粒子的制备及性能研究

以片状铝粉、硝酸铋(Bi(NO3)3.5H2O)为主要原料,通过共沉淀法将Bi2O3复合于片状金属铝粉表面,获得了包覆效果良好的Al/Bi2O3复合粒子。为了保证复合粒子的红外隐身性能,利用SEM、XRD、IR对复合粒子形貌、物相组成等进行了表征,并采用红外发射率仪测试了复合粒子的红外辐射率。结果表明,在共沉淀反应温度50℃,反应时间2 h,前驱体煅烧温度为450℃时,所制得的复合粒子为黄色粉体,红外发射率为0.73,Bi2O3包覆在Al的表面使得复合粒子呈现黄色,从而避免Al粉的"显形"和氧化,为红外迷彩隐身提供了一种优良材料。

Fe_2O_3/Al体系制备Al_2O_3粒子增强铝基复合材料

对Fe2O3与Al合金反应合成法制备Al2O3粒子增强铝基复合材料进行了研究。对所得复合材料进行组织观察,OM观察发现Fe以网状合金相形式存在;SEM观察显示原位颗粒分布均匀,颗粒细小,直径小于0.5μm;TEM观测显示Al2O3颗粒边角圆滑、界面干净,与基体结合良好。对复合材料进行力学性能测试,硬度略有提高,室温抗拉强度略低,300℃时抗拉强度达到92.18MPa,比基体提高了26%。

APS制备SiC/Al_2O_3复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能的研究

针对APS制备SiC涂层沉积率低、孔隙率高、在烧蚀考核的过程中出现基体C/C材料被氧化烧蚀的问题,本文设计制备了SiC/Al_2O_3复合陶瓷团聚粉末,采用APS在C/C表面制备了相应的SiC/Al_2O_3复合陶瓷涂层,并选用氧乙炔在1500℃对涂层进行了抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM等检测分析手段对团聚粉末以及涂层的成分及组织进行检测。结果表明,通过在SiC粉末中添加Al_2O_3粉末(SiC:Al_2O_3为3:2),提高了团聚粉末的沉积率以及涂层的致密度,其原因是等离子喷涂过程中Al_2O_3液相对SiC具有良好的包袱保护效果,避免了SiC的分解问题。烧蚀实验表明涂层可以在1500℃烧蚀5 min后,涂层完整,证明氧化物的添加可以封堵孔洞并且抑制氧气的扩散,从而提高涂层抗烧蚀性能。

用BP神经网络模型预测Ni-Al_2O_3复合涂层Al_2O_3粒子复合量研究

运用人工神经网络技术建立一个结构为4×9×1型的BP神经网络模型,用该模型对Ni-Al_2O_3复合涂层中Al_2O_3复合量进行预测研究,并用XRD衍射仪和原子力显微镜(AFM)对Ni-Al_2O_3复合涂层的Al_2O_3复合量和立体形貌进行分析。结果表明,当隐含层数为9个时,BP神经网络的均方根误差最小(1.13%),BP神经网络的拟合相似度R=0.99937,这表明BP神经网络模型能够较好的预测涂层Al_2O_3复合量。当占空比60%、阴极电流密度4A/dm^2、p H值4、镀液温度55℃时,Ni-Al_2O_3复合涂层结构密实,结晶细致。

Al_2O_3/C复合微粒子光学截面及发射率光谱的计算

本文用米氏(Mie)散射理论首次全面地计算了球形复合微粒子Al_2O_3/C的吸收、散射及消光截面。给出了吸收截面、消光截面与核心粒子半径及复合层厚度的关系曲线。此外,还计算了复合粒子半径为 3.0μm时的发射率光谱。并对计算结果进行了讨论。

Cr粒子含量对Al_2O_3/Cr复合材料力学性能及介电性能的影响

以热压烧结的方法制备了Al2O3/Cr复合材料,探讨了Al2O3/Cr复合材料显微结构、力学性能及微波介电性能随Cr粒子含量变化的规律。SEM结果表明,在垂直于压力方向上,Cr粒子有明显的受压拉伸现象;当Cr粒子含量从10vol%增加至30vol%时,复合材料中Cr粒子的分布由孤立向桥连方式转变。随Cr粒子含量的增加,复合材料致密度略有下降,抗弯强度明显降低。与纯氧化铝陶瓷相比,含10vol%Cr粒子Al2O3/Cr复合材料的断裂韧性提高了81%以上。复介电常数测试结果表明,在8.2～12.4GHz频率范围内,复合材料复介电常数的实部和虚部随Cr粒子含量的增加大幅度上升,且存在明显的频散效应。当Cr粒子含量达到30vol%时,由于Cr粒子之间的部分桥连现象而使介电常数虚部在一定频段出现负值。

黑碳钢表面超细Al_2O_3粒子的复合化学镀铜工艺的探讨

探讨了黑碳钢表面上的超细Al2 O3 粒子的复合化学镀铜工艺 ,研究了镀液的温度、pH值、镀液中Al2 O3 粒子的含量等因素对复合化学镀铜性能的影响 ,结果是镀液温度 70℃、pH值 13 0、Al2 O3 含量为 6g/L镀层质量最好。并检测了复合镀层的抗氧化性、耐磨性及镀层与基体的结合力 ,与铜镀层作比较 ,其抗氧化性、耐磨性能均有提高。通过激光散射粒度仪进行Al2 O3 粒子的粒度分布测试及扫描电镜对镀层表面形貌的观察 ,并采用XRD对镀层进行定性分析 ,确认Al2 O3

SiO_2-Al_2O_3复合纳米粒子的制备及其减磨性能研究

通过湿化学法制备出粒径为200 nm左右的SiO_2-Al_2O_3复合纳米粒子,通过扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和傅立叶红外光谱仪分析了复合纳米粒子的形态、尺寸和组成结构。将所得的复合纳米粒子作为润滑油减磨添加剂分散到500SN基础润滑油中,通过四球试验研究了其减磨性能。研究发现,添加了复合纳米粒子后,钢球的磨痕直径明显减小,摩擦系数显著降低,并且当复合纳米粒子添加量为0.50 wt%时具有最小的磨痕直径和摩擦系数,减磨效果最好。

铝基-陶瓷粒子(Al-Al_2 O_3)铸造复合材料的实验研究

Al 合金-Al_2O_3陶瓷粒子铸造复合材料是由硬质 Al_2O_3粒子在 Al 合金基体上均匀分散而构成.这种复合材料既有较高的硬度又有良好的塑性.尤其是与铝合金相比,其耐磨性有成倍提高.因而,这种材料可望用作耐磨、制动、防弹及遮蔽材料.由于 Al 合金液与 Al_3O_3陶瓷粒子的润湿性很差,两者的比重也有较大差异,因此Al_2O_3粒子在 Al 合金液中受到很大斥力,极易聚合沉降.改善 Al_2O_3粒子与金属液润湿性的措施通常有下列四个方面:(1)颗粒表面包覆金属;(2)向金属液中加入合金元素;(3)粒子预处理;(4)超声波振动熔体。至于制备工艺,常见的有下列三种:(1)喷入法.利用喷枪,以惰性气体作载体。

Al_2O_3-TiC复合材料放电等离子烧结(SPS)致密化研究

用燃烧合成及放电等离子烧结法制备出致密Al_2O_3-TiC复合材料;分析了烧结温度与材料致密度、显微结构及力学性能的关系;真空气氛、1650℃、保温5min烧结试样的相对密度达99.8％,断裂韧性为4.61 MPa·m^(1/2);更高温度下烧结,气相反应加剧,不利于致密度进一步提高,力学性能也有所下降。沿晶断裂是其主要断裂方式。

聚酰亚胺/纳米Al_2O_3复合薄膜的介电性能

为了提高聚酰亚胺(PI)的耐电晕性能,采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料,并采用透射电子显微镜(TEM)对纳米Al2O3的分散状态进行了表征。研究了纳米Al2O3填加量对该复合材料耐电晕性能和其它介电性能的影响,结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,材料的耐电晕性能显著增强,在±910V(双极性)、15kHz条件下,纳米Al2O3质量分数为20%的PI薄膜的耐电晕寿命达到极大值,为纯PI薄膜寿命的25倍,聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料的体积电阻率和击穿场强没有明显的劣化,而相对介电常数和损耗角正切有所增加。

Ni-P-纳米Al_2O_3复合镀层耐磨性能研究

本文通过在Ni-P合金化学镀液中加入纳米α-Al2O3颗粒,获得Ni–P–纳米Al2O3复合镀层。采用SEM对Ni–P–Al2O3复合镀层的表面形貌进行分析;采用EDX对复合镀层中的元素进行分析;用显微硬度计测量了不同Al2O3质量分数下镀层的硬度值;通过MM-W1立式万能摩擦磨损试验机对复合镀层的磨损性能进行了评价,并分析了复合镀层的磨损机理。结果表明:纳米Al2O3的加入可以增加镀层的硬度,并能有效地降低摩擦副之间的犁沟效应及摩擦表面发生粘着的面积,从而减少镀层的磨损。