High-temperature Reaction of Silica Fume-Si_3N_4 System

The specimens were prepared by molding the mixture of silica fume （ w（ SiO2 ） =94. 5% ; average particle size ： 0. 08 μm ） and silicon nitride （ ≤ 0. 074 mm ） with a mass ratio of 1 ： 1, carbon embedded firing at 1 300 ℃, 1 450℃, 1 500℃, 1 550 ℃ and 1 600 ℃ for 3 h in air, and then water-cooling, respectively. The microstructure and phase composition of the specimens were analyzed. The results show that： （1） silica fume reacts obviously with Si3N4 forming Si2N2O above 1 550 ℃. The edges and corners of Si3N4 grains become smooth and the Si3 N4 grains distribute in the continuous cementation phase of Si2N2O forming the dense structure of Si2N2o packed Si3N4 ; （2） below 1 500 ℃ , the edges and corners of Si3N4 grains are clear, Si2N2O doesn＇t form, and only SiO2 crystallizes from silica fume which happens obviously at 1 300 ℃.

热硫化硅橡胶耐高温性能的影响因素探讨

以甲基乙烯基硅橡胶生胶为主要原料,添加白炭黑、结构化控制剂、脱模剂及耐热助剂等制备了耐高温硅橡胶,并研究了生胶种类、白炭黑种类及用量、结构化控制剂种类、脱模剂及耐热剂种类等对硅橡胶耐高温性能的影响。结果表明,对白炭黑进行疏水处理及耐热剂复配有利于抑制硅橡胶老化。以乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶为生胶、添加51份比表面积为200 m^(2)/g的气相白炭黑为补强填料、甲基苯基二甲氧基硅烷为结构化控制剂、氧化铈/二氧化钛为复配耐热剂,并加入苯基乙烯基硅树脂,对硅橡胶进行二次硫化后,硅橡胶性能最佳。此时其邵氏A硬度为65、拉伸强度9.6 MPa、断裂伸长率640%,经280℃×72 h老化后邵氏A硬度为68、拉伸强度4.9 MPa、断裂伸长率280%。

硅灰制备硅/碳化硅纳米复合材料及其储锂性能研究

硅负极的体积效应导致锂离子电池的循环寿命短且容量迅速衰减,如何提高硅负极材料的循环稳定性至关重要。采用了熔盐辅助镁热还原法,通过使用含有单质碳的工业固体废弃物硅灰,成功设计了一种碳化硅增强的硅纳米材料(SF-Si),所制备的SF-Si样品不仅保留了SF本身存在的SiC,还将单质碳转化为SiC,使样品中的SiC含量达到了16.4%(质量分数)。与经过热处理去除单质碳的硅灰制备的硅材料(H-SF-Si)相比,SF-Si负极材料表现出更好的循环性能和倍率性能,即第1圈2584.76 mAh·g^(-1)的高比容量和第100圈时具有83%的容量保持率,并且在高电流密度5 A·g^(-1)下的平均容量仍为877.28 mAh·g^(-1),这主要归因于更高的SiC含量。研究表明,硅灰在锂离子电池硅负极领域具有应用潜力,其碳元素在制备硅基纳米材料时发挥积极的作用。

气相白炭黑/炭黑并用填充加成型液体硅橡胶的性能研究

本文通过动态流变学测试,重点研究了气相白炭黑/炭黑并用对胶料物理机械性能、拉伸永久变形、体积电阻率和流变行为的影响。结果表明,在保持填料总用量不变的情况下,气相白炭黑/炭黑用量会显著影响胶料的物理机械性能;同时还会显著影响胶料的流变行为,表现出显著的“Payne效应”。随着应变的增加,胶料的储能模量呈数量级式的下降。当炭黑填充量为10 g时,形成稳定的导电通路。

聚二甲基硅氧烷干法改性气相白炭黑及其应用研究

为了进一步改善气相白炭黑的分散性,利用中试流化床对其进行干法改性。选择高含碳量的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为改性剂,考察了预活化、改性温度、时间、气速和改性剂质量分数对气相白炭黑疏水性能的影响。结果表明,最佳工艺条件为:预活化温度为200℃、预活化时间为30 min、用水质量分数为10%、氮气气速为4 Nm^(3)/h、改性温度为300℃、改性剂PDMS质量分数为25%、反应时间为90 min。改性后气相白炭黑含碳量为4.89%,表面羟基量降为0.15个/nm^(2),可润湿率为0%,提高了气相白炭黑的疏水性。此外,探究了改性气相白炭黑对硅橡胶的补强性能,含碳量为2.5%的气相白炭黑补强时,断裂伸长率提高了24.8%,补强系数提高18.0%,拉伸强度提高8.0%,补强效果最佳,有效提升了硅橡胶的综合力学性能。

二苯基二甲氧基硅烷对气相硅橡胶混炼胶性能的影响

通过在气相法硅橡胶密炼工序中加入一定量的二苯基二甲氧基硅烷,与羟基硅油共同处理气相法白炭黑,分析了二苯基二甲氧基硅烷加入量对气相混炼胶塑性值、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、耐高温等性能的影响规律。结果表明:在制备气相混炼胶的捏合密炼工序中加入一定量的二苯基二甲氧基硅烷,可以提高气相胶的拉伸强度、撕裂强度以及耐高温性能,但同时也会使气相胶的塑性值升高,断裂伸长率降低。

粉煤灰和硅粉对混凝土强度影响的试验研究

针对于提高混凝土强度和耐久性的问题,可以在混凝土中加入矿物外加剂以替代部分水泥,最常用的矿物外加剂是粉煤灰和硅粉。通过一系列试验,研究了在其他因素不变的情况下,不同掺量粉煤灰和硅粉对混凝土的工作性、抗压强度、劈拉强度、抗弯拉强度等的影响,并分析探讨其规律,为配制高强高性能混凝土提供参考。研究结果表明:粉煤灰和硅粉都可不同程度的改善混凝土和易性。粉煤灰对混凝土各种强度的增长主要表现在后期,具有很好的"强度潜力";而硅粉由于活性高,其对混凝土强度增长的贡献主要在前期,后期相对较缓慢,但对于需要配制抗折强度高、抗冲击耐磨性好的混凝土,硅粉作为矿物外加剂则是首选。

骨料包裹层厚度的研究及其对多孔混凝土性能的影响

对复掺粉煤灰和硅灰制备多孔混凝土的性能进行了研究，采用蜡封法测定骨料包裹层厚度，结果表明：骨料包裹层厚度随浆体黏度、骨料粒径的增加而增加，随着成型外力的增加而减少；在相同骨料粒径和成型工艺下，随着骨料包裹层厚度的增加，多孔混凝土的抗压强度和透水系数也都会增加，其中，击实成型的骨料包裹层厚度在254-485μm之间，28 d抗压强度和透水系数分别在4.8-11.4 MPa和25-69 mm/s之间，插实成型的骨料包裹层厚度在390-545μm之间，28 d抗压强度和透水系数分别在2.1-5.8 MPa和44-95 mm/s之间。

石灰石粉硅粉复掺对混凝土抗冻耐久性的影响研究

论文针对粉煤灰掺量一定的情况下,研究石灰石粉硅粉复掺对混凝土的抗压强度和抗冻耐久性能的影响。试验结果表明,在石灰石粉掺量为5%~10%时,混凝土强度比基准高。随着石灰石粉掺量的增加,混凝土的抗压强度降低。且随着混凝土的龄期增加,混凝土28 d和56 d抗压强度几乎不变。在混凝土冻融循环次数一定时,在粉煤灰掺量为5%和硅粉掺量为10%时,在石灰石粉掺量为5%~10%时,混凝土的抗冻性能较好,且高于基准混凝土。

掺合料粉体种类对泡沫混凝土性能的影响

以普通硅酸盐水泥为结合剂,用粉煤灰和硅灰取代砂和部分水泥,研究掺和料种类对泡沫混凝土抗压强度、吸水率以及抗冻性的影响。结果表明:泡沫混凝土的性能不仅与孔隙率有关,还与基体材料中掺合料的种类有关。加入硅灰可引起泡沫混凝土的成型水胶比增加,显著提高了泡沫混凝土的早期强度,但同时引起吸水率的增加,也不利于抗冻;当掺合料为粉煤灰时,提高了泡沫混凝土的抗冻耐久性,当将原状粉煤灰磨细,使泡沫混凝土的后期强度增长较快,并大幅度的降低了吸水率,但对抗冻性影响不大。

高效有机硅消泡剂的研制与应用

以二甲基硅油、疏水气相二氧化硅制成的硅膏和聚醚改性硅油为主要成份,Span-60、Twen-60为乳化剂,采用高速剪切乳化搅拌方式将水相在油相中进行乳化,制备出高效乳液型有机硅消泡剂。研究了各主要成分的含量及乳化温度对消泡剂性能的影响,得到的最佳配方为:硅膏的质量分数分别为12%,聚醚改性硅油4%,HLB值为9.5的复配乳化剂6%。制备的有机硅消泡剂的稳定性及消泡抑泡性能较好,适用范围广。

白炭黑含量对硅橡胶结构和憎水恢复性影响

憎水恢复性是硅橡胶的基本特性,白炭黑作为补强剂是复合绝缘子硅橡胶的基本原料。为研究白炭黑含量对硅橡胶结构和憎水恢复性的影响,炼制了不同含量白炭黑的硅橡胶试样,并对试样进行了正电子寿命谱测试,结果表明,白炭黑含量的增多,使得τ_3增加而I_3与I_4均下降,其原因是白炭黑含量的增多使得硅橡胶中物理交联点变多,同时也使得白炭黑颗粒更容易团聚,导致更多的正电子在白炭黑中湮没。对试样进行Ar等离子体老化5min,测量其憎水恢复速度,结果表明白炭黑含量的增加会使硅橡胶憎水恢复速度下降,白炭黑加入过多会影响硅橡胶憎水恢复性能,导致使用寿命变短。

硅钼黄分光光度法测定硅微粉中二氧化硅

针对硅微粉中SiO2含量较高且含Fe、Al等杂质的特点，本文研究了一种用无水K2CO3和KOH作熔融剂，钼酸铵作显色剂并用分光光度法测定二氧化硅含量的新方法。实验结果表明，在0．1～0．3mol／L的酸度下，正硅酸与钼酸铵生成硅钼杂多酸（硅钼黄），选择硅钼黄的吸收波长在410nm处，表观摩尔吸光系数为8．77×10^6L·mol^-1·cm^-1。SiO2浓度在0～1．0mg／mL范围内符合比尔定律，相关系数r=0．9996，检出限为0．052μg／mL。本法适用于硅微粉中二氧化硅含量的测定，回收率在99％～101％之间，相对标准偏差（RSD）控制在0．79％～1．8％（n=6）范围内，测定结果与X射线荧光光谱法的结果相一致。该方法亦可推广用于其他高含量二氧化硅样品的测定。

气相法纳米二氧化硅补强硅橡胶界面-结合橡胶

采用不同表面性质的气相法纳米二氧化硅,利用硅橡胶混炼胶界面结合橡胶来研究高温硫化硅橡胶补强作用的影响因素,并结合扫描电镜分析界面的作用形式.结果表明结合橡胶以纳米二氧化硅的网络结构为骨架,纳米二氧化硅粉体的结构性越高,形成的三维立体网络结构结合橡胶体越好,对硅橡胶制品的补强效果越好.气相法纳米二氧化硅粉体填加质量分数为0.26～0.29时,表面羟基个数在1.1～1.4之间,有效补强体积最大,补强效果也最好.

可分散性纳米SiO_2对甲基乙烯基硅橡胶结构与性能的影响

考察了原位改性法制备的可分散性DNS-2型纳米SiO2对甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)结构与性能的影响,并与气相法白炭黑填充MVQ进行了比较。结果表明,DNS-2-1型、DNS-2-2型和DNS-2-3型纳米SiO2为类球形颗粒,其表面改性的有机物质量分数分别为6.0%,3.9%,3.1%;DNS-2型纳米SiO2填充MVQ的加工性能及力学性能均优于气相法白炭黑填充MVQ;填充DNS-2型纳米SiO2后,MVQ的结晶温度降低,熔融吸热减小,在低温下不易硬化;DNS-2型纳米SiO2与MVQ的相容性及其在硅橡胶中的分散性优于气相法白炭黑。

气相法白炭黑合成工艺的研究

阐述了气相法白炭黑的发展现状和生产过程 ,探讨和分析了以甲基三氯硅烷为主要原料合成气相法白炭黑时 ,甲基三氯硅烷、空气和氢气的质量及配比、反应温度、合成炉。

聚合物改性混凝土的研究及在煤矿井下的应用

本文通过对聚合物乳液改性混凝土的力学性能和耐久性能研究,得到了一种用于井巷修补的新型聚合物改性混凝土,并确定了各组分之间最佳配比。实验结果表明:聚合物乳液可以改善混凝土性能。与普通混凝土相比,聚合物改性混凝土的抗折强度高36.8%,劈裂强度提高53.1%,粘结强度提高68%,抗渗性提高了83.3%;同时通过扫描电镜照片对乳液改性混凝土的机理进行了分析,聚合物改性混凝土内部形成连续完整的空间网状结构,极大地提高了材料的力学性能和耐久性能。

有机硅消泡剂的制备及性能研究

将黏度580 mPa·s的二甲基硅油和气相法白炭黑反应制成硅膏，再加入黏度为50 mPa·s的低黏度甲基硅油、 Span 80与Tween 80的复合乳化剂以及水制得有机硅消泡剂。较佳工艺条件是：硅膏制备温度控制在150℃，反应时间为5～8 h；采用黏度50 mPa· s左右的甲基硅油与硅膏混合制备消泡剂，复合乳化剂的HLB值为10，水的用量为90 g，温度控制在45℃，水的滴加时间为60 min，反应时间为60 min，得到的消泡剂的消泡效果优良，消泡时间为26～30 s，抑泡时间为253～312 s。

掺加硅灰和石灰条件下的超盐渍土抗剪特征研究

为了揭示石灰和硅灰胶结超盐渍土的抗剪强度规律,对采自宁夏平罗县姚伏镇的超盐渍土分别掺入硅灰和石灰进行超盐渍土固化,其中,硅灰掺量分别为1%、3%、5%,石灰掺量分别为硅灰掺量的20%、40%、60%。并利用三轴仪对7、28 d龄期固化的超盐渍土进行抗剪强度指标测定。试验结果表明:7 d龄期,1%硅灰掺量的固化超盐渍土的摩擦角随石灰掺量的增加呈现先增加后减小的变化趋势,28d龄期,1%硅灰掺量的超盐渍土的摩擦角随石灰掺量的增加而减小;7、28 d龄期,3%、5%硅灰掺量的固化超盐渍土的摩擦角和黏聚力随着石灰掺量的增加而增加。鉴于超盐渍土的抗剪强度由摩擦角和黏聚力共同决定,而随硅灰和石灰掺量的增加,固化超盐渍土的摩擦角和黏聚力的变化趋势不一致,为了易于确定固化超盐渍土中硅灰和石灰土最佳掺量,文中给出了抗剪强度临界深度的判断公式,可依据判别公式来确定硅灰和石灰的最佳掺量。

高阻尼硅橡胶的制备

以低苯基硅橡胶、气相法白炭黑、自制阻尼剂为原料,制备了高阻尼硅橡胶,并测试了高阻尼硅橡胶的阻尼系数、损耗模量和储能模量.结果表明,将阻尼剂DA-1和DA-2并用制备的高阻尼硅橡胶与日本生产的阻尼硅橡胶相比,阻尼峰向高温方向移动了约34 ℃,峰值更高,阻尼峰加宽,在20～150 ℃的范围内阻尼性能优异,适合大应力、大应变而生热高的苛刻环境中使用.添加阻尼剂DA-3制备的阻尼硅橡胶在0～70 ℃范围内阻尼性能优异.