UFPCSBR/n-SiO_2纳米粉末材料改性NR/SBR复合材料性能的研究

研究了超细全硫化羧基丁苯橡胶/纳米二氧化硅(UFPCSBR/n-SiO2)纳米复合粉末材料的表面形貌及其对NR/SBR复合材料硫化特性和力学性能的影响。结果表明,UFPCSBR颗粒和n-SiO2颗粒在纳米复合粉末材料中分散良好;加入14份纳米复合粉末材料(UFPCSBR/n-SiO2质量比为3/4)赋予了NR/SBR复合材料较好焦烧安全性,可显著改善100%定伸应力和300%定伸应力,并且拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率均稍有提高。

快速制备纳米SiO2粉末基隔热复合材料的研究进展及展望

纳米气凝胶隔热复合材料是一种隔热性能优异的纳米复合材料,广泛应用于航空宇航、石油化工、建筑保温隔热领域,但是较高的成本和复杂的超临界或常压干燥技术限制了其在隔热领域的应用。纳米SiO2粉末基复合材料采用纳米SiO2粉末为基体,陶瓷纤维作增强材料,加入粘接剂、表面活性剂等添加剂,通过干法或者湿法成型实现快速制备,制备过程不需要复杂的干燥技术,相比纳米气凝胶隔热材料具有更低的成本,是一种极具发展潜力的纳米隔热复合材料。然而,由于纳米SiO2粉末基复合材料采用纳米SiO2粉末为基体,导致材料力学性能明显低于纳米气凝胶隔热复合材料;添加增强纤维和粘接剂可以提高材料的力学性能,但是其隔热性能明显下降。因此,近年来研究者们主要从优化制备工艺方面不断尝试,在充分发挥纳米SiO2粉末基复合材料低热导率优势的同时提高其力学性能。目前,纳米SiO2粉末基隔热复合材料的快速制备方法主要包括干法成型工艺和湿法成型工艺两类。其中,干法模压成型工艺应用较早,工艺成熟,制备的SiO2粉末基隔热复合材料具有较低的热导率,但成型压力较大,生产复杂形状产品的难度较大。湿法成型工艺主要有模压成型和浇筑成型两种方法,湿法模压成型相比干法模压成型具有更好的分散效果,但增加了工艺的复杂性;浇筑成型工艺简单,可成型复杂异性产品,为纳米SiO2粉末基隔热复合材料的快速制备提供了更多选择。本文综述了纳米SiO2粉末基隔热复合材料的快速制备方法及其研究进展,分别对干法成型工艺和湿法成型工艺进行介绍,分析了纳米SiO2粉末基复合材料面临的问题,对其未来发展趋势进行了展望,以期为快速制备高性能、低成本的新型纳米SiO2粉末基隔热复合材料提供参考。

n-SiO_2的表面改性及其增强环氧树脂复合材料的性能

纳米粒子在聚合物中均匀、稳定分散,是纳米复合材料具有优良性能的前提。文中通过选择表面活性剂改性纳米SiO2,提高纳米粒子在环氧树脂中的分散性,制备出不同含量的n–SiO2/环氧树脂聚合物复合材料,探讨了纳米SiO2对复合材料强度的影响规律。研究结果表明:改性后的纳米SiO2粒子在聚合物体系中呈单分散状态,均匀分布的纳米粒子与基体结合紧密,其在基体中起到了物理交联点的作用,对剪切力的抵抗能力增强,提高了复合材料的综合性能。加入6%质量分数的纳米粒子,复合材料的拉伸剪切强度可提高35.1%。

球磨时间对Fe_2O_3/Al纳米复合材料性能的影响

采用高能球磨法制备了Fe2O3/Al纳米复合粉末,并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)以及热分析仪(TGA/DSC)等分析测试手段,系统研究了球磨时间对复合粉末相结构、组织形貌以及热性能的影响。结果表明,随着球磨时间的增加,微米Fe2O3团聚体逐渐进入Al颗粒中,呈均匀弥散分布,且Al晶粒尺寸不断细化。当球磨时间为20 h时,Al粉已均匀分布到微米Fe2O3颗粒表面,球磨引起的晶粒长大与晶粒尺寸减小处于动态平衡,此时铝热反应热焓达到最高。球磨时间大于20 h时,所制备得到的复合粉末热焓反而降低,且易团聚。

Al_2O_3-Cu纳米复合材料的制备工艺及强化机理

用粉末冶金法制取了Al2 O3 Cu纳米颗粒增强复合材料 ,测试了不同增强体体积下的力学性能并观察了其形貌。在一定范围内 ,随着增强体体积的增加 ,其硬度也在增加。并用镶嵌残余应力模型计算解释了Al2 O3 Cu纳米复合材料的强化机理。

多元醇法制备Cu_2O/CNTs复合材料的研究

以Cu(CH3COO)2·H2O和经硝酸处理的CNTs作为原料,采用多元醇法成功合成了纳米氧化亚铜均布于碳纳米管表面的复合光催化剂.用透射电镜(TEM),高分辨透射电镜(HRTEM),X射线粉末衍射(XRD)对样品进行了表征,测试结果表明大小为2～5nm的氧化亚铜纳米颗粒均匀分散于碳纳米管的表面.讨论了反应条件对Cu2O在CNTs上负载效果的影响并就多元醇法合成Cu2O/CNTs复合材料的反应机理作了初步探讨.

SPS烧结TiO_2/Al_(90)Mn_9Ce_1微胞陶瓷金属基块体复合材料

用表面包覆8wt％TiO2纳米粉末的微米Al90Mn9Ce1合金复合粉末，制备了高致密的闭合微胞陶瓷结构，内充金属合金的块体复合材料，烧结温度仅为520℃，烧结后的致密度达到98．2％。SEM观察结果显示，该材料的陶瓷胞壁厚度约为1．0～2．0μm，胞体尺寸约为15～40μm，经10％HCl深腐蚀后，留下完整的微胞状陶瓷骨架。根据实验结果，对SPS烧结微-纳米混合粉体的瞬时界面烧结机理进行探讨。

原位纳米粒子增强Al基复合材料的微观组织及高温力学性能

以纳米TiO_(2)为添加相,按一定比例添加B_(2)O_(3)和H_(3)BO_(3),采用高能球磨和粉末冶金法相结合的方法制备了体积分数为4%的纳米氧化物粒子增强Al基复合材料,最后在723 K的条件下以16∶1的挤压比制备了复合材料棒材。结果表明,经过4 h的球磨后,可以实现纳米氧化物在Al基体中的弥散分布;经过893 K的真空热压后,添加相与Al基体发生原位化学反应并生成了Al_(2)O_(3)等。当Ti与B物质的量比为1.0∶1.5时,复合材料的力学性能最优;同时,当B元素的先驱体化学成分不同时,复合材料的力学性能差异显著;TiO_(2)+H_(3)BO_(3)/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为507.7 MPa和151.3 MPa,展现出最高的室温力学性能;TiO_(2)+B_(2)O_(3)/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为353.7 MPa和167.1 MPa,展现出最佳的高温力学性能。

纳米Al_2O_3化学镀铜粉杂质对烧结致密化的影响

用化学镀铜方法制备了纳米A l2O3化学镀铜复合粉末,并用常规粉末冶金方法对粉末的烧结特性进行了研究.纳米A l2O3化学镀铜复合粉末具有异常的粉末烧结特性和难于烧结的特点.通过对粉末清洗、热重分析(TG)、粉末及烧结试样的场发射扫描电镜(FT-SEM)及能谱(EDS)的观察分析,发现纳米A l2O3化学镀铜粉末表面吸附了化学镀溶液的杂质.这些杂质在粉末高温还原及烧结过程中发生热解,并在铜的表面沉积碳,影响了纳米A l2O3化学镀铜粉的烧结.

球磨时间对纳米SiO2/Cu复合材料摩擦学性能的影响

采用球磨法与热压烧结工艺制备了添加w（n-SiO2）=1.0%的铜基纳米复合材料。通过球盘式摩擦磨损试验机测试了复合材料的摩擦磨损性能,采用排水法和场发射扫描电镜（FSEM）研究了复合材料的致密度、显微组织和磨损形貌。结果表明：球磨可提高复合材料的致密度,改善n-SiO2在铜基体中的分散均匀性;随球磨时间的增加,复合材料的动摩擦因数和磨损量先减小后增加,球磨10 h复合材料具有较低的摩擦因数和磨损量,磨损机理主要为磨料磨损。

高性能纳米晶复合钕铁硼永磁材料

纳米晶复合钕铁硼粉末用途十分广泛，如计算机硬盘驱动器的音圈电机、打字机、DVD、CD中的主轴电机、手机的振动电机、车载用的磁性传感器、飞机控制仪的陀螺组件等。与烧结钕铁硼相比，虽然它的磁性能较低，但在其发展中，磁性能的提高存在很大的空间。根据理论推测，当双相钕铁硼Nd2Fe14B／α-Fe中α-Fe比例为20％，晶粒尺寸为10nm左右时，理论最大磁能积可达880KJ／m^3，可能取代烧结钕铁硼而成为新一代永磁材料。

亲水性纳米白炭黑在橡胶基体中的良好分散与性能影响

应用羧基丁苯橡胶乳液辐射硫化、亲水性纳米白炭黑(SiO2)浆体制备、喷雾干燥等工业技术制备了纳米级超细全硫化粉末羧基丁苯橡胶(UFPCSBR)/SiO2纳米复合粉末,其中,纳米级SiO2颗粒与UFPCSBR颗粒处于相互隔离依附的状态.在UFPCSBR/SiO2纳米复合粉末与SBR等生胶的混炼过程中,借助于UFPCSBR颗粒在SBR生胶基体中的良好分散,依附在UFPCSBR颗粒上的SiO2颗粒也能够良好分散在橡胶基体中,从而制备成橡胶/UFPCSBR/SiO2纳米复合材料.实验结果表明,由UFPCSBR/SiO2纳米复合粉末制备的橡胶/UFPCSBR/SiO2纳米复合材料具有较好的耐磨性、撕裂强度和较低的压缩生热.值得注意的是,在0～40°C范围内,这种新颖的橡胶/UFPCSBR/SiO2复合材料的tanδ-T曲线上新出现了一个侧峰,有效提高了0～20°C范围内的tanδ值,但60°C附近的tanδ值变化较小,从而表现为在橡胶复合材料的滚动阻力变化不大的情况下,其抗湿滑性明显提高,这将为绿色轮胎胎面胶纳米复合材料的设计开发提供新的研究思路.