SiO_(2)气凝胶/硅溶胶复合材料的制备及传热机理研究

由于纳米SiO_(2)与玻璃纤维制备的复合材料表面会出现碎屑,在材料中加入硅溶胶,制备了一种新型SiO_(2)气凝胶/硅溶胶复合材料,通过热重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪研究了SiO_(2)气凝胶含量对复合材料热性能和微观结构的影响。结果表明:随着SiO_(2)气凝胶含量的增加,复合材料热导率没有下降,而是出现上升趋势,这与复合材料的密度和固体热导率密切相关;SiO_(2)气凝胶的加入使得复合材料产生了硅氧键,但不影响复合材料的物理结构,由于硅氧键的存在,材料的物理性能更好;SiO_(2)气凝胶含量为9%(质量分数)时,复合材料的性能最佳。

用于激光照明的荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的制备与发光性能研究

通过溶胶-凝胶法成功制备了Tb_(3)Al_(5)O_(12)(TAG)荧光粉。热分析数据证实,增加H_(3)BO_(3)摩尔比会导致最终相的转变温度降低。同时,通过扫描电镜观察到,H_(3)BO_(3)摩尔比的提高会导致荧光粉颗粒尺寸增大。在激发波长为275 nm的条件下,发射光谱在480~650 nm范围内出现了由Tb^(3+)的5d→4f跃迁产生的多个发射峰。然后通过物理掺杂和超临界干燥工艺成功制备了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料。与荧光粉相比,荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的内量子产率显著增加,可达63.64%。采用波长为355 nm的激光源激发荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料,可实现长距离无导线方式发光,并具有良好均匀性。以上结果证明了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料在激光应急照明领域具有潜在的应用前景。

ZrO_2/SiO_2复合溶胶稳定性的实验研究

以硅酸乙酯和氧氯化锆为先驱体,制备了ZrO2/SiO2复合溶胶,重点考察了ZrO2的摩尔含量、添加剂DMF和TEABr、陈化温度对ZrO2/SiO2复合溶胶稳定性的影响。结果表明:氧氯化锆的存在不利于ZrO2/SiO2复合溶胶的稳定,且随着氧氯化锆摩尔百分含量的增加,溶胶易于凝胶;随着陈化温度的升高,凝胶时间变短;DMF能明显延长ZrO2/SiO2复合溶胶的凝胶时间;当0.4<n(TEABr)/n(TEOS)<1时,TEABr能提高溶胶的稳定性。

Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜对304不锈钢抗高温氧化性能的影响

为提高304不锈钢的抗高温氧化性能,采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝和CeCl_3·7H_(2)O为原料,在304不锈钢表面分别制备了Al_(2)O_(3)薄膜和Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜,通过氧化动力学曲线、XRD、SEM和EDS分析,研究了不同Ce/Al比例(摩尔比,下同)的Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜对304不锈钢900℃抗高温氧化性能的影响。结果表明,涂覆Ce∶Al=1∶10的薄膜试样在900℃循环氧化100 h后的氧化增重与氧化剥落量仅为未涂覆试样的34.1%和51.8%,抗高温氧化性能最佳。Al_(2)O_(3)-Ce_(2)O_(3)复合薄膜降低了304不锈钢基体表面的氧分压,有利于生成保护性的Cr_2O_(3)氧化层,有效抑制了Cr_2O_(3)的挥发;添加Ce_(2)O_(3)降低了氧化层中的热应力,提高了其附着力;Ce_(2)O_(3)起到了活性元素效应,改变了氧化膜的生长机制,因此显著提高了不锈钢的抗高温氧化性能。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2复合薄膜

本文采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝、正硅酸乙酯和氧氯化锆为原料,HNO3为催化剂,PVA为成膜助剂,在多孔陶瓷管上制得了Al2O3-ZrO2-SiO2复合薄膜。研究了组分配比对溶胶性质的影响,结果表明Al2O3∶ZrO2∶SiO2在8∶1∶2～12∶1∶2之间时可得到性能符合要求的溶胶。通过扫描电镜可观察到膜的孔径为2～5μm,且膜与基底结合良好。

溶胶-凝胶法制备SiO_2/ZrO_2无机复合膜的研究

以硅酸乙酯和氧氯化锆为先驱体,用乙醇为溶剂,采用溶胶——凝胶法于室温下在Al2O3基体上制备了ZrO2/SiO2无机复合膜.重点考察了涂膜温度、ZrOCl2摩尔百分含量、溶胶浓度及添加剂对膜性能的影响.结果表明:在较高的温度下涂膜可以提高膜的性能;ZrOCl2的存在对渗透比的影响不大,但能够提高溶胶的交联度,从而提高制膜效率,同时也有利于渗透通量的提高;采用浓溶胶和稀溶胶结合的方式涂膜不但可以提高制膜效率,还可以提高膜的性能.添加剂TEABr能够均化膜孔径,提高膜的性能.

无机盐先驱体Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2复合溶胶制备及稳定性研究

稳定的复合溶胶是制备良好的复合陶瓷膜的基础。笔者以无机盐Al(NO3)3、ZrOCl2.8H2O为前驱体,用正硅酸乙酯引入SiO2,采用溶胶—凝胶法分步水解制备了Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶,并得出制备性能良好的AlOOH及SiO2-ZrO2溶胶的最佳工艺条件,通过对不同配比的复合溶胶进行研究,得出影响复合溶胶稳定性的主要因素是Si/Zr。

溶胶凝胶法制备SiO2气凝胶/石英纤维增强石英复合材料及其性能探析

为合理研究增强石英纤维复合材料性能的方法,为SiO2气凝胶制备提供合理的参考,本文以正硅酸乙醋等作为主要原料,对石英纤维进行一系列的真空浸渍固化处理,通过有效的手段,增强石英复合材料的性能,提升SiO2气凝胶的应用效果。研究表明,在石英纤维复合材料中应用SiO2气凝胶可持续优化材料的使用性能,有效降低复合材料显气孔率和吸水率,提高了材料的憎水性能,改善材料的吸湿性。同时,提高了复合材料的体积密度、力学强度,但又对石英纤维复合材料的介电常数几乎不会产生影响,对损耗角正切的降低也有一定帮助,从而满足实际应用需求。

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2复合溶胶的制备与研究

以硝酸铝、正硅酸乙酯、氧氯化锆、钛酸丁酯为前驱体,水和无水乙醇为溶剂,用溶胶-凝胶法制备适合涂膜的复合溶胶。

Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2-TiO_2复合溶胶的制备工艺

以Al(NO3)3.9H2O、Si(OC2H5)4、ZrOCl2.8H2O和Ti(OC4H9)4为原料,用sol-gel法通过分步水解得到透明稳定性能好的复合溶胶,并采用XRD和SEM等测试技术对复合溶胶的相组成及其微观形貌进行了表征。实验发现:ZrOCl2.8H2O的预水解溶液的pH<1,用它作为胶溶剂可合成性能好的复合溶胶;若不加硅烷偶联剂,当Al、Si物质的量比n(Al)∶n(Si)<2∶1时,得不到性能稳定的复合溶胶;改变Ti组分的加入量,复合薄膜的主晶相将发生改变。

球形纳米SiO_(2)的制备及其铝热剂的燃烧性能研究

采用溶胶-凝胶法,通过正交试验优化,制备平均粒径为120nm的球形纳米SiO_(2)。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及全自动比表面及孔隙度分析仪等手段对该纳米SiO_(2)进行了表征。将制得的纳米SiO_(2)与Al粉和纳米MnO_(2)混合,配制成零氧平衡的复合铝热剂,详细测试了该铝热剂的燃烧性能。结果表明:低温有利于颗粒粒径的控制和分散度的调整。溶液的介电常数对颗粒形成有较大影响。正硅酸乙酯和氨水的浓度与SiO_(2)颗粒大小成正比。BET数据表明,纳米SiO_(2)比表面积较大,为微孔和介孔的混合结构。SiO_(2)的粒度大小对铝热剂的燃烧时间与效率有很大影响。随着SiO_(2)粒径的减小,铝热剂的燃烧压力峰值及增压速率得到了显著的提升,这为纳米SiO_(2)在复合铝热剂中的应用提供了参考。

溶胶-凝胶法制备ZrO_2/SiO_2纳米复合材料的研究

利用溶胶-凝胶法制备了ZrO2/SiO2纳米复合物室温磷光材料,通过各条件的优化,最终确定溶剂为异丙醇、Zr摩尔掺杂百分含量为15%、550℃下煅烧3h得到的纳米ZrO2/SiO2复合物的室温磷光发光性能较好,其最大激发波长为280nm、发射波长为460nm,且磷光寿命为0.56s。

SiO_2/ZrO_2复合溶胶稳定性影响因素的研究

以氧氯化锆(ZrOCl_2·8H_2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,四乙基溴化铵(TEAB)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备SiO_2/ZrO_2复合溶胶。通过正交试验和单因素试验考察陈化温度、模板剂、锆含量和乙醇对SiO_2/ZrO_2复合溶胶稳定性的影响。结果表明:陈化温度对溶胶稳定性影响较大,溶胶稳定性随着陈化温度的升高显著下降;其次是锆含量,溶胶稳定性随锆含量的增加先降低后缓慢上升,最低点处n(ZrOCl_2·8H_2O)∶n(ZrOCl_2·8H_2O+TEOS)=0.15。

不同改性剂对SiO_(2)气凝胶性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS-28)为硅源,以5种不同的改性剂(甲基三乙氧基硅烷MTES、二甲基二乙氧基硅烷DMDES、三甲基乙氧基硅烷ETMS、三甲基氯硅烷TMCS、六甲基二硅氮烷HMDZ),使用溶胶-凝胶法,通过超临界干燥工艺制备疏水SiO_(2)气凝胶。通过比表面积分析仪、扫描电镜、热重分析仪等多种表征方法,全面揭示了SiO_(2)气凝胶的孔结构、微观形貌和热稳定性等性能。结果表明:改性后的SiO_(2)气凝胶比表面积900~1024m^(2)/g,密度0.092~0.128g/cm^(3),平均孔直径14.67~18.3nm,均显著优于未改性;SEM结果显示孔结构更加均匀,孔隙率更大;疏水性TMCS>HMDZ>ETMS>DMDES>MTES;改性后的SiO_(2)气凝胶的热稳定性更好,其中TMCS和HMDZ改性的热稳定性最好。

低锆含量下SiO_2/ZrO_2复合溶胶稳定性的研究

以氧氯化锆和正硅酸乙酯为先驱体,乙醇为溶剂,四乙基溴化铵(TEAB)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备SiO_2/ZrO_2复合溶胶,考察了氧氯化锆含量、陈化温度、DMF和TEAB对复合溶胶稳定性的影响。结果表明,陈化温度对溶胶稳定性的影响最为显著,陈化温度愈高,溶胶稳定性愈差;锆含量的影响次之,锆含量越高,复合溶胶的稳定性越低;加入TEAB会明显提高复合溶胶的稳定性,而DMF则会使溶胶稳定性下降。最优配比为:n(ZrOCl_2·8H_2O)∶n(EtOH)=0.05∶15,模板剂选用TEAB,陈化温度为0℃。

溶胶-凝胶法制备TiO_(2)硅藻土复合材料及其光催化性能

采用焙烧、酸洗等工艺预处理硅藻土,以改性硅藻土和钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_(2)硅藻土复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、TG等手段对其进行分析表征,以甲基橙为降解对象考察其光催化性能。结果表明:硅藻土表面均匀负载着锐钛矿型的二氧化钛,晶粒尺寸为35.76 nm。负载比2∶1、pH为>2~3、焙烧温度500℃制备的TiO_(2)硅藻土复合材料的光催化性能最好,热稳定性良好。当TiO_(2)硅藻土复合材料投入量为1 g L,对60 mL(10 mg L)的甲基橙溶液60 min内的降解率达到92%。

锂离子电池SiO/TiH_(2)复合负极材料的制备及其电化学性能

SiO材料具有较高的理论比容量、较低的电压平台以及比Si低的体积膨胀率,被认为是最具有商业化潜力的负极材料,但是SiO存在因初始库伦效率低、体积膨胀率高引起的循环快速衰减等问题。将SiO负极材料与钛氢化合物复合,采用简单、易于工业化的球磨和热处理方法制备了SiO/TiH_(2)负极材料,探讨了热处理温度与SiO和TiH_(2)的质量比对SiO/TiH_(2)复合负极材料的影响。结果表明,热处理过程中形成的高导电性中间相可以起到增强导电性、缓冲体积膨胀、显著改善复合负极材料循环和倍率性能的作用。其中热处理温度为700℃、质量比为4∶1的SiO/TiH_(2)复合负极材料的初始库伦效率为74.4%,100次循环后比容量为555.2 mA·h/g,比容量保持率为53.6%。

溶胶凝胶法制备SiO_2包覆Fe_(85)Si_(9.6)Al_(5.4)软磁复合粉末

采用溶胶-凝胶法，通过控制正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）偶联剂的加入量，在Fe85Si9．6Al5．4粉末表面包覆Si02绝缘层。采用x射线衍射（XRD）、傅氏变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（sEM）和磁力显微镜（MFM）对粉末的微观结构及成分进行表征，采用振动样品磁强计（VSM）测试粉末的磁性能。结果表明：利用硅烷偶联剂对Fe85Si9．6Al5．4粉末表面改性后再加入TEOS，能在Fe85Si9．6Al5．4粉末表面包覆一层约1～2μm厚的絮状非晶SiO2；随着TEOS和APTES添加量的增多，Si02包覆层的厚度也随之增加，饱和磁化强度聪在0．86～0．90T之间变化，鼠i基本不变；当添加6mLTEOS、1mLAPTES时，得到的包覆粉末包覆效果及性能最佳，饱和磁化强度M达到O．90T，矫顽力Hci为1114A／m。

含SiO_2,ZrO_2微粒复合镀镍层抗高温氧化性能

通过对含有SiO2 ,ZrO2 微粒复合电沉积的研究 ,在Cu合金表面分别获得了含量 (原子数分数 )为 1 1 .3%SiO2 ,5 .31 %ZrO2 微粒的Ni基复合镀层 .通过在 80 0℃、90 0℃条件下的高温氧化和热震循环试验 ,研究了这种复合镀镍层的高温氧化性能和界面结合特性 .结果表明 :经过 40h的高温氧化 ,2种复合镀镍层的抗氧化性能均达到抗氧化级 ,而且含SiO2 微粒的复合镀镍层的抗氧化性能优于含ZrO2 微粒的复合镀镍层 ;经过 5 5次冷热循环 ,含SiO2

溶胶-凝胶法制备SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜紫外光处理的研究

采用溶胶－凝胶技术，结合二步水解法分别在单晶硅片、石英玻璃和Ｋｇ玻璃上制备ＳiＯ2、ＴiＯ2纳米复合薄膜，采用高压汞灯对其进行紫外光处理，分别用ＡＦＭ、椭偏仪、ＦＴＩＲ、ＵＶ－Ｖis分光光度计以及ＸＲＤ对凝胶膜紫外光处理前后的光学性能和结构进行研究，并与传统的热处理进行比较与分析．研究表明，紫外光处理是实现凝胶膜低温致密化的有效方法之一，其致密化的机理不同于传统的热处理，主要是通过紫外高能光子诱导复合薄膜网络结构的原子中的电子激发，导致原子化学键的断裂，进而产生结构重组而致密化．