环氧/聚有机硅倍半氧烷杂化材料的制备及性能

为改进目前环氧LED封装材料柔性差、有机硅改性环氧树脂需要高温固化等缺点,采用紫外(UV)固化技术,将环氧树脂与含环氧基团聚有机硅倍半氧烷交联杂化,制备了环氧/聚有机硅倍半氧烷杂化膜材料,并通过13 C-NMR、29 Si-NMR、SEM、FTIR、TGA和UV-vis等研究了UV固化对环氧/聚有机硅倍半氧烷杂化膜材料的结构及性能的影响。结果表明,聚有机硅倍半氧烷与环氧树脂在紫外固化过程中,快速原位杂化形成环氧/聚有机硅倍半氧烷杂化膜材料,没有相分离,获得的环氧/聚有机硅倍半氧烷杂化膜材料具有透过率高、耐高温、耐紫外、附着力好等特点,可用于LED封装材料、电子封装材料等光电领域。     

树脂基防隔热一体化热防护复合材料高温性能演变分析

采用溶胶-凝胶-常压干燥的方法,以耐热杂化酚醛树脂(PF)为基体,复合碳纤维编织物(CF)制备树脂基防隔热一体化热防护复合材料(PF/CF-HT01)。利用热分析(TG)、电子万能试验机研究材料热稳定性和高温力学性能,利用氧乙炔装置研究材料耐烧蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)研究材料微观结构演变过程。结果表明：空气中树脂基体的初始分解温度为387.3℃,最大分解温度为644.7℃,800℃时残炭率为13.8%;复合材料初始分解温度为405.3℃,800℃时残炭率为42.8%;复合材料常温压缩强度最大为542.6 MPa,经1 000℃原位热处理30和60 s后的最大压缩强度分别为166.2和149.9 MPa。复合材料具有良好的防隔热一体化性能,其线烧蚀率可达0.039 mm/s,单次热考核结束时背温低于100℃、继续热传导后最高背温低于200℃。高温作用下材料快速陶瓷化形成致密的SiO₂和BN瓷化层,赋予材料突出的耐烧蚀抗冲刷性能,而底层仍然保留着多孔结构使得材料保持较好的隔热性能。     

热处理温度对炭/炭复合材料性能的影响

对同一种炭/炭复合材料,经过不同温度的最终热处理后的微观结构、石墨化度和抗弯强度进行了对比研究.研究结果表明:随着最终热处理温度的升高,在偏振光下,易石墨化的热解炭光学活性增强,而难石墨化的热解炭微观结构几乎没有变化;炭/炭复合材料的晶粒逐渐长大,层面间距逐渐缩小,石墨化度有较大幅度的提高;同时,由于基体炭与炭纤维的热膨胀系数存在差别,随着热处理温度的升高,基体与增强纤维的的结合强度降低,使炭/炭复合材料的抗弯强度降低,但材料的应变性增强,材料的断裂形式由脆断转为假塑性断裂.     

三维编织碳/碳复合材料高温力学及疲劳试验研究

在大气环境下,对有抗氧化涂层的非切边和切边三维(3D)四向碳/碳复合材料在室温、800和900℃下进行编织纵向拉伸试验,得到了相应工况下的弹性模量、拉伸强度以及应力-应变曲线;在800℃下对两种试件进行编织纵向拉/拉疲劳试验,得到了疲劳寿命数据以及剩余刚度随循环载荷的变化规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对破坏后的试件断口进行观察研究,分析材料拉伸破坏机制以及疲劳破坏机制。结果表明:三维四向碳/碳复合材料的拉伸强度和弹性模量随着温度的升高而增大,非切边试件的力学性能优于切边试件;三维四向碳/碳复合材料剩余刚度随循环载荷先增加而后减小;材料的拉伸破坏形式以纤维拉伸为主,温度升高后,断口出现纤维束成簇拔出现象,疲劳破坏形式以纤维拉伸为主并伴随一定的纤维簇拔出和基体分层现象。     

溶胶凝胶法制备mullite过程中的拉曼光谱和红外光谱研究

借助Raman,FT-IR和XRD等技术探讨Si和Al溶胶的形成及Si-Al双相凝胶在原位受控晶化过程中微结构变化。研究结果表明:Si和Al溶胶分别以Si—O…H和Al—O…H基团构成的无序网络结构形式存在。经600℃热处理后,Si-Al双相凝胶中基本不存在有机杂相;当温度升至800℃,该非晶试样已开始网络结构重排,形成少量有序Al O4四面体区和Al O6八面体区;经1 000℃热处理后,试样中开始析出Si-Al尖晶石相;随着温度进一步升高,Si-Al尖晶石相衍射峰增强,经1 200℃热处理后,在1 130 cm-1和1 170 cm-1附近出现明显的红外吸收峰,表明莫来石(mullite)中Al—O—Si键形成,同时检测到莫来石的拉曼特征峰;温度继续升高至1 450℃时,尖晶石相消失,除了莫来石相外,还有少量Al2O3析出。采用本方法制得的Si-Al双相凝胶首先形成Si-Al尖晶石相,然后在1 200~1 400℃下转化为纯的莫来石相。     

超支化聚(胺-酯)增韧环氧树脂

采用一步法合成超支化聚(胺-酯)(HBP),并测试不同温度下的粘度变化情况;以所合成的超支化聚(胺-酯)作为增韧剂,增韧环氧树脂,测试其冲击强度与弯曲性能,并采用扫描电镜对冲击断口进行了观察。结果表明:所合成的超支化聚(胺-酯)的粘度随温度升高而下降,超支化聚(胺-酯)作为增韧剂与环氧树脂相容性好,使环氧树脂的冲击强度从9.8 kJ/m2提高到22.4 kJ/m2,弯曲强度和弯曲模量有一定程度提高,冲击断口表现出明显的韧性断裂的特征。     

各向同性煤沥青制备炭/石墨纤维的研究

以各向同性煤沥青为原料,采用熔融纺丝工艺制备了直径为55μm的沥青纤维,经预氧化、炭化和石墨化处理后得到炭纤维和石墨纤维,并采用偏光显微镜、XRD和SEM等对其形貌、结构和性能进行表征。结果表明,炭/石墨纤维具有与沥青原料相似的各向同性光学结构;随热处理温度升高,炭/石墨纤维截面逐渐变粗糙,且内部石墨微晶逐步发育并长大,3 000℃下石墨化纤维微晶增大较明显,其堆积高度和平面尺寸分别约为5nm和11nm;1 600℃炭化纤维的力学性能较好,其拉伸强度和杨氏模量分别达到0.57GPa和32.19GPa,进一步提高热处理温度,纤维拉伸强度逐步降低,但是其杨氏模量逐渐增加,3 000℃石墨化纤维的拉伸强度和杨氏模量分别为0.26GPa和40.57GPa;炭/石墨纤维室温轴向电阻率随热处理温度的升高而降低,1 000℃炭化纤维室温轴向电阻率为47.78μΩ.m,3 000℃石墨化纤维室温轴向电阻率降至21.98μΩ.m。     

莫来石/硅酸盐低膨胀率粘接材料固化机理与结构性能

以硅酸钠水溶液、莫来石粉体为原料制备了低膨胀率的莫来石/硅酸盐粘接材料,并通过FT-IR、XRD、NMR等方法对不同温度下热处理的样品进行了表征。结果表明,材料的固化反应发生在室温与400℃之间,为硅酸钠水溶液中的链式或环式聚硅酸、莫来石粉体上的铝羟基间缩合脱水反应,构建了以硅、氧、铝为主的三维体型网状结构;所制备的具有低膨胀系数的莫来石/硅酸盐粘接材料在100～400℃的温度范围,线膨胀系数为(1.2～3.7)×10-6K-1,600℃时线膨胀系数最大为1.45×10-5K-1,套接压缩剪切强度达25MPa。     

Co_xFe_(3-x)O_4/SiO_2纳米复合材料结构和磁性

采用溶胶—凝胶法制备了不同Co~(2+)含量的Co_xFe_(3-x)O_4/SiO_2(x=0.8,1.0,1.2)纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对复合材料的结构和磁性进行测试,分析了Co2+含量和热处理温度对复合材料结构和磁性能的影响.XRD测试表明,经700℃热处理后复合材料中形成尖晶石结构的Co_xFe_(3-x)O_4铁氧体.随着热处理温度的升高,复合材料中Co_xFe_(3-x)O_4的晶粒尺寸和晶格常数逐渐增大,同时晶格常数随Co~(2+)含量增加而增大.磁性测试表明,样品的饱和磁化强度和矫顽力随热处理温度的升高而增大,而且与Co~(2+)含量变化相关.经1 100℃热处理后Co_(0.8)Fe_(2.2)O_4/SiO_2的矫顽力为3 383 Oe,是性能优异的磁记录材料.     

过共晶铝硅合金的组织和热膨胀行为

采用喷射沉积技术制备过共晶Al Si27合金,研究热处理对其显微组织的影响,并探讨Al Si27合金在室温至500℃范围内的热膨胀行为。研究结果表明:喷射沉积Al Si27合金中,细小的初晶Si颗粒在Al基体中均匀分布,且初晶硅尺寸随退火温度升高而增大,由细小球状颗粒逐渐转变成为粗大球状或长条状颗粒。随退火温度升高,材料的残余热应力逐渐减小,室温至100℃范围内的热膨胀系数逐渐增大。此外,不同循环温度下的热膨胀系数随循环温度的升高而逐渐增大,且实测值与Kerner模型理论计算值一致。     

A composite thermal insulator based on xonotlite and perlite

A low cost thermal insulating material can be produced by compounding an active xonotlite slurry, fired-perlite, HOMO PAN fibers and glass fibers. The maximum service temperature of the product is 800℃; linear shrinkage after 800℃×16 h firing is 0.9%; the cold crushing strength is 1.56 MPa; the flexural strength at ambient temperature is 0.81 MPa; the thermal conductivity at ambient temperature (25℃) is 0.056 and 0.128 W/(m·K) at 800℃. The production cost of such a composite is only 1/3 of that of the normal xonotlite thermal insulators. It can substitute the normal xonotlite thermal insulators on most occasions with a similar cost to that of normal perlite products.     

莫来石结合碳化硅制品的研制

以 A2 S2 作为 Si C颗粒间的结合相 ,其烧结体具有高温强度大 ,热震稳定性好 ,抗氧化能力强 ,热膨胀系数小等特点。     

可瓷化硅橡胶的制备与性能

以硅橡胶为基材、低软化点玻璃粉为成瓷填料,采用双辊开炼的方法制备一种可瓷化硅橡胶复合材料。研究玻璃粉用量对复合材料拉伸性能及瓷化性能的影响。结果表明:玻璃粉用量对复合体系的拉伸强度影响较小,在6~7 MPa间波动,对体系的断裂伸长率有显著影响,从约180%下降到110%;玻璃粉用量较大时,瓷化温度从750℃迅速下降到600℃;玻璃粉用量增加可提高低温瓷化物的抗热冲击性。扫描电镜观察结果表明:瓷化物内部存在大量气孔,导致试样的致密性均较差。     

Research on application of different particle sizes of cordierite on castable refractory

Effect of different particle sizes of cordierite on properties of castable refractory by different heat treatment temperatures were investigated respectively with mullite and bauxite as raw materials,calcium aluminate cement as binders.After 24 h curing in mould and another 24 h curing at 110 ℃ after demoulding,the specimens were heat treated at 1 000 ℃,1 300 ℃ and 1 500 ℃ for 3 h,respectively.The bulk density(BD),permanent linear change(PLC),modulus of rupture(MOR)and clod crushing strength(CCS),thermal expansion coefficient and thermal shock resistance were examined.The results show that there is no obvious effect on adjusting permanent linear change and bulk density of castables by adding different particle sizes of cordierite at low temperature and intermediate temperature.Modulus of rupture of castable increase with the decreasing of the particle sizes of cordierite after heat treated by 1 000 ℃ and 1 300 ℃.In this experiment,thermal shock resistance of the castable with cordierite whose particle size is 0~1 mm is the best.     

热氧化对PAN基碳纤维结构与性能的影响

将PAN基碳纤维在于400~700℃条件下空气中进行热氧化处理,然后利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、密度梯度管和纤维强力仪研究了其表面化学组成、表面形貌与性能的变化。结果表明:热氧化温度低于600℃时,纤维表面含氧量随热氧化温度升高不断增加,到600℃时氧含量增加了7.11%,主要增加的官能团为羟基、醚键以及羰基,纤维体密度、线密度随热氧化温度变化不明显;700℃时由于含氧官能团的裂解,氧含量有所减少,裂解部分主要为羰基,纤维体密度明显增加,线密度急剧减小;纤维强度随热氧化温度升高不断减小,600℃后减小趋势更加明显;模量随热氧化温度变化不明显。     

回转窑窑口新型浇注料的研制

利用均化矾土和电熔莫来石为主要原料,添加少量碳化硅,以铝酸钙水泥为结合剂,制备了一种新型窑口浇注料。通过其与现场刚玉-莫来石质浇注料进行对比,得出以下结论:4.8%的加水量以及粒度分布系数为0.34的新型浇注料具有较高的体积密度和常温强度;新型浇注料1 400℃在基质中原位形成了大量的莫来石相使其高温抗折强度提高了10倍,高温下在基质部分生成的原位莫来石与原料中引入的柱状莫来石呈网络交叉结构,使其4%荷重软化温度提高了200℃以上;在新型浇注料配方中的电熔莫来石及碳化硅细粉,均起到了提高材料的热震稳定性及高温耐磨性的作用。     

刚玉-莫来石推板高温行为和显微结构

采用三点弯曲法对两种刚玉-莫来石推板产品的高温断裂强度和1400℃下的高温抗弯蠕变进行了对比研究.结果表明,进口推板材料具有较高的高温断裂强度和较好的高温抗弯蠕变性能,其结构特点是以红柱石颗粒为骨料,基质中形成良好的薄膜状莫来石结合刚玉的结构,玻璃相含量极低.国产推板尽管基质中莫来石已形成网络结构,但内部存在少量玻璃相,使得高温断裂强度较低,高温抗弯蠕变性较差.莫来石形态和玻璃相的存在是影响材料高温性能的决定因素.     

水气二以特点及其单流体模型

对水利工程中掺气水流的数值模拟进行了研究。从建立数学模型的角度,详细分析了水利工程中水 二相流的特点,人理论上证明：对工程中常见的稀疏气泡流,单流全模型是可行的;且水气混合物的连续方程和动量方程可分别用水相的连续方程和动量方程代替,以使问题简化。提出了掺气水流的单流体模型,并用该模型对水垫塘掺气水流进行了计算,掺气浓度计算值与实测值基本吻合,表明本文提出的单流体模型可用于水扩建塘水气二相流的数值模     

FeCuNbSiB非晶薄带的模量和线膨胀系数研究

采用单辊法制备了宽4．5mm、厚25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9晶薄带。并用Q800动态热机械分析仪（DMA）测试了非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随着测试温度的变化关系。结果表明，非晶薄带的弹性模量随着测试温度的升高而减小；非晶薄带的线形变都随着测试温度的升高而增大；非晶薄带的线膨胀系数在50-150℃温度范围内随着测试温度的升高而增大，在150-300℃温度范围内随着测试温度的升高而减小。