白炭黑的制备及研究发展趋势

作为重要的化工添加剂,白炭黑在现代工业中需求巨大,且需求量逐年递增。本文对当前白炭黑制备方法及其优缺点进行对比分析。针对当前白炭黑研究现状,指出进一步降低气相法白炭黑生产成本,提高传统的沉淀法白炭黑产品质量是未来白炭黑生产的重要发展方向;非金属矿是丰富而廉价的Si原料来源,禾本科植物矿物杂质含量少,生产工艺简单,利用非金属矿与禾本科植物制备白炭黑产品的生产方法,原料廉价,生产成本低,未来具有极大的市场潜力。     

气相法白炭黑的发展

本文气相法白炭黑的发展过程进行了归纳。着重介绍了气相法白炭黑的应用领域、制备方法及其特性。对气相法白炭黑的国内外发展动态进行了分析。     

白炭黑大有可为

目前 ,世界沉淀法白炭黑的生产能力达1 0 0万ｔ/年 ,气相法白炭黑的生产能力约1 0万ｔ/年 ;我国沉淀法白炭黑的生产能力超过1万ｔ/年 ,气相法白炭黑的生产能力很低 ,年生产能力不足千吨。我国生产白炭黑具有丰富的原料优势 ,完全有条件大力发展白炭黑产品 ,而且随着国民经济的不断发展 ,国内对白炭黑的需求将会大幅度增长。国内有条件的企业完全可以根据当地的原料优势 ,开发出适合自身特点的白炭黑生产新工艺。当前 ,我国白炭黑生产的经济性、品种和质量与国外产品相比 ,尤其是气相法白炭黑产品 ,还存在很大的差距。为此 ,我国的白炭黑生产…     

界面氢键结合的天然橡胶/改性气相法白炭黑纳米复合材料

用间苯二酚与六亚甲基四胺络合物（RH）对气相法白炭黑进行表面改性,通过混炼和硫化制备了天然橡胶/改性气相法白炭黑（NR/M-silica）纳米复合材料,并通过力学性能测试、交联密度测定、透射电镜、差示扫描量热法、红外光谱和X射线光电子能谱等手段研究了纳米复合材料的结构和性能．结果表明：M-silica对NR硫化胶的补强效果显著优于未改性的气相法白炭黑,当M－silica用量为4～10份时,硫化胶的力学性能最佳;M-silica在橡胶基体中分散良好,硫化胶的交联密度和玻璃化温度提高;在改性剂RH作用下,白炭黑的Si-O键和硅羟基的红外光谱特征吸收峰发生明显的蓝移,且O原子的结合能发生明显的变化,表明白炭黑表面的硅羟基与RH受热后形成的间苯二酚甲醛树脂中的酚羟基之间形成了明显的氢键作用．在上述研究的基础上讨论了RH改性气相法白炭黑补强天然橡胶的机理．     

天然橡胶/改性气相法白炭黑纳米复合材料的制备

用间苯二酚与六亚甲基四胺络合物（RH）对气相法白炭黑进行表面改性,产物与天然橡胶混合,通过混炼和硫化制备了天然橡彬改性气相法白炭黑（NR／M-silica）纳米复合材料．采用力学性能测试、交联密度测定、透射电镜、差示扫描量热、红外光谱和X射线光电子能谱等手段研究了该纳米复合材料的结构和性能,并探讨了RH改性气相法白炭黑补强天然橡胶的机理．结果表明：M-silica对NR硫化胶的补强效果明显优于未改性的气相法白炭黑,当M-silica用量为4％-10％时,硫化胶的力学性能最佳;M-silica在橡胶基体中分散良好,硫化胶的交联密度和玻璃化温度升高;在改性剂RH作用下,白炭黑中的Si-O键和硅羟基的红外光谱特征吸收峰发生明显的蓝移,且O原子的结合能发生明显的变化,表明白炭黑表面的硅羟基与RH受热后形成的间苯二酚甲醛树脂中的酚羟基之间形成了明显的氢键作用．     

沉淀法生产白炭黑超细粉

成果简介 二氧化硅微粉俗称“白炭黑”，广泛用于催化剂、催化剂载体、石油化工、脱色剂、消光剂、橡胶补强剂、塑料充填剂、油墨增稠剂、金属软性磨光剂、绝缘绝热填充剂、高级日用化妆品辅料及喷涂材料等各种领域。目前国内生产“白炭黑”微粉主要采用气相法，该法由于工艺复杂，设备投资大，     

SiC晶须制备方法及应用

目前生产 Si Cw(碳化硅晶须 )的方法主要有气相反应法和固体材料法两大类 .气相反应法应用最为普遍的是气相沉积法 ( CVD法 ) ;固体材料法生产 Si Cw主要有 VLS机理和 VS机理 .生产出的 Si Cw主要用作高强度、高硬度结构材料的增强、增韧 .使用 Si Cw增强、增韧的材料 ,可广泛用于航空航天、军事和民用等众多工业领域     

国内外白炭黑的生产与应用

白炭黑是合成水合硅酸和硅酸盐的总称,又名轻质二氧化硅,是白色、高分散度粉状物,其粒径在10～100mμ之间。按一定的比例加入橡胶、塑料、纸张、涂料及油墨油漆中,可以产生良好的物理性能(如抗张强度、耐磨性与抗撕裂等)。白炭黑属白色增强剂,其增强效果可与炭黑媲美,故称白炭黑。白炭黑按其生产方法来分,大体有三种:气相法白炭黑,沉淀法白炭黑和表面处理白炭黑。气相法白炭黑由热解法制取,先把提纯的四氯化硅蒸发,再在1800℃的氢气焰中进     

直管式反应室感应耦合等离子体技术制备氮化硅薄膜研究

采用直管式反应感应耦合等离子体增强化学气相沉积法(ICPECVD)制备氮化硅薄膜，并用傅立叶变换红外光谱仪测试了氮化硅薄膜的红外光谱，结果表明氮化硅薄膜中不仅存在Si—N键，而且由于杂质氢的存在而含有Si—H键和N—H键．用朗缪尔单探针测试了直管式反应室中的等离子体参数，得到离子密度Ni在反应室内轴向以及径向位置的变化规律，弄清了离子密度Ni分布比较均匀的区域，分析了离子密度Ni分布的均匀性对等离子体干法刻蚀和薄膜制备的影响和意义。     

采用热丝化学气相沉积法制备SiCN薄膜的研究

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,在单晶Si衬底上制备SiCN薄膜。所采用的源气体为高纯的SiH4,CH4和N2。用原子力显微镜(AFM)、X线衍射谱(XRD)和X线光电子能谱(XPS)对样品进行表征与分析。研究结果表明:SiCN薄膜表面由许多粒径不均匀、聚集紧密的SiCN颗粒组成;薄膜虽然已经晶化,但晶化并不充分,存在着微晶和非晶成分,通过Jade软件拟合计算出薄膜的结晶度为48.72%;SiCN薄膜不是SiC和Si3N4的简单混合,薄膜中Si,C和N这3种元素之间存在多种结合态,主要的化学结合状态为Si—N,Si—N—C,C—N,N=C和N—Si—C键,但是,没有观察到Si—C键,说明所制备的薄膜形成了复杂的网络结构。     

Ge纳米结构的制备技术与发光特性研究进展

Si基纳米发光材料与器件的研究是目前半导体光电子技术领域中的一个活跃前沿.除了Si纳米晶粒、Si量子点和Si/SiO2超晶格等Si纳米结构之外,属于同族元素的Ge纳米结构也因其所具有的优异特性,而呈现出良好的发光性能.评述了Ge纳米结构的制备方法与发光特性在近年内取得的研究进展.     

共价化合物的热力学性质与结构的关系Ⅲ SiH_(mXn)的气相标准生成焓

提出了一个估算SiHmXn的气相标准生成焓[Δ_fH_m~(?)(SiHmXn,g)]的经验公式,它表明了Δ_fH_m~(?)(SiHmXn,g)与Si—H键和Si—X键的键焓及键数(m,n)有关。当(m+n)<4时。中心原子(Si)与相邻原子(X)之间的共轭效应和配位效应对Δ_fH_m~(?)(SiHmXn,g)也有较大的影响。     

Si4X(X=Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP／6—311G^*水平下,对杂原子X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)置于垂直于具有D2h对称的Si4原子簇平面的C2轴上时,所得到的含杂Si4X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇,进行了理论计算,得到一系列稳定的Si4X原子簇的几何构型,并对其中具有C2v对称的三角双锥结构的Si4X原子簇,系统地讨论了原子簇的稳定性、Si—X键强弱、电荷分布等的递变规律,以及由于第三周期元素的加入,对硅原子簇结构的影响。     

利用紫木节制备聚合氯化铝和白炭黑

利用紫木节、铝矾土同时制备聚合氯化铝和白炭黑。聚合氯化铝盐基度可达 79.6 % ,白炭黑扯断强度达 18.6 MPa、扯断伸张率达6 0 % ,Si O2 含量为 94.2 %。两种产品的各项指标均达到或超过日本国工业标准和我国有关标准。     

碳氮膜性能研究

采用电子回旋共振化学气相沉积(ECR-CVD))方法在基片Si(100)上镀制了厚度为80m的氮碳膜(CNx膜),并研究了CNx膜的机械特性、摩擦特性和薄膜结构.采用轮廓仪测量了薄膜的厚度,采用纳米压入仪研究了薄膜的纳米硬度和弹性模量,采用摩擦磨损仪研究了薄膜的摩擦特性,采用X射线光电子能谱仪研究了薄膜的键组成,采用X射线衍射仪研究了薄膜的结晶情况,采用傅立叶红外光谱仪研究了薄膜的吸收特性,以及采用电子探针分析仪研究了薄膜的元素组成.并对所得到的数据进行了分析.研究结果表明,采用该方法镀制的CNx膜具有较好的性能.     

LPCVD氮化硅薄膜的制备工艺

氮化硅(Si3N4)薄膜具有许多优良特性,在半导体、微电子和MEMS领域应用广泛.简要介绍了Si3N4膜的制备方法及CVD法制备的Si3N4薄膜的特性,详细介绍了低压化学气相淀积(LPCVD)氮化硅的工艺.通过调整炉温使批量生产的淀积膜的均匀性达到技术要求.     

非晶态TiO_2-SiO_2网络E′心的热释光探测

非晶态TiO_2-SiO_2材料,由于Ti的掺杂破坏了均匀的SiO_4四面体网络结构,造成Si—O键和Ti—O键断裂而形成三种缺陷:非桥氧,E′心和过氧基。伴随Si—O断键生成的E′心其能带结构如图1所示。价带为完整的SiO_4四面体网络的基态。导带底相应于氧原子的2p电子激发到3s轨道。     

Si（Ⅱ）小分子配合物理论研究

利用INDO法及能量梯度方案,通过对XSi~+及X_2Si(X=H,F)配合CO、N_2形成“超分子”化合物稳定构型及有关信息的计算,给出了衍生物系列的相对稳定性及有关的影响因素,探讨其成键图象及规律性。结果表明:分子间的配位力与稳定化能、键参量、电荷转移成平行关系,揭示出分子间的作用键主要是σ配键及配位力的本质是授受电子的共价作用。     

湿法白炭黑超细粉工业化生产及产品性能表征

湿法生产白炭黑超细粉是采用廉价原料及通用化工设备,避免了气相法生产的弊端,产品活性高,作为橡胶,塑料助剂应用于橡胶领域中,使橡胶性能得以改善。该工艺简便,产品质量高,成本低廉,具有广阔的市场前景,经济效益十分显著。     

白炭黑改性聚羧酸减水剂及其对水泥胶砂性能的影响

白炭黑(气相法SiO_2)能够有效改善水泥胶砂力学性能和耐久性,但不容易均匀分散在水泥浆体中,一般需同时配入高效减水剂复合使用。提出利用白炭黑对聚羧酸减水剂进行改性,并将其应用于水泥胶砂制备,一方面保留聚羧酸减水剂的高效减水效应,另一方面将白炭黑以较为均匀的方式引入到水泥基材料中,提高其物理力学性能。研究结果表明:相比于未改性聚羧酸减水剂,在一定条件下得到的白炭黑改性聚羧酸减水剂能够有效改善水泥胶砂工作性能和力学性能。当改性温度为60℃、改性时间为6 h、聚羧酸减水剂与白炭黑减水剂质量比为100:3时,白炭黑改性聚羧酸减水剂对水泥胶砂扩展度和力学强度的改善效果最佳,水泥胶砂扩展度达到197 mm,28 d抗压强度为57.8 MPa。