过滤用碳化硅泡沫陶瓷的制备和性能

将具有三维网状结构和连通孔道的高弹性聚氨酯海绵作为先驱体,选用一级品α-SiC为骨料,配以各种添加剂,分水基和非水基2种配方调制浆料,浸渍先驱体成型。采用常规烧结法和反应烧结法烧结制品,并利用XRD和SEM等测试手段对制品的结构与性能进行了分析研究。结果表明:经过反复实验研究制备的2组样品中的A-2,B-5具有代表性,通过对比A-2,B-5 2样品的性能、显微结构、晶相,确定了碳化硅泡沫瓷制备的最佳工艺方法,提出了反应烧结碳化硅泡沫瓷的烧结机理。     

炭泡沫中Si含量对碳化硅多孔陶瓷 组织和性能的影响

研究炭泡沫预制体中Si添加量的变化对碳化硅多孔陶瓷的组织及性能的影响. 以中间相沥青添加一定质量分数的Si粉为原料,经发泡工艺制备含Si的炭泡沫预制体并结合反应烧结工艺制得碳化硅多孔陶瓷. 对碳化硅多孔陶瓷的微观形貌、相组成、孔隙率、孔筋密度和抗弯强度进行分析与测试. 结果表明:随着炭泡沫预制体中Si量的增加,碳化硅多孔陶瓷的孔隙率下降,孔筋密度增加,抗弯强度提高. 当Si的质量分数为50%时,多孔陶瓷孔筋完全由SiC相组成,孔筋密度为3.14g/cm3,多孔陶瓷的抗弯强度达到23.9MPa,对应孔隙率为55%.     

反应烧结碳化硅的显微组织

对不同生坯进行硅化处理后得到的反应烧结碳化硅的显微组织进行了研究。结果表明：选用α－ＳｉＣ＋Ｃ粉的混合物作为生坯，ＳｉＣ相的体积分数随生坯中ｗＣ的增加而增加，但过大的ＷＣ将使硅化后的试样出现残碳；选用碳毡作为毛坯，反应烧结碳化硅的显微组织特点是Ｃ／ＳｉＣ反应生成的碳化硅颗粒均匀细小，并呈线状分布在游离硅中，浸渍过树脂的碳毡硅化处理后的显微组织特点是反应生成的碳化硅颗粒粗大呈不均匀分布。Ｘ射线衍射结     

粉煤灰泡沫陶瓷水基浆料的性能

采用有机泡沫浸渍法制备粉煤灰泡沫陶瓷.为获得良好的挂浆性能,研究pH值、分散剂、流变剂和固相含量等因素对粉煤灰泡沫陶瓷水基浆料流动性、稳定性及触变性的影响,并对其作用机理进行分析.研究结果表明:浆料的黏度受pH值的影响比较显著,当pH值约为11时,浆料黏度最低,流动性最好;粉煤灰水基浆料的黏度随剪切速率增加而减小,随固相含量增大而增大,而且具有明显的时间依附性;当分散剂用量为0.5%,流变剂加入量为4%,固相含量为60%时浆料稳定性、流动性和触变性都较优,用其制备的泡沫陶瓷抗弯强度达到1.56 MPa.     

工艺参数对反应烧结碳化硅导电性的影响

对碳化硅颗粒尺寸,工艺参数与反应烧结碳化硅导电性的关系进行了研究,试验结果表明,随着碳化硅颗粒尺寸的减小,生坯成型压力增加,烧结气氛压力增大,碳化硅电阻率也增大,且烧结温度对电阻率的影响不大,同时,对不同烧结工艺下显微结构与电阻率的关系进行了分析讨论。     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.     

影响SiC泡沫陶瓷浆料性能的主要因素研究

通过对碳化硅水基浆料相对沉降高度的测量及不同实验条件下浆料粘度的测定。研究了添加剂用量、固相含量及剪切速率对碳化硅泡沫陶瓷用水基浆料稳定性、触变性及粘度的影响。结果表明，浆料的粘度随剪切速率增加而减小，随固相含量增大而增大。而且具有明显的时间依附性。添加剂PAM的最佳质量分数为0．0896，固相含量在62％左右。浆料的稳定性、触变性较优。     

碳化硅水基浆料体系的流变性能的研究

通过碳化硅水悬浮液的Ｚｅｔａ电位的测量及不同实验条件下浆料粘度的测定,研究了浆料ｐＨ值,固相含量,转速及添加剂对碳化硅水基浆料稳定性及流变性能的影响,结果表明,碳化硅浆料的粘度随着固相含量增加,Ｚｅｔａ电位绝对值减小而增大,添加剂Ａｌ（ＯＨ）３溶胶可以改善ＳｉＣ浆料的流变性能。     

铜合金熔体泡沫陶瓷离心过滤技术研究

提出通过用离心加压使铜合金通过高密度、大厚度泡沫陶瓷从而强化过滤效果的新方法,研究了过滤工艺参数对铜合金过滤效果的影响。试验结果表明,泡沫陶瓷孔径与厚度、熔体温度、旋转速度等对铜合金的洁净度及力学性能有重要影响。采用该方法过滤铜合金熔体,抗拉强度比未过滤的提高10.8%,延伸率提高27.2%。金相观察表明,这种强化过滤对合金中15μm以上夹杂物有显著滤除效果。     

影响SiC泡沫陶瓷浆料性能的主要因素研究

通过对碳化硅水基浆料相对沉降高度的测量及不同实验条件下浆料粘度的测定,研究了添加剂用量、固相含量及剪切速率对碳化硅泡沫陶瓷用水基浆料稳定性、触变性及粘度的影响。结果表明,浆料的粘度随剪切速率增加而减小,随固相含量增大而增大,而且具有明显的时间依附性。添加剂PAM的最佳质量分数为0.08%,固相含量在62%左右,浆料的稳定性、触变性较优。     

Effects of AlN on the densification and mechanical properties of pressureless-sintered SiC ceramics

In the present work, Si C ceramics was fabricated with Al N using B_4 C and C as sintering aids by a solid-state pressureless-sintered method. The effects of Al N contents on the densification, mechanical properties, phase compositions, and microstructure evolutions of as-obtained Si C ceramics were thoroughly investigated. Al N was found to promote further densification of the Si C ceramics due to its evaporation over 1800 °C,transportation, and solidification in the pores resulted from Si C grain coarsening. The highest relative density of 99.65% was achieved for Si C sample with 15.0 wt% Al N by the pressureless-sintered method at 2130 °C for 1 h in Ar atmosphere. Furthermore, the fracture mechanism for Si C ceramics containing Al N tended to transfer from single transgranular fracture mode to both transgranular fracture and intergranular fracture modes when the sample with 30.0 wt% Al N sintered at 1900 °C for 1 h in Ar. Also, Si C ceramics with 30.0 wt% Al N exhibited the highest fracture toughness of 5.23 MPa m~(1/2) when sintered at 1900 °C.     

ZrO2泡沫陶瓷对瓦斯爆炸的影响

为有效阻隔煤矿井下一次瓦斯爆炸后伴随的连续爆炸或多次爆炸,在爆炸实验管道内设置ZrO2泡沫陶瓷阻隔爆装置,进行瓦斯爆炸实验,分析ZrO2泡沫陶瓷的厚度和孔隙度对瓦斯爆炸压力波波速及超压的影响。结果表明：设置陶瓷阻隔爆装置后的爆炸压力波上升速率和超压较空管时均有所下降;30 mm厚的陶瓷对前驱压力波上升速率的衰减作用明显;泡沫陶瓷能够抑制爆炸波能量的传播,降低爆炸强度。该结果为煤矿阻隔爆技术的研究提供了新思路。     

聚氨酯/酚醛树脂双组份体系泡沫体的制备

采用聚氨酯预聚物(PU)与新型酚醛树脂反应制备了聚氨酯/酚醛泡沫。采用红外光谱对聚氨酯预聚物和酚醛树脂之间的反应程度进行了表征,研究了聚氨酯预聚物与酚醛树脂比例、—NCO含量和二聚体含量对泡沫体制备以及泡沫体性能的影响。结果表明:—NCO基团与酚醛树脂的质量比为40/100时,泡沫体的体积稳定性好,收缩率低;泡沫制备过程中的泛白时间、起泡时间和不粘时间随二聚体含量的增加而延长;泡沫的密度随二聚体含量的增大而增大,而泡沫体积稳定性和吸水率随二聚体含量的增加有下降的趋势;弯曲应力/应变曲线表明,新型聚氨酯/酚醛泡沫的韧性要远远好于纯酚醛泡沫。     

Porous SiC ceramics fabricated by quick freeze casting and solid state sintering

Porous SiC ceramics with uniform microstructure were fabricated by quick freezing in liquid nitrogen and solid state sintering.Poly(vinyl alcohol)(PVA) was added as binder and pore morphology controller in this work.The microstructure and mechanical properties of porous SiC ceramics could be controlled by the composition of the aqueous slurries.Both solid content of the slurries and PVA content impacted on the pore structures and mechanical properties of the porous SiC ceramics.The solid content of slurries and PVA content varied from 60 to 67.5 wt%and 2-6 wt%,respectively.Besides,the grain morphology of ceramics was also tailored by changing the sintering temperature from 2050 to 2150 ℃.Porous SiC ceramics with an average porosity of 42.72%,flexural strength of 59.28 MPa were obtained at 2150 ℃ from 67.5 wt% slurries with 2 wt% PVA.     

聚氨酯泡沫复合材料的制备及其吸波性能研究

以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯为主要原料,水为发泡剂,经过预聚和发泡合成了聚氨酯泡沫材料,并采用两种不同的工艺在其中掺杂碳纳米管,制备成复合吸波材料.采用数字化矢量网络分析仪(Agilent 8722ET型)在5～18 GHz频段范围内对该材料的微波吸收性能进行了测试.结果表明:掺杂了碳纳米管的聚氨酯复合泡沫材料在11～17 GHz频段内具有良好的微波吸收效果,并且吸波强度随着碳纳米管掺杂比例的增加而增大.     

沙柳液化产物制备硬质聚氨酯泡沫的研究

【目的】用沙柳材的多元醇液化产物(LP)制备生物质聚氨酯硬质泡沫材料(LP-PU)。【方法】将纳米有机蒙脱土(OMMT)与沙柳材的多元醇液化产物(LP)在超声波震荡条件下均匀混合,然后将混合物(LP-OMMT)和异氰酸酯(PAPI)混合发泡。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和热重分析仪(TG)对泡沫材料的结构和性能进行表征和测试。【结果】在超声波振荡条件下,FTIR图谱表明加入OMMT使泡沫材料结构中的氢键指数增大,内聚能增大; XRD图和TEM照片显示OMMT在泡沫材料中层间距增大达到5.5 nm,出现插层态或剥离态; 材料的TG曲线向高温方向移动,残炭率为38.51%,热稳定性提高; 材料密度比纯液化产物聚氨酯泡沫材料降低了34.9%,但压缩强度基本不变; 泡沫材料的氧指数升高到37.2%,阻燃性能增强。【结论】加入适量的OMMT能够以插层和剥离态分散在泡沫材料中,并显著提高材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能。     

Preparation of three-dimensional graphene foam for high performance supercapacitors

Supercapacitor is a new type of energy-storage device, and has been attracted widely attentions. As a two dimensional (2D) nanomaterials, graphene is considered to be a promising material of supercapacitor because of its excellent properties involving high electrical conductivity and large surface area. In this paper, the large-scale graphene is successfully fabricated via environmental-friendly electrochemical exfoliation of graphite, and then, the three dimensional (3D) graphene foam is prepared by using nickel foam as template and FeCl3/HCl solution as etchant. Compared with the regular 2D graphene paper, the 3D graphene foam electrode shows better electrochemical performance, and exhibits the largest specific capacitance of approximately 128 F/g at the current density of 1 A/g in 6 M KOH electrolyte. It is expected that the 3D graphene foam will have a potential application in the supercapacitors.     

多孔SiC陶瓷的两种制备方法

采用两种不同的方法制备多孔SiC陶瓷,讨论了其显微组织对性能的影响,探索了由天然木材经炭化、渗硅处理制造多孔SiC陶瓷的新方法。研究结果表明,半干压法制得的SiC陶瓷的气孔率随SiC粒度的增大而降低,且强度升高。由天然木材制得的多孔SiC陶瓷的新方法。研究结果表明,半干压法制得的SiC陶瓷的气孔率随SiC粒度的增大而降低,且强度升高。由天然木材制得的多孔SiC陶瓷的气孔形状较规则,且分布均匀,其表观气孔率可达40％以上,是制备高气孔率SiC陶瓷的一种可行技术。     

粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料的制备和性能

以粉煤灰为骨料,采用添加造孔剂法制备粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料,研究了造孔剂用量和烧结温度对其性能的影响.通过压汞仪、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜等分析测试技术对试样进行了性能表征.结果表明:随着造孔剂用量的增加,显气孔率和吸水率升高,抗弯强度和密度下降.提高烧结温度可以有效提高抗弯强度,而不影响材料的主要物相组成;当烧结温度大于1 175℃时,显气孔率和透气度显著下降.造孔剂用量为35%,烧结温度为1 175℃时,可制得抗弯强度大、气孔发达及高比表面积的多孔陶瓷过滤材料.