氧化铝颗粒增强铝基复合材料摩擦性能研究开题报告
开题报告
题目：氧化铝颗粒增强铝基复合材料摩擦性
能研究
参考文献
[1] 朱和祥. 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的发展概况[J], 1995( 3) : 73~ 76
[2] 赵敏, 姜龙涛, 武高辉. TiB2/Al复合材料制备工艺的研究进展[J]. 材料导报, 2008, 22(5):
78-82.
[3] 侯丽丽,尹志新,樊新波, 铝基复合材料的研究现状及发展[J].热加工工艺，2008,37（10）：
84-88
[4] 曾国勋, 黎祚坚, 朱和祥等. 液相搅拌铸造法制备SiCp/Al复合材料的力学性能. 特种
铸造及有色合金,2000( 6) :37~ 39
[5] Zhou W, Xu Z M. Casting of SiC reinforced metal matrix composites[J], Materials Processing
Technology,1997,63: 358-363.
[6] 徐睿.不同颗粒增强方式下铝基复合材料性能的研究[P].上海:上海交通大学,2010:
7-18.
[7] 车建飞,黄洁雯,杨娟.复合材料及其工程应用[M].北京：机械工业出版社，2006：3.
[8] 刘雄亚.复合材料新进展[M].北京：化学工业出版社2007:1.
[9] Divecha A P, Fishman S G, Karmarkar S D. Journal of Metals [J], 1981, 33( 9) 12-217.
[10] 安宁,刘忆,殷锦捷,等.WC/铁基表面复合材料摩擦磨损特性研究[J].热加工工艺2008
[11] 刘孝根.硼酸镁(硼酸铝)晶须增强镁基复合材料摩擦磨损性能研究[D].兰州:兰州理工大
学,2007:2-14:2-14.
[12] 佘晓华.纳米复合WC-Co粉末的热压烧结[D].武汉:武汉理工大学,2007
[13] 贺春林刘常升孙旭东等纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的拉伸性能[J]. 东北大学学
报(自然科学版).2005,2(26):554-557
[14 ]吕毓雄毕敬陈礼清等[J]尺寸及其基体强度对铝基复合材料破坏机制的影响(金属学
报),1998,34(11):1188-1192
[15] Varma V K,Kamat S V,Kutumbarao V V.Tensile behavior of powder metallurgy
processed(Al-Cu-Mg)/SiCp composites[J].Master.Sci.Techol.2001,17(1):93-101
[16] 姜龙涛，赵敏，武高辉等。亚微米级Al2O2P/2024Al复合材料的时效行为[J].稀有金属
材料与工程，2006,35（12）：1806-1873.
SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究
SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究 摘要随着交通运输业的高速发展，为了提高车辆的速度，就需要减轻车辆的重量，过去交通运输工具使用铁材料制造较为多见，减重较为困难。颗粒增强铝基复合材料的比重只为铁材料的1/3，且有着极好的耐磨性，热膨胀系数低，热导性和抗侵蚀等优良属性。合理的采用sic颗粒增强铝基材料为高速客车，列车的制动刹车材料，有减轻列车簧下重量的作用，可以很好的保障列车安全和高效运行。但sic颗粒增强铝基复合材料摩擦的性能过于依赖制备工艺和实验条件，还存在一些不足。本文主要介绍了颗粒增加铝基复合材料主要磨损理论，研究的现状，sic颗粒和复合材料的选择情况，影响sic颗粒增强铝基复合材料磨损摩擦性能的因素等内容，希望有一定的借鉴意义。 关键字sic；摩擦磨损；颗粒铝基复合材料 0 引言 与其他的摩擦材料比，sic颗粒增强铝基复合材料不仅有着陶瓷的高耐磨性，低膨胀性，高强度等特点，还有铝合金的低密度，较好的热传导性等特点，是一种非常优秀的高速列车摩擦材料。如今，sic颗粒增强铝基复合材料已经成为高速列车钢铁材料的最佳替代材料。日本Toyta和Ford公司看重sic颗粒的性能，已经将sic颗粒增强铝基材料应用到轿车的制动盘上面，在进行了许多检测试验后肯定了其价值。德国的高速列车也采用了铝基复合材料并进行了试验，效果非常好。在国内，西安交通大学，北京交通大学等研究院都在sic颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损性能研究方面取得了丰硕的成果。Sic颗粒增强铝基材料除了可以运用于制动盘，还可以运用于内燃机的活塞，滑动轴承的材料上等，所以对其的研究非常有意义。 1 颗粒增强铝基复合材料主要磨损理论 1.1 剥层磨损 Suh于1973年提出了剥层磨损的理论，其中有腐蚀磨损，疲劳磨损，粘着磨损等磨损形成的机理。剥层磨损理论认为磨屑的产生是由于连个滑动表面在接触的时候，切向负荷与法向负荷通过它们的接触点进行传递，稍软的凸体容易发生变形或由于重复负荷的原因发生破裂，光洁的表面就裸露出来了。这种接触就不是简单接触，即不是凸体和凸体间的摩擦接触，是凸出部分和裸露部分产生的接触，很难避免。剥层磨损理论中指出，在硬的凸体和平面进行摩擦的时候，软凸体上每一个接触点都会经受有一定周期性的长期负载。在软凸体表面上存在的摩擦力很容易牵引表面产生一定的变形，其改变程度随负载的增加而增加，随着表面变成的持续，变形层中就会出现空穴或断裂纹路。断裂的纹路一出现，在外界的不断作用下，容易和其他旁边的裂纹联合，当裂纹向表面剪切的时候，会导致薄而长的摩擦薄皮掉落。这重磨屑形成与脱落的全过程能够较好的解释大多情况下出现磨屑的主要原因。
高中数学《第四章元素与材料世界3、复合材料》25PPT课件 一等奖比赛优质课
4-3.复合材料 【教学目标】 1.了解常见的复合材料及其用途 【引入】 1.前面我们学习了金属材料、无机非金属材料、有机合成材料, 请指出我们日常生活用品分别用什么材料制造的? 2.那么这些材料是否已能完全满足人们生活的需要呢? 3.运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富弹性,这三种材料能满足要求吗? 4.“神州五号”载人飞船穿过大气层时,外壳和大气层摩擦产生几千摄氏度的高温,这些材料又能否经受这种考验而使飞船安然无恙? 一、认识复合材料 1、传统无机非金属材料的基本特征_________、_________、___________, 新型无机非金属材料则具有_______._________。金属材料分为__________.______________两大类。 复合材料 1、定义：复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能，在综合性能上超过了单一材料。
2、组成：复合材料有两部分组成，一部分为 起黏结作用；另一部分称为 ，起骨架作用。 二、形形色色的复合材料 1、复合材料的分类 按基体分类：树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料 按增强体形状分类：颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料、纤维增强复合材料 2、几种复合材料的比较 复合材料 基体 增强体 主要性质 玻璃钢 合成树脂 玻璃纤维 强度高，密度小，耐化学腐蚀，绝缘性和机械加工性能好 碳纤维增强复合材料 合成树脂 碳纤维 韧性好，强度高，质轻
航空复合材料 金属 最广泛的是碳纤维，还有硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等 耐高温，强度高，导电性好，不吸湿和不易老化 航天复合材料 陶瓷 多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维 耐高温，韧性强 例1：复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高，其主要原因在于（ ） A、 复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化 B、 复合材料的使用可以使导弹的质量减轻 C、 复合材料的使用可以使导弹承受超强度的改变 D、 复合材料的使用可以使导弹承受温度剧烈变化 例2、复合材料的优点是（ ）
开题报告
开题报告 一、概述 1、立项背景：微化工技术是化学工程技术领域研究的重要方向，而微反应器研究是微化工技术研究的核心和关键，其共同特点是将化学反应控制在尽量微小的空间内，其尺寸数量级一般为微米甚至纳米，毫米级的微通道反应器有时也归于其中。微反应器具有与大反应器完全不同的几何特性，即狭窄规整的微通道、非常小的反应空间和非常大的比表面积，相比传统反应器，在传热传质方面有其独特的优越性，更容易实现反应的控制，收率更高，体系更安全，更容易放大等特点。但是由于其几何尺寸的微型化，对于多相反应过程，尤其是有固体催化剂参与反应的过程，其催化剂的负载成为了一个难以解决的问题。现有的壁载化方法，即在微通道内壁上制备承载催化活性组分的高比表面积的多孔材料和固载催化层，仍然采用传统催化剂负载方法如溶胶-凝胶法、浸渍法和注入法等。这些方法对微通道内表面修饰后，存在着诸多问题，如作为催化剂载体使用表面积不够大，影响催化剂负载量；催化剂在微通道中的分散不均匀，易造成局部高温；易使流量分布不均，导致压降增加；催化剂与微通道的结合不牢固，在反应过程中催化剂极易脱落和流失，导致反应活性下降和不稳定。因此，研究新型的微通道内催化剂层或载体层制备方法显得十分必要和迫切。 2、乙酸乙酯传统工业制法： （1）乙酸酯化法 乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法，在催化剂存在下，由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。 CH3CH2OH+CH3COOH＝CH3COOCH2CH3+H2O 乙醇乙酸乙酸乙酯水 反应除去生成水，可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强，在国际上是属于被淘汰的工艺路线。 （2）乙醛缩合法
制动摩擦材料的性能评价、环境友好性和摩擦机理研究的开题报告
制动摩擦材料的性能评价、环境友好性和摩擦机理 研究的开题报告 一、研究背景 随着机械化、工业化以及交通事故增多，制动摩擦材料作为关键性 零部件，其性能和环境友好性的研究已经引起广泛关注。现阶段，汽车 制动摩擦材料的评价标准主要有摩擦系数、磨损率、噪音、抗热性等指标。但是，由于摩擦材料涉及到复杂的化学和物理反应，其摩擦机理和 环境影响的研究还需要进一步探究，以此为基础能够提高摩擦材料性能 和环境友好性。 二、研究目的 本研究的目的在于通过对常见的制动摩擦材料进行性能评价、环境 友好性和摩擦机理研究，探究不同材料类型及参数对制动性能的影响， 提高制动材料的性能、可靠性和环境友好度。 三、研究内容 1. 制动摩擦材料性能评价 使用标准试验台对几种常见的制动摩擦材料进行摩擦系数、磨损率、噪音、抗热性等评价。利用扫描电镜、X射线衍射和热重分析等手段对不同制动材料的微观结构和热稳定性做表征和分析。 2. 制动摩擦材料环境友好性评价 研究新型制动材料与常规材料的环境友好度，包括有害物质释放、 噪音污染、能源消耗等方面。利用大型试验台，对摩擦噪音、烟尘等环 境影响的实验测试，研究材料表面氧化膜、臭氧层破坏、对空气清洁度 的影响等。 3. 制动摩擦材料的摩擦机理研究
将新型制动材料和常规材料在试验台上经过不同条件下的试验评估，分析结构和物理化学性质与相关表现之间的关联。通过热分析、X射线衍射、扫描电镜、接触压力分析等手段进行摩擦材料复合过程的表面形貌 和物理化学性质分析，探究其摩擦机理。 四、预期成果 通过本研究，预期得到以下成果： 1. 评价不同制动摩擦材料的各项性能指标，分析其主要优势和不足。 2. 研究新型制动材料与常规材料的环境友好度，探究材料的真正环 境友善性，可提供未来制造行业进行环保节能升级的依据和方向。 3. 分析制动材料的摩擦机理，探究影响其性能的因素，为制造商提 供技术支持，改善材料性能。 五、研究方法 1. 制动摩擦材料性能评价：使用标准试验台进行摩擦系数、磨损率 等指标的评价，扫描电镜、X射线衍射和热重分析等手段对制动材料的微观结构和热稳定性进行表征和分析。 2. 制动摩擦材料环境友好性评价：利用大型试验台对摩擦噪音、烟 尘等环境影响的实验测试，研究材料表面氧化膜、臭氧层破坏、对空气 清洁度的影响等。 3. 制动摩擦材料的摩擦机理研究：使用热分析、X射线衍射、扫描 电镜、接触压力分析等手段进行摩擦材料复合过程的表面形貌和物理化 学性质分析，探究其摩擦机理。 六、研究进度安排 1. 第一年：制备制动摩擦材料样品，进行性能评价实验，初步探究 摩擦材料的摩擦机理。 2. 第二年：进一步深入探究摩擦材料的摩擦机理，并研究材料对环 境的友好性，优化制动材料。
几种氧化铝基陶瓷材料的摩擦特性及有限元分析
几种氧化铝基陶瓷材料的摩擦特性及有限元分析 曹同坤;杨岐龙;白杨 【摘要】利用高速环-块摩擦磨损试验机,研究了Al2O3、Al2O3/Ti(C,N)、 Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料在室温下与45N除外)的增加摩擦系数呈下降趋 势;Al2O3/TiC/CaF2的摩擦系数先随转速增大而略有上升,然后减小,随着载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数减小.与Al2O3相比,Al2O3/Ti-(C,N)陶瓷的最大主应力和最大剪应力接近,但力学性能优于Al2O3陶瓷,使磨粒的刻划作用减弱,摩擦磨损性能改善;Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷的主应力和剪应力明显降低,并且在摩擦过程中自润滑陶瓷能在摩擦表面形成一层自润滑膜,从而改善了摩擦磨损性能.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2010(031)005 【总页数】5页(P516-519,532) 【关键词】陶瓷材料;摩擦特性;应力分析;有限元分析 【作者】曹同坤;杨岐龙;白杨 【作者单位】青岛科技大学,机电工程学院,山东,青岛,266061;青岛科技大学,机电工程学院,山东,青岛,266061;青岛科技大学,机电工程学院,山东,青岛,266061 【正文语种】中文 【中图分类】TQ174.758 A l2O3陶瓷具有硬度高、热膨胀系数小、耐磨性好及生产成本低等优点,是极具应用前景的耐磨材料之一[1-2]。但是A l2O3陶瓷脆性很大,韧性偏低,因此阻碍了氧
化铝陶瓷的进一步广泛应用。多年来,各国学者提出了许多对A l2O3陶瓷增韧补强的方法,制备出多种高性能A l2O3基陶瓷材料[3-5]。但是,在无介质条件下摩擦时,由于A l2O3陶瓷有很高的摩擦系数和磨损率,因此,工程应用受到限制。在陶瓷基体中添加固体润滑剂来改善其摩擦性能逐渐成为研究的热点。选取3种A l2O3基陶瓷材料,研究其在室温下与45#钢干摩擦时的摩擦磨损特性并利用ANSYS有限元软件分析了其应力分布。 1.1 实验材料 3种试块分别采用A l2O3、A l2O3/Ti(C,N)、A l2O3/TiC/CaF2陶瓷材料制成,尺寸为12 mm× 16 mm×5 mm。所用A l2O3基陶瓷材料的物理性能见表1。试环用淬火后的45#钢制成,硬度约为HRC 50,其表面粗糙度为 Ra=0.08μm,外圆直径为50 mm,内圆直径为 35 mm。采用MRH-3型高速环-块摩擦磨损试验机对陶瓷材料进行摩擦特性试验,摩擦副方式采用环-块式。 1.2 实验方法 在摩擦实验前,每个陶瓷试样都要经过粗磨、精磨加工,并且最终要抛光表面至粗糙度 Ra= 0.1μm。为了避免油污的影响,最后要将所有的试样在丙酮中超声清洗2次,并将其干燥。每进行一次实验均更换新的对摩试环或重新精磨,实验中摩擦开始3 min后或摩擦稳定后开始记录摩擦系数。 2.1 建模 利用ANSYS有限元软件对摩擦过程中的应力进行分析。为获得较高的计算精度,采用三维实体模型,将实体模型离散成若干个形状简单的单元,然后进行应力分析,利用平衡条件和连续条件,最后将各个单元拼装成整体结构。陶瓷试块与环块结构比较简单,因此采用自上而下的建模方法。 2.2 网格划分 图1为陶瓷试块与试环的网格划分图。由于结构简单且精度要求不是太高,对A
(氢)氧化镍碳纳米复合材料及其超级电容性能研究的开题报告
(氢)氧化镍碳纳米复合材料及其超级电容性能研究的 开题报告 题目：(氢)氧化镍碳纳米复合材料及其超级电容性能研究 一、研究背景 电化学超级电容器是一种高性能电化学储能装置，其具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命等优点，因此被广泛应用于储能和能量转 换领域。目前，研究和制备新型高性能超级电容器电极材料已成为超级 电容技术研究的重点。氢氧化镍是一种具有高比表面积、优异的电化学 活性以及良好的化学稳定性的材料，被广泛应用于电化学能量存储器件。然而，氢氧化镍单独作为电极材料，其比电容会受到质子离子传输缓慢 和缺乏导电性能的影响，从而限制了储能效率和稳定性。而碳材料作为 一种优异的电导体，在超级电容器中广泛应用。因此，将氢氧化镍和碳 材料进行复合以达到超级电容器电性能的提高是目前研究的热点之一。 二、研究内容 本研究将以氢氧化镍为主体材料，通过将氢氧化镍与碳纳米材料进 行复合，制备新型氢氧化镍碳纳米复合材料，并对其结构和电化学性能 进行分析和研究。通过扫描电镜、X射线衍射、能量色散X射线光谱、BET等分析技术，探究复合材料的结构形貌和物理化学特性。同时，采 用循环伏安（CV）、恒电流充放电（GCD）、电化学阻抗谱（EIS）等技术，对复合材料的电化学性能进行评价和分析，包括比电容、循环稳定性、电阻等。 三、研究意义 本研究旨在探究氢氧化镍碳纳米复合材料的制备及其超级电容性能 分析。通过制备出具有优异电化学性能的复合材料，可以为超级电容器 的研究和发展提供新思路和理论基础，实现能量转换和储存的高效利用。
同时，将为推广超级电容器在能源领域的应用提供实验性依据和技术支持，促进相关技术的发展和应用。
铝合金微弧阳极氧化研究的开题报告
优秀毕业论文开题报告 铝合金微弧阳极氧化研究的开题报告 一、研究背景 铝合金是一种重要的结构材料，广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑等领域。由于铝合金具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和导电性能，因此在工业生产中得到了广泛应用。微弧阳极氧化是一种常用的表面处理技术，可以有效提高铝合金表面的耐腐蚀性能、硬度和附着力。因此，研究铝合金微弧阳极氧化技术对于提高铝合金的使用性能具有重要意义。 二、研究目的 本研究旨在探究铝合金微弧阳极氧化的工艺参数对其表面形貌、耐腐蚀性能和机械性能的影响，以及不同电解液对微弧阳极氧化效果的影响，为进一步优化铝合金微弧阳极氧化工艺提供理论依据。 三、研究内容 1. 研究铝合金微弧阳极氧化的工艺参数对其表面形貌的影响，包括微弧放电电压、电解液浓度、电解液温度等因素。 2. 研究铝合金微弧阳极氧化的工艺参数对其耐腐蚀性能的影响，包括盐雾试验、酸洗试验等。 3. 研究铝合金微弧阳极氧化的工艺参数对其机械性能的影响，包括硬度、附着力等。 4. 研究不同电解液对铝合金微弧阳极氧化效果的影响，包括硫酸电解液、硫酸氧化铬电解液、硫酸氧化铝电解液等。 四、研究方法 1. 制备铝合金试样，并进行微弧阳极氧化处理。 2. 采用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等表征技术对微弧阳极氧化处理后的试样表面形貌进行观察和分析。 3. 采用盐雾试验、酸洗试验等方法测试微弧阳极氧化处理后试样的耐腐蚀性能。 4. 采用硬度计、剪切试验等方法测试微弧阳极氧化处理后试样的机械性能。 五、预期结果 1. 铝合金微弧阳极氧化的工艺参数对其表面形貌、耐腐蚀性能和机械性能均有显著影响。 2. 不同电解液对微弧阳极氧化效果的影响存在差异，其中硫酸氧化铬电解液具有较好的微弧阳极氧化效果。 3. 优化铝合金微弧阳极氧化工艺，可以显著提高其表面性能和使用寿命。 六、研究意义 本研究可以为铝合金微弧阳极氧化工艺的优化提供理论依据，提高铝合金的使用性能和寿命，具有重要的工程应用价值。同时，本研究还可以为其他金属材料表面处理技术的研究提供参考。
基于(火用)分析的氧化铝双流法溶出系统节能研究的开题报告
基于(火用)分析的氧化铝双流法溶出系统节能研究的 开题报告 说明 本文旨在提出研究题目，基于火用分析的氧化铝双流法溶出系统的节能研究。首先，我们将给出问题陈述和研究背景，然后介绍研究的目的、目标和重要性。接下来，我们将描述研究范围和方法。最后，我们将提供一份研究计划和预期结果。 一、问题陈述和研究背景 氧化铝产品是重要的建筑、制陶、冶金等领域的原材料。氧化铝生产过程中，双流法溶出系统是常用的提纯方法。在这个过程中，以氢氧化钠为溶剂，将铝土矿中的氧化铝溶解并提取，然后通过加热、沉淀、煅烧等过程获得氧化铝。这个过程需要大量的能量和化学药剂，同时带来环境污染的问题。 在现今环保和节能的背景下，如何减少氧化铝双流法溶出系统的能耗，提高产品质量、降低污染 emissions，变得尤为重要。 二、目的、目标和重要性 本研究的目的是通过火用分析技术，探究氧化铝双流法溶出系统中能耗比较大的环节，以期提出相应的优化建议。我们将通过大量实验和数据分析来解决以下问题： 1. 双流法溶出系统的能耗分布情况是怎样的？哪些环节的能耗最明显？ 2. 如何优化双流法溶出系统的传热、传质、反应过程等？ 3. 如何利用废热和溶液中的有用物质，实现节能和环保？
本研究的目标是从能源、效率和环保三个方面，全面提高氧化铝双流法溶出系统的可持续发展能力，从而提高整个行业的竞争力。 三、研究范围和方法 本研究将重点针对氧化铝双流法溶出系统中能耗较高的环节，比如反应器、加热器、冷凝器等，采用火用分析方法来探究其能源分布和能效情况。同时，我们还将开展溶液的传热、传质、反应动力学等方面的研究，以期提出优化的措施并实现环保和节能。 本研究将采用实验研究和数值模拟的方法，在现有的实验研究基础上，结合火用分析技术，对氧化铝双流法溶出系统进行系统的能耗和效率研究。我们还将借助流体力学、传热学、反应动力学等学科的同时进行全面的数据分析。 四、研究计划和预期结果 本研究将在3年时间内完成，主要的研究工作包括： 1. 研究溶出反应中传质、反应动力学等基本问题，并确定关键反应步骤。 2. 根据基本问题的研究成果，开展实验测量和数值模拟计算，进一步分析和优化体系。 3. 对整个双流法溶出过程进行能耗分析和环境行为分析，找到能耗较高的环节和环保问题。 4. 结合科技创新和工程改良，开发节能、增效和减排的新工艺、新技术和新装备。 预期结果如下： 1. 确定双流法溶出过程中的关键反应步骤及其影响因素。 2. 发现整个过程中的节能、减排、环保等问题，提出对策措施； 3. 针对重要问题制定优化工艺流程方案；
无机填料对环氧／聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究
无机填料对环氧／聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究 分别研究3种无机填料氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）以及这3种填料经表面处理后对环氧树脂/200#聚酰胺体系热膨胀行为的影响。研究表明，表面处理后的无机填料能在树脂基体中分布均匀，其固化体系的热膨胀行为变化比较均匀且有规律。 标签：无机填料；环氧树脂；热膨胀行为 环氧树脂胶粘剂由于具有优异的粘接性能而被广泛应用于航空航天、汽车、微电子和精密机械等领域。然而作为一种高分子胶粘剂，其线胀系数较大，固化后内应力较大、质脆，尤其是在粘接玻璃陶瓷等无机材料时往往存在线胀系数差异较大等问题，因而限制了其更广泛地使用[1，2]。 加入无机填料是降低环氧树脂热膨胀的常用方法，不同无机填料对降低线胀系数有不同的作用机理和效果，树脂基体的不同也会影响热膨胀行为[3～11]。本研究以环氧树脂/200#聚酰胺为基体，分别以氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）作为填料，制备了含不同质量分数填料的环氧树脂基复合材料。采用TMA实验方法对复合材料的性能进行了分析，探讨了填料的种类、含量对环氧树脂固化体系热膨胀行为的影响。 1 实验部分 1.1 原料与仪器 环氧树脂E51，工业级，岳阳树脂厂；200#聚酰胺，工业级，天津延安化工厂；氧化铝（Al2O3，含量为99%，粒径为20 nm），山东淄博亨达材料有限公司；氮化硼（BN，含量为99%，粒径为30 nm），上海超威纳米科技有限公司；二氧化硅（SiO2，含量为99%，粒径为50μm），天津市双船化学试剂厂；无水乙醇，分析纯，哈尔滨市新达化工厂；硅烷偶联剂（KH-560），工业级，南京曙光化学有限公司。 EXSTAR DMS 6100型热机械分析仪，日本精工公司。 1.2 不同环氧固化体系的制备 1.2.1 表面处理方法 制备质量分数为2%的KH-560乙醇溶液，将Al2O3、BN和SiO2粉末分别浸入到等质量的KH-560乙醇溶液中并搅拌20 min后烘干，制得偶联剂处理过的无机粉末。 1.2.2 颗粒填充环氧基复合材料的制备
SiC增强铝基复合材料的力学性能
SiC增强铝基复合材料的力学性能 惠鹏飞;刘慧玲;李靖;王景升 【摘要】采用半固态搅拌铸造法制备了SiC颗粒增强铝基复合材料,研究了加入不同质量分数SiC和Mg的(Al基体、Al-4 wt.％SiC、Al-4 wt.％高温氧化SiC,Mg 的质量分数从0～4 wt.％以1wt.％的含量递增)铝基复合材料的微观结构和力学性能,研究结果表明:经过高温氧化的SiC颗粒能够防止铝液对SiC颗粒的侵蚀,SiC颗粒表面没有发现孔洞.在Al-4 wt.％高温氧化SiC-3 wt.％Mg铝基复合材料中形成了Si和MgAl2O4,其屈服强度、抗拉伸强度和硬度最大,但当Mg的质量分数超过3 wt.％时,其屈服强度和抗拉伸强度降低,这主要是由于过量Mg的加入,会使复合材料中SiC颗粒表面的SiO2与Mg反应后继续与铝液进行反应,这将削弱SiC颗粒与基体的界面结合强度. 【期刊名称】《甘肃科学学报》 【年(卷),期】2014(026)006 【总页数】4页(P82-85) 【关键词】铝基复合材料;界面反应;显微组织;力学性能 【作者】惠鹏飞;刘慧玲;李靖;王景升 【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050
【正文语种】中文 【中图分类】TG115.5 铝基复合材料被广泛应用于航空航天和汽车制造等行业,其中含有增强相的铝基复合材料因其在力学和摩擦等性能方面优于基体合金而体现出了巨大的工业价值[1-4].在不同类型的铝基复合材料之中,颗粒增强铝基复合材料的工业成本远低于其他类型,另外,颗粒增强铝基复合材料的物理性能一般各向同性,用铸造法制备的颗粒增强铝基复合材料不仅成本最低,并且有优异的摩擦性能[5-8].复合材料的硬度和韧性主要取决于基体合金的结构以及增强相颗粒的尺寸、分布情况和界面结合强度[9],此外,铸造缺陷可能会加剧增强体颗粒的团聚现象[10],Tan等[11]的研究表明,SiC 颗粒增强铝基复合材料的强度和韧性等多个力学性能高于Al2O3颗粒增强的铝基复合材料.SiC颗粒增强铝基复合材料的一个困难是SiC颗粒与熔融态的铝液之间不能进行很好的润湿,SiC颗粒常常与铝液发生反应,降低复合材料的力学性能.研究在铝液中加入Mg和经高温处理的SiC颗粒,改善两相的润湿性,可有效抑制有害界面反应的发生,提高界面结合强度,增强复合材料的硬度﹑抗拉强度和屈服强度. 1 实验方案 1.1 材料的制备 以纯铝作为基体,金属镁为活性元素,SiC颗粒作为增强体,采用半固态搅拌铸造法制备铝基复合材料,三组复合材料是: (1)纯铝+ (0,1,2,3,4) wt.%镁(A组:记为试样A1,A2,A3,A4,A5); (2)纯铝+4wt.% SiC(26μm) +(0,1,2,3,4) wt.%镁(B组:记为试样B1,B2,B3,B4,B5); (3)纯铝+4wt.% 高温氧化SiC(26 μm) +(0,1,2,3,4) wt.%镁(C组:记为试样 C1,C2,C3,C4,C5).
接枝淀粉及其与天然橡胶的复合材料的制备、结构与性能的开题报告
接枝淀粉及其与天然橡胶的复合材料的制备、结构 与性能的开题报告 一、研究背景 天然橡胶（NR）是一种常用的生物高分子材料，其具有优异的力学性能、良好的拉伸强度和耐磨性，因此被广泛应用于汽车轮胎、鞋子等制品的生产中。然而，在实际应用过程中，天然橡胶的机械性能、热稳定性、耐久性等方面仍存在着一定的局限性。为了提高其综合性能并满足不同领域的需求，研究人员利用现代化学方法对天然橡胶进行功能化改性已成为研究的热点。 近年来，接枝淀粉与天然橡胶的复合材料受到了广泛关注。接枝淀粉是将淀粉分子与有机反应体系中的单体或聚合物结合起来，形成的一种新型功能材料。接枝淀粉的引入可以有效改善天然橡胶的机械性能、热稳定性、降低成本、增加生物可降解性等。因此，开展接枝淀粉与天然橡胶的复合材料研究，对于提高天然橡胶的性能，降低成本，更好地满足现代工业生产的需求具有重要意义。 二、研究内容与目标 本论文将以淀粉为基础，以上海金牛胶业有限公司生产的天然橡胶为基体材料，利用接枝共聚技术，制备出一种新型接枝淀粉/天然橡胶复合材料。主要研究内容如下： 1. 使用接枝共聚技术制备接枝淀粉/天然橡胶复合材料，并对其制备工艺条件进行探究，系统研究接枝阻化剂、引发剂等对复合材料结构与性能的影响。 2. 对接枝淀粉/天然橡胶复合材料进行结构表征，包括嵌段长度、交联密度、分子量等，并探究其在力学性能、热稳定性、耐久性等方面的表现。
3. 探究接枝淀粉在天然橡胶中的分散状况以及其与天然橡胶之间的相互作用机制，进一步深入理解其复合材料的形成机理。 4. 系统研究接枝淀粉/天然橡胶复合材料在不同温度、湿度、氧气条件下的耐久性，并对其可降解性进行初步研究。 三、研究方法 1. 制备接枝淀粉/天然橡胶复合材料，探究制备工艺条件对其结构与性能的影响。 2. 采用核磁共振（NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）等手段对复合材料进行结构表征，通过拉伸试验、热稳定性等测试方法对其力学性能等进行初步评价。 3. 利用差示扫描量热法（DSC）、一维热机械分析法（DMA）、扭转试验仪等多种方法，研究接枝淀粉/天然橡胶复合材料的动态热力学性质、力学性能、耐久性等。 四、预期成果 1. 成功制备接枝淀粉/天然橡胶复合材料，并确定了一种较为优化的制备工艺条件。 2. 探究了接枝阻化剂、引发剂等对复合材料性能的影响，深入研究了其结构表征和动态热力学性质等方面。 3. 建立了接枝淀粉/天然橡胶复合材料的力学性能、热稳定性、耐久性等测试方法，并初步评价了其性能。 4. 对接枝淀粉/天然橡胶复合材料的可降解性进行初步研究，为后续进一步研究奠定基础。 五、研究意义 1. 实现天然橡胶的功能化改性，提高其综合性能，降低产品成本，满足现代工业生产中的需求。
三维层级花状活性氧化铝纳米材料的制备及其除砷性能研究
三维层级花状活性氧化铝纳米材料的制备及其除砷性能研究李荣辉;郏义征;胡楠楠 【摘要】以硝酸铝和尿素为原料,通过简单的水热和高温煅烧法自组装形成三维层级花状活性氧化铝.这种结构既保留了氧化铝丰富的纳米级别活性位点,同时具有微米级的三维尺寸,在柱吸附除砷实验中起到骨架支撑作用,而其较大的比表面积可以确保水中的砷酸根离子与吸附位点充分接触,从而有效吸附水中砷酸根离子,相较商用活性氧化铝具有更好的除砷性能,且不会对水体产生二次污染.对制备的活性氧化铝材料的除砷动力学进行了分析,明确了吸附动力学准一级和准二级模型的应用条件和范围.通过对该材料吸附砷酸根前后Zeta电位的变化的研究和离子强度实验进一步验证发现,γ-Al2O3对As(V)的吸附机理遵循内球配位模型,而对As(III)的吸附机理遵循外球配位模型. 【期刊名称】《无机材料学报》 【年(卷),期】2019(034)005 【总页数】7页(P553-559) 【关键词】三维层级花状氧化铝;晶体生长;吸附动力学;吸附模型机理 【作者】李荣辉;郏义征;胡楠楠 【作者单位】天津力神电池股份有限公司力神研究院,天津 300384;四川建筑职业技术学院,德阳618000;四川建筑职业技术学院,德阳618000 【正文语种】中文 【中图分类】TQ174
γ-Al2O3具备多孔性、高比表面积(200~ 300 m2/g)和良好的热稳定性, 被称“活性氧化铝”, 是一种良好的吸附材料, 被广泛用作炼油、橡胶、化肥、石油等化学工业的吸附剂[1-4]。 1971年, Bellack[5]发现γ-Al2O3可以除掉水中的砷。国内外许多学者对氧化铝的吸附反应行为进行了研究, Patra等[6]报道了一种高效的自组装介孔α-Al2O3材料, 该介孔α-Al2O3材料由2~10 nm的球形纳米颗粒组成, 拥有较大的比表面积(231~ 497 m2/g), 对水溶液中的砷酸根具有极强的吸附能力; Han等[7]采用三嵌段共聚物Pluronic P123作为模板, 通过与氢氧化铝溶胶进行化合反应, 然后通过煅烧制备介孔氧化铝。该介孔氧化铝材料对砷(V)具有极好的吸附效果, 在近中性水溶液中(pH = 6.6±0.1)最大吸附量可达36.6 mg/g。已有的文献对氧化物砷吸附性能进行了大量研究, 但缺少对砷吸附动力学的分析, 尤其是在砷吸附上常用的准一级动力学方程和准二级动力学方程的适用条件和范围没有详细分析, 随意使用动力学方程。为了更好地了解准一级和准二级动力学模型的控制机制和限制因素, 需要将实验数据代入吸附动力学模型进一步分析, 对理解和应用吸附动力学模型具有很好的指导作用。 纳米材料由于颗粒极小, 在使用过程中很难回收和再利用, 导致其在污水处理过程中易对水体造成二次污染。为了解决这一问题, Linda等[8]通过将γ-Al2O3纳米颗粒(AluNPs)嵌入到冷冻凝胶介孔结构中制备了 AluNPs/聚合物复合吸附剂, 并对该吸附剂在除砷后的水体中AluNPs纳米颗粒的泄露和毒性进行了监测, 结果显示该复合吸附材料不仅可以有效吸附水中的砷酸根离子, 且在处理后的水体中并没有检测到AluNPs纳米颗粒。但该方法由于引入高分子聚合物作为氧化铝纳米颗粒的载体, 大大降低了纯氧化铝纳米材料的吸附能力, 且成本较高。如果能用氧化物本体作为骨架结构代替聚合物载体, 同时保留氧化物的纳米活性点, 则有望很好地解决纳米吸附剂的问题。
氧化铝粒度对其物理性能的影响
氧化铝粒度对其物理性能的影响 摘要：随着当前社会经济的进步，我国电解铝行业发展极为迅速，生产条件的 完善和环境保护理念的提出，使得铝电解对氧化铝原料质量要求也逐步提高，其 必须满足易流动，溶解快。我国可经济应用的铝土矿资源大部分是高铝、高硅、 低铁、难溶（铝硅比较低）的中低品位一水硬铝石，通过烧结法或混联法生产出 的氧化铝为粉状，并且杂质含量比较高。基于此，本文将对氧化铝质量的改善及 其对铝电解的影响，进行一定分析探讨，并对其做相应整理和总结。 关键词：氧化铝；质量改善；铝电解影响 铝电解质是电解铝过程中的重要组成部分，主要成分包括冰晶石、氧化铝及氟化钙、氟 化镁等氟化物添加剂。其中，氧化铝是电解过程的主要原料，生产车间通过分析化验铝电解 质中氧化铝的浓度来控制车间氧化铝的加料量，因此准确地得出铝电解质中氧化铝的浓度对 铝电解生产尤为重要。 1、氧化铝生产技术 1.1拜耳法强化溶出技术，包括管道化溶出、单管预热—高压釜溶出、管道一停留罐溶出、混联法中的拜耳法不平衡溶出、新型高压隔膜泵； 1.2一水硬铝石选矿一拜耳法生产氧化铝技术，该技术将选矿技术和拜耳法有机结合， 有效地利用了我国大量的中低品位铝土矿，降低了氧化铝的生产成本； 1.3矿石均化和多碎少磨技术，包括矿山块矿石及进厂碎矿石均化，多碎少磨提高了磨 矿效率，降低了磨矿成本； 1.4烧结法熟料烧成强化技术，包括高品位铝土矿强化烧结技术、铝土矿浮选精矿强化 烧结技术、生料浆配料、非饱和配方、石灰配料和高浓度碳酸化分解，生料加煤排硫、窑体 改造及操作改进、单枪喂料； 1.5烧结法熟料溶出技术，包括低苛性分子比溶出、高碳酸钠浓度二段磨溶出、低碳酸 钠浓度一段磨溶出； 1.6氧化铝闪速焙烧技术，包括美国闪速焙烧炉、丹麦气体悬浮燃烧炉； 1.7粗液脱硅技术，包括高压釜间接加热连续脱硅、管道化间接加热连续脱硅、深度脱硅； 1.8蒸发技术，包括降膜蒸发器，高效闪蒸器等。 2、氧化铝质量对铝电解影响 2.1物理性质影响 氧化铝质量对铝电解影响主要体现在物理性质和化学性质改变上，当前我国铝电解厂对 氧化铝物理性能有一定实质性要求，本身物理性能较好的氧化铝，能够加速电解质速度，减 少对应槽底可能产生的沉淀；同时其本身流动性好会使得整个电解槽添加输送过程流畅性和 安全性得到全面提升，避免加里及输送期间的飞扬损失，避免区域环境受损同时，使氧化铝 资源得以高效转化。其本身保温性好对使得电解质可以形成一定的结膜，继而隔绝电解质熔 体降低热量流失，确保此过程不会出现阳极氧化现象。目前常用表征氧化铝物理性质指标主
氮化硼基气凝胶微球的制备及其热性能研究
氮化硼基气凝胶微球的制备及其热性能研究 么依民;孙娜;曾小亮;许建斌;孙蓉;汪正平 【摘要】该文提出了一种制备新型导热填料的方法:基于液氮驱动和冰模板法自组装,以氮化硼纳米片和银纳米颗粒为基本组装单元,制备了具有开放孔结构、内部互连的毫米级氮化硼气凝胶球.其中,对气凝胶球的成型机理进行了初步的探索,并对影响气胶球微观结构的因素,如制备气凝胶球浆料的固含量等进行研究.另外,该文将环氧树脂灌入到多孔气凝胶球中,从而制得氮化硼球/环氧树脂和氮化硼-银球/环氧树脂复合材料,并对其结构形貌和导热性能进行了研究,其中重点研究了氮化硼纳米片的表面改性、氮化硼微球的不同微观结构对复合材料的导热性能的影响.结果显示,当多孔微球的填充量为2.7 vol％时,氮化硼球/环氧树脂复合材料的面外导热系数达0.57 W/(m·K),而氮化硼-银球/环氧树脂复合材料的面外导热系数达 0.64W/(m·K),相比于纯环氧树脂的导热系数提高了276.5％.由此可见,氮化硼气凝胶球微球的加入可有效提高环氧树脂基复合材料的导热系数,在氮化硼纳米片表面负载银颗粒后可进一步提升复合材料的导热性能;液氮驱动的冰模板法自组装技术在制备导热填料领域具有巨大的应用前景. 【期刊名称】《集成技术》 【年(卷),期】2019(008)001 【总页数】10页(P68-77) 【关键词】液氮驱动;冰模板法自组装;氮化硼;导热系数;气凝胶球 【作者】么依民;孙娜;曾小亮;许建斌;孙蓉;汪正平
【作者单位】中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055;中国科学院大学深圳先进技术学院深圳518055;安徽大学合肥230039;中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055;香港中文大学香港999077;中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055;中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055;佐治亚理工学院亚特兰大30332 【正文语种】中文 【中图分类】TG156 1 引言 随着电子元器件的封装形式由二维封装向三维封装发展，单位体积内的元器件数量急剧增加，从而面临着严重的结构散热挑战。如果积聚的热量无法及时散发出去，那么会降低电子器件工作时的效率和寿命，严重时甚至会引起热失效。解决散热问题，特别是针对未来的 5G 应用场景，需要依赖于高性能导热复合材料的发展。环氧树脂因其质量轻、强度高、易加工、抗化学腐蚀和电性能优异等特点而被广泛地用作电子封装技术领域的聚合物基体材料[1]。然而，环氧树脂的本征导热系数较低，只有0.2 W/(m·K)[2-3]。因此，如何有效提高复合材料的导热系数引起研究者们的广泛关注。 2009年以来，六方氮化硼逐渐引起了研究者们的关注[4-6]。六方氮化硼具有与石墨烯类似的微观结构，相比于石墨烯，六方氮化硼的优势在于具备高导热系数的同时也具有良好的电绝缘性能，因此可用于特殊的应用场景。将导热填料随机分布在聚合物基体中，是最简单的制备导热复合材料思路。在过去十几年中，研究者们针对随机分布填料-聚合物复合材料展开了大量研究。早稻田大学的 Huang 等[7]研究了氮化铝(AlN)填充的环氧树脂基复合材料的导热性能，该课题组对 AlN 作了不
高矿化度水质下三氧化二铝颗粒增强铝锰合金复合材料的冲蚀腐蚀机制研究设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 第一章绪论 1.1课题来源及研究意义 随着科学技术不断发展，现代社会对材料综合性能的要求越来越高，尤其在航空航天、汽车工业、精密仪器等工业领域。在这种背景下，颗粒增强铝基复合材料以其具有高比强度、比刚度、低热膨胀系数、良好耐磨性能等优异性能受到各国科研机构及人们的广泛关注和研究。至今，在很多实际应用中，亦有不俗的表现，取得了良好的社会效益和经济效益。我们这里主要颗粒增强铝基复合材料在较高抗腐蚀性和耐磨性上的应用，主要表现在将铝基复合材料应用在输送管道和刹车轮、活塞等需要搞耐磨性的重要部件。同时随着国家的大兴节水灌溉工程，需要大量的配套设备，包括喷灌机具、管材、灌水器、过滤器和防渗塑膜等，但是由普通铸铁、铝合金、黄铜等传统材料制备出来的配套设备都存在没有很好的稳定摩擦性能，使用寿命都比较短等缺点，尤其是在我国条件恶劣的干旱地区使用时段时间内就要更换，大大地增加成本，对于发展一系列低成本、高性能、寿命长的新型材料是国家迫切的要求。 本论文主要是结合国家自然基金项目“高矿化度水质下三氧化二铝颗粒增强强铝基复合材料的摩擦磨损性能进行了研究，初步分析了相关的实验现象，为进一步的研究工作奠定基础。本文通过研究铝锰合金以及以它为基体添加Al2O3作为增强体制备的颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损性能，了解材料的摩擦磨损行为以及磨损机制，分析影响材料摩擦磨损性能的主要因素，以期寻找提高材料摩擦磨损性能的途径，扩展材料的使用领域。目前颗粒增强铝基复合材料在军用和民用领域正在发挥着越来越重要的作用。对于航空航天、先进武器系统、医疗器械、汽车工业、电子工业、精密仪器以及和体育用品等方面，颗粒增强铝基复合材料亦有不俗的表现，取得了良好的社会效益和经济效益[3]。在我国干旱的地区使用大量的节水灌溉部件，每年因摩擦所造成的磨损很大，