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交流阻抗特征频率法评价添加铝粉对有机涂层防护性能的影响

刘宏伟 , 梁峰 , 张鉴清 , 曹楚南 , 许淑琴 , 林海潮 , 董建梁 , 蔡兆英

本文运用交流阻抗特征频率法对海军舰用环氧树脂添加铝粉涂料配方进行评价和筛选,探讨了铝粉的不同添加量对涂层性能的影响。实验结果证明特征频率法是一种简捷、快速、有效的评价涂层防护性能的方法,表明了适量添加铝粉能够极大地改善涂层的防护性能,铝粉的最佳添加量为15%-20%(体积百分比)。

关键词: 交流阻抗 , aluminium powder , organic coatings

碱木素改性酚醛树脂及其在铝碳耐火材料中的应用

王富成 , 赵雷 , 方伟 , 何漩 , 梁峰 , 陈辉 , 杜星 , 陈欢

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.08.020

为提高酚醛树脂结合铝碳砖常温强度并降低其成本,用碱木素替代部分苯酚,以碱木素含量、催化剂量和缩聚反应时间为因素,以合成的碱木素改性酚醛树(LPF)作结合剂的铝碳砖烘干后的常温抗折强度为考核指标,通过正交试验设计分析各因素对合成LPF的影响程度依次为:碱木素含量＞催化剂含量＞缩聚反应时间.用逐次回归分析预测合成LPF的最佳工艺条件为:碱木素含量10％(质量分数)、催化剂含量2％(质量分数)、缩聚反应时间2.5h.该最佳工艺合成的LPF结合铝碳砖的常温抗折强度达18.2 MPa,比商业酚醛结合铝碳砖常温抗折强度(16.1 MPa)提高13％,其物理性能也较商业酚醛树脂结合铝碳砖优.

关键词: 碱木素 , 改性酚醛树脂 , 铝碳耐火材料 , 正交试验 , 回归分析

热解炭中原位熔盐催化SiC纳米线的合成及表征

王富成 , 赵雷 , 方伟 , 何漩 , 梁峰 , 陈辉 , 陈欢 , 杜星

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(15)60187-1

不加金属催化剂,以碱木素酚醛树脂( LPF)和硅粉作为原料在低温条件下合成SiC纳米线。利用SEM、TEM、XRD表征样品的形貌及显微结构,用热力学方法分析反应条件对SiC纳米线生长的影响。结果表明,SiC纳米线在1100℃左右开始生长,其由气-液-固生长机理控制,同时其生成温度比用商业酚醛树脂作为原料低。生成的SiC纳米线的直径为30~100 nm并沿晶面的[111]方向生长。碱木素酚醛树脂中的无机盐在热解炭化过程中原位形成熔盐并起着液相催化剂球滴的作用,促进SiC纳米线的生长,并提出合成SiC纳米线的生长机理模型。

关键词: SiC纳米线 , 生长机理 , 微观结构 , 原位熔盐

硝酸镍复合木质素改性酚醛树脂的热解炭结构演变

方伟 , 赵雷 , 梁峰 , 陈辉 , 龚仕顺 , 雷中兴 , 陈欢

新型炭材料

以木质素磺酸钙为原料,部分替代苯酚,合成具有良好水溶性的木质素改性酚醛树脂( LPF),并在其合成过程中将催化剂前驱体六水硝酸镍(NNH)加入到LPF体系中制备出硝酸镍复合木质素改性酚醛树脂(NLPF),经200°C×24 h固化后,于还原气氛下经800°C×3 h、1000°C×3 h、1200°C×3 h炭化处理,制得NLPF热解炭。探讨催化剂Ni在NLPF复合体系中的分散性,采用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜分析NLPF热解炭的晶体结构及显微结构。结果表明,催化剂Ni均匀分散在NLPF复合体系中；NLPF热解过程中NNH被还原成单质Ni,其催化作用使热解炭中生成了结晶程度高的直线型碳纳米管,且呈网状相互交织,均匀的排布在热解炭气孔中；随着NNH添加量的增加,NLPF热解炭的石墨化程度提高,碳纳米管的生成量和直径增加；升高炭化温度同样可以增加碳纳米管的生成量,并使其长度增长。

关键词: 木质素改性酚醛树脂 , 催化剂 , 热解炭 , 碳纳米管

引入泡沫对含多孔基质的刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

陈欢 , 赵雷 , 梁峰 , 杜星 , 陈辉 , 方伟 , 陈玉龙

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.01.005

为了改善刚玉-尖晶石浇注料的抗热震性,以板状刚玉、烧结镁铝尖晶石、活性α-Al2O3微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,添加十二烷基苯环酸钠和水性高分子泡沫为造孔剂,制备了含多孔基质的刚玉-尖晶石浇注料.研究了泡沫加入量(2 kg的原料中分别加入0、100、150、200、250、300 mL泡沫)对刚玉-尖晶石浇注料1 550℃烧后试样的常温物理性能、抗渣渗透性能、抗热震性及显微结构的影响.结果表明:1)引入一定量的泡沫,耐火浇注料基质中可形成分布均匀、圆球形的单分散气孔,但当泡沫加入量为300 mL时,其基质部分的圆球形的单分散气孔减少,并且基质部分结构疏松;2)当泡沫加入量为0、100、150、200 mL时,对试样的抗渣性和常温物理性能无显著影响,但加入量为250、300 mL,会明显降低试样的抗渣性和力学性能;3)多孔基质结构有效地阻止了裂纹的生长,改变了裂纹的扩展方向,提高了其抗热震性.综合考虑刚玉-尖晶石浇注料的各项性能,泡沫的合适加入量为2 kg的原料中加入200 mL.

关键词: 刚玉-尖晶石浇注料 , 泡沫 , 多孔基质 , 抗热震性

稻壳灰基多孔陶瓷的制备及其表征

陈辉 , 王玺堂 , 赵雷 , 梁峰 , 方伟 , 杜星 , 陈欢

材料导报

以稻壳灰为主要原料,羧甲基纤维素钠和黏土为结合剂和增塑剂,采用传统机压方法,制备了稻壳灰基多孔陶瓷.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对样品进行表征.研究了成型压力以及烧成温度对样品性能的影响.结果表明,以稻壳灰为主要原料,采用半干法机压成型,可以制备体积密度0.6～1.1 g/cm3、显气孔率50％～75％和耐压强度2.5～12.5 MPa的高性能稻壳灰基多孔陶瓷.当成型压力在5～20 MPa时,体积密度随压力增加显著增大,当压力大于40 MPa后体积密度增加不明显.稻壳灰基多孔陶瓷内孔隙组成主要有两种方式,其一为原料颗粒间堆积形成的孔隙,另一种为稻壳本征多孔结构.随着成型压力增加至25MPa,稻壳的本征织构也开始坍塌或破坏.烧成温度对稻壳灰基多孔陶瓷的体积密度影响不大,但可以提高陶瓷的耐压强度.当成型压力为90 MPa、烧成温度在1400℃时,样品的体积密度为1.1 g/cm3,耐压强度可达12.5 MPa.

关键词: 稻壳灰 , 多孔陶瓷 , 本征多孔结构 , 显微结构

溶胶－凝胶法和硼热－碳热还原合成 ZrB2空心球粉体

曹迎楠 , 王军凯 , 张海军 , 李发亮 , 段红娟 , 梁峰 , 张少伟

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2016.01.005

为了合成性能较好的 ZrB2空心球粉体，以氧氯化锆（ZrClO2·8H2 O）、硼酸（H3 BO3）、葡萄糖（C6 H12 O6）为原料，先采用水热碳化工艺制备了碳微球，再以预合成的碳微球为模板，采用溶胶－凝胶法、硼热－碳热还原工艺合成了 ZrB2超细空心球粉体，研究了反应温度（1200、1300、1400和1500℃）及碳微球的含量（n（C） n（ZrO2＋B2 O3）分别为5．0、5．5、6．0和6．5）对 ZrB2空心球粉体合成的影响。结果表明：水热碳化工艺制备的碳微球表面较为光滑，具有良好的空心结构；过量的碳微球和较高的反应温度均能在一定程度上有助于 ZrB2空心球粉体的合成；合成 ZrB2空心球粉体的最佳反应温度为1500℃，最佳碳微球含量为 n（C）n（ZrO2＋B2 O3）＝6．5。

关键词: ZrB2 , 硼热-碳热还原法 , 溶胶-凝胶法 , 模板法 , 空心球粉体

木质素改性酚醛树脂结合镁碳砖的研究

方伟 , 赵雷 , 梁峰 , 雷中兴 , 陈辉 , 陈欢

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.02.002

为了降低酚醛树脂的生产成本并提高其低温结合强度，以木质素磺酸钙为原料部分替代苯酚，以氢氧化钠为催化剂，合成了木质素改性酚醛树脂（LPF），并将其作为结合剂用于镁碳砖的制备，通过研究不同木质素磺酸钙用量（其质量分数分别为10％、20％、30％、40％、50％）、不同催化剂用量（外加质量分数分别为1％、2％、3％、4％、5％）以及不同反应时间（分别为1、1．5、2、2．5、3 h）合成的LPF对镁碳砖200℃24 h烘后常温性能的影响，优化了LPF的合成工艺条件，同时对比了LPF结合和传统酚醛树脂结合镁碳砖于200℃24 h烘后和1200℃3 h处理后的常温物理性能和高温抗折强度。结果表明，适于制备镁碳砖的LPF的最佳合成工艺条件为：木质素磺酸钙质量分数为30％，催化剂质量分数为1％，反应时间为2 h。用最佳工艺合成的LPF制备的镁碳砖，经200和1200℃分别处理后的体积密度为2．84和2．82 g·cm-3，显气孔率为9．6％和14．6％，抗折强度为17．8和6．4 MPa ，耐压强度为72．3和48．7 MPa；1400℃下的高温抗折强度为7．3 MPa。与传统酚醛树脂结合镁碳砖相比，其性能均有所提高。

关键词: 木质素磺酸钙 , 改性酚醛树脂 , 镁碳砖 , 强度

4种炭素材料的抗氧化性研究

程文雍 , 李楠 , 李轩科 , 梁峰

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2011.01.006

采用SEM、Raman光谱和TG-Dsc等手段研究了纳米碳管、天然石墨、酚醛树脂热解炭、炭黑改性酚醛树脂热解炭的抗氧化性.研究表明,这4种炭素材料的抗氧化性由强到弱的顺序为天然石墨、纳米碳管、炭黑改性酚醛树脂热解炭、酚醛树脂热解炭.

关键词: 碳材料 , 抗氧化性 , 石墨化程度

催化剂及煅烧温度对合成SiC纤维的影响

梁峰 , 李楠

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.05.011

以工业级Si粉(d50=27.25 μm)和石墨(≤0.15 mm)为原料,按n(c):n(Si)=1:1配比后,分别外加0.05 mol的硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)、硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)和硫化铜(CuS·H2O)作为催化剂,以树脂为结合剂压制成试样,在真空碳管炉中于Ar气保护下在1 100～1 500℃分别保温3 h合成了SiC纤维,并用XRD分析烧后试样的相组成,通过SEM观察产物中SiC的晶体形貌.结果表明:SiC的生成量随温度的升高而增加,尤其在1 400～1 500℃时SiC生成量骤增;1 200～1 400℃烧后,以硫化铜为催化剂的试样中SiC晶体的生成量最大,并在1 400℃时生长成长纤维;在1 500℃下,由于有大量Si熔体存在,催化剂对SiC生成量的影响甚微.

关键词: SiC纤维 , 催化剂 , 煅烧温度

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