表面包覆法制备高固相含量SiC悬浮液的研究

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Si-SiC涂层包覆石墨材料的制备及性能表征

ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｉ－ＳｉＣｃｏａｔｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＪｉａｎｇＹａｎ，ＦｅｎｇＤｏｎｇ，ＹｅＣｈａｏｃｈａｏ，ＷａｎｇＷｅｉ，ＲｕＨｏｎｇｑｉａｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ）
（东北大学材料科学与工程学院，沈阳１１０８１９）
摘要：为了防止石墨材料在高温下的氧化，以ＳｉＣ和酚醛树脂为原料，采用气相渗硅法在石墨表面制备了致密的Ｓｉ－ＳｉＣ涂层．利用ＸＲＤ、ＳＥＭ对涂层的相组成与形貌进行分析，研究了涂层在１５００℃以及１０００℃ 的热循环氧化行为．结果表明：经过气相渗硅后，涂层结构致密，主要由Ｓｉ和ＳｉＣ组成．该涂层具有良好的抗氧化防护能力，在空气条件下１５００℃和１０００℃循环氧化２００ｈ，４６８ｈ后，包覆试样的表面质量增加分别为１６７６ｍｇ／ｃｍ２，０３６ｍｇ／ｃｍ２．关键词：石墨；Ｓｉ－ＳｉＣ涂层；抗氧化性能；显微组织中图分类号：ＴＱ１７４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１６６２０（２０１８）０１００５００６
第１期姜岩等：Ｓｉ－ＳｉＣ涂层包覆石墨材料的制备及性能表征
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试样表面用砂纸℃烘箱中干燥２ｈ
后备用．涂层原料主要为ＳｉＣ（纯度为９９％，
ｄ５０＝１０μｍ）和硅块（纯度为９９４％，粒度为５～１０ｍｍ）．采用酚醛树脂（残碳质量占４０％）做碳
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｔｅｃｔｇｒａｐｈｉｔｅｆｒｏｍｏｘｉｄａｔｉｏｎａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｓｉ－ＳｉＣｃｏａｔｉｎｇｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｇｒａｐｈｉｔｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｂｙｖａｐｏｒｓｉｌｉｃｏｎｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇＳｉＣａｎｄｒｅｓｉｎａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ．ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙＸＲＤａｎｄＳＥＭ．Ｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｅｓｔｓａｔ１５００℃ ａｎｄ１０００℃ ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＳｉＣ－Ｓｉｃｏａｔｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｉｓｄｅｎｓｅ，ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆＳｉａｎｄＳｉＣａｆｔｅｒｔｈｅｖａｐｏｒｓｉｌｉｃｏｎｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｈａｓｇｏｏｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ，ａｆｔｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎａｔ１５００℃ ａｎｄ１０００℃ ｉｎａｉｒ，ｔｈｅｗｅｉｇｈｔｇａｉｎｓｗｅｒｅ１６７６ｍｇ／ｃｍ２，０３６ｍｇ／ｃｍ２，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｐｈｉｔｅ；Ｓｉ－ＳｉＣｃｏａｔｉｎｇ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

超细粉体表面包覆技术研究进展

超细粉体表面包覆技术讨论进展超细粉体通常是指粒径在微米级或纳米级的粒子。

和原大块常规材料相比具有更大比表面积、表面活性及更高的表面能，因而表现出优异的光、热、电、磁、催化等性能。

超细粉体作为一种功能材料近些年在得到人们的广泛讨论，并在国民经济进展各领域得到越来越广泛的应用。

然而由于超细粉体独有的小尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应所引起的团聚及分散问题使其失去了很多优异性能，严重制约了超细粉体的进一步进展及工业化应用。

因此，如何避开超细粉体的团聚失效已成为超细粉体进展应用所面临的难题。

通过对超细粉体进行肯定的表面包覆，使颗粒表面获得新的物理、化学及其他新的功能，从而大大改善了粒子的分散性及与其他物质的相容性。

表面包覆技术有效地解决了超细粉体团聚这一难题。

1超细粉体表面包覆机理超细粉体包覆技术所形成的核/壳结构是一种新型的复合结构，目前对于其形成机理，学者们的观点重要有静电相互作用、化学键合、过饱和度、吸附层媒介等。

2超细粉体的表面包覆技术目前关于超细粉体的表面包覆技术依据不同方式有几种分类方法。

如依照反应体系状态可分为固相包覆法、液相包覆法、气相包覆法；按壳层物质性质分为金属包覆法、无机包覆法和有机包覆法；依照包覆性质可分为物理包覆法和化学包覆法等等。

本文就固相、液相、气相包覆法的分类方式对超细粉体的表面包覆技术近年的讨论进展进行论述。

2.1固相包覆法2.1.1机械球磨法该方法是利用球磨过程中粒子之间的挤压、冲击、剪切、摩擦等机械应力作用，使被包覆颗粒表面激活吸附表面改性物质从而达到表面包覆目的。

该方法具有处理时间短、反应过程简单掌控、操作简单等优点；但仅适用于微米级粉体的表面包覆，且要求粉体具有单一分散性。

袁华堂、冯艳等采纳球磨的方法对四元非晶合金Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni进行了石墨表面包覆。

讨论表明，石墨对Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni的包覆使合金电极容量和循环寿命都有所提高，从而有效改善了Mg基贮氢合金的电化学性能。

多孔SiC陶瓷的制备与应用

多孔SiC陶瓷的制备与应用多孔SiC陶瓷是一种具有广泛应用潜力的材料，具有优异的力学性能、化学稳定性和高温抗氧化性能。

其制备方法有很多种，其中常见的方法包括凝胶注模法、聚合物发泡法、凝胶燃烧法和浸渗法等。

凝胶注模法是一种常用的制备多孔SiC陶瓷的方法。

该方法首先通过将硅源和碳源在溶剂中制备成凝胶，然后通过注模成型，最后进行干燥、烧结等工艺步骤得到多孔SiC陶瓷。

这种方法可以获得具有较好孔隙互通性和一定尺寸和形貌控制的多孔陶瓷。

凝胶燃烧法是一种制备多孔SiC陶瓷的快速方法。

该方法通过将硼酸和硼氢化钠等物质共烧制得到多孔陶瓷。

这种方法具有制备周期短、成本低的优点，然而在制备过程中需要注意控制燃烧过程，以避免生成非晶相。

浸渗法是一种制备高性能多孔SiC陶瓷的方法。

该方法通过将聚合物浸渍到多孔炭材上，并经过热处理得到多孔SiC陶瓷。

这种方法可以获得具有高比表面积和较好力学性能的多孔陶瓷。

多孔SiC陶瓷在众多领域中具有广泛的应用。

在能源领域中，多孔SiC陶瓷可用作热交换器、高温电池和高温气体分离装置等组件。

其高温抗氧化性能和热稳定性使其成为高温环境中的理想材料。

在过滤和分离领域中，多孔SiC陶瓷可用作高效微滤膜和分离膜，用于水处理、气体分离和固体颗粒捕集等应用。

其高比表面积和孔隙结构使其具有较好的过滤和分离性能。

多孔SiC陶瓷还可用于催化剂载体、生物材料和传感器等领域。

其化学稳定性和生物相容性使其成为催化剂载体和生物材料的理想选择，而其良好的电学和热学性能使其成为传感器应用的有利材料。

210977949_碳化硅粉体表面改性研究进展

【开发利用】碳化硅粉体表面改性研究进展黄文信，张宁，才庆魁，梁斌，王晓阳，阚洪敏(沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室，辽宁沈阳 110044)【摘　要】随着纳米技术制备新型陶瓷材料研究的不断深入，对纳米级粉体的使用日益广泛。

但由于纳米粉体的表面活性很大，很容易团聚在一起。

通过表面改性可以使粉体达到稳定分散，因而这一技术也受到越来越广泛的关注。

本文主要对碳化硅纳米粉体表面改性方法及表面改性对粉体性能影响进行了介绍，并且对碳化硅粉体的应用前景进行了展望。

【关键词】碳化硅；表面改性；接枝；分散【中图分类号】TQ127.12 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2010)04-0013-04Research Progress in Surface Modification of Silicon Carbide HUANG Wen-xin, ZHANG Ning, CAI Qing-kui, LIANG Bin, WANG Xiao-yang, KAN Hong-min(Liaoning Key Lab. of Advanced Materials Technology, Shenyang University, Shenyang 110044,China)Abstract: With the study which prepare new ceramic materials by nanotechnology steady deepening,the use of nanopowder is increasing. However, the surface activity of nanopowder is so large that it is easy to join together. Making powders achieve a stable dispersion by surface modification, which has been concerned more and more extensively.The methods of surface modification on silicon carbide and the influence of surface modification on the properties of powder were described in this paper, and predicted the prospects for the application of silicon carbide.Key words: silicon carbide; surface modification; graft; dispersion碳化硅是一种人工合成的强共价键型碳化物，是一种新型的工程陶瓷材料。

【精品文章】一文认识复合粉体包覆技术

一文认识复合粉体包覆技术
粉体包覆改性是伴随着粉体技术的出现和应用而发展起来的新技术。

包覆技术对于提高其分散性能、解决其团聚问题起到了重要作用，另外，还可以改善粉体粒子的活性、光学性质、耐热性、耐光性、表面色泽等。

目前，包覆技术已经发展到对复合粉体进行包覆，将2种或2种以上的粉体颗粒经表面包覆或复合处理后可以得到高性能复合粉体，其具有的复合协同多功能特点，在新型材料的复合和开发方面也起着极其重要的作用，被广泛应用于军事、航空、航天、化工、医药等领域。

一、复合粉体包覆方法
复合粉体是新型多功能材料，对复合粉体进行包覆改性具有重要意义。

复合粉体的包覆主要有2种方式：（1）对复合处理后的粒子进行包覆；（2）对包覆式复合粒子再进行包覆，形成双层或多层膜。

复合粉体包覆方法主要有机械化学改性、沉积法、溶胶一凝胶法、化学镀法等。

1、机械化学改性
机械化学改性是借助于强机械搅拌、冲击、剪切、研磨等作用激活粉体和用于表面包覆的改性剂，并使粉体颗粒与改性剂发生化学作用从而将改性剂包覆在粉体颗粒外表面。

其实质是将机械能转化为化学能，因而称之为机械化学改性。

目前，应用机械化学改性的方法主要有球石研磨法、搅拌研磨法和高速气流冲击法。

长沙万荣推出的先进改性设备-蜂巢磨
机械化学改性法优点是：具有处理时间短（从几秒到几分钟），反应过程。

超细粉体表面包覆处理的14种方法

超细粉体表面包覆处理的14种方法超细粉体通常是指粒径在微米级或纳米级的粒子。

和大块常规材料相比具有更大比表面积、表面活性及更高的表面能，因而表现出优异的光、热、电、磁、催化等性能。

超细粉体作为一种功能材料近些年得到人们的广泛研究，并在国民经济发展各领域得到越来越广泛的应用。

然而由于超细粉体独有的团聚及分散问题使其失去了许多优异性能，严重制约了超细粉体的工业化应用。

因此，如何避免超细粉体的团聚失效已成为超细粉体发展应用所面临的难题。

通过对超细粉体进行一定的表面包覆，使颗粒表面获得新的物理、化学及其他新的功能，从而大大改善了粒子的分散性及与其他物质的相容性。

表面包覆技术有效地解决了超细粉体团聚这一难题。

超细粉体表面包覆的机理关于包覆机理，目前还在研究之中，尚无定论。

主要的观点有以下几种：a.库仑静电引力相互吸引机理。

这种观点认为，包覆剂带有与基体表面相反的电荷，靠库仑引力使包覆剂颗粒吸附到被包覆颗粒表面。

b.化学键机理。

通过化学反应使基体和包覆物之间形成牢固的化学键，从而生成均匀致密的包覆层。

c.过饱和度机理。

这种机理从结晶学角度出发，认为在某一pH 值下，有异相物质存在时，如溶液超过它的过饱和度就会有大量的晶核立即生成，沉积到异相颗粒表面形成包覆层。

超细粉体表面包覆的方法1、机械混合法。

利用挤压、冲击、剪切、摩擦等机械力将改性剂均匀分布在粉体颗粒外表面，使各种组分相互渗入和扩散，形成包覆。

目前主要应用的有球石研磨法、搅拌研磨法和高速气流冲击法。

该方法的优点是处理时间短，反应过程容易控制，可连续批量生产，较有利于实现各种树脂、石蜡类物质以及流动性改性剂对粉体颗粒的包覆。

但此法仅用于微米级粉体的包覆，且要求粉体具有单一分散性。

超细粉体材料改性包覆机2、固相反应法。

把几种金属盐或金属氧化物按配方充分混合、研磨，再进行煅烧，经固相反应直接得到超细包覆粉。

3、水热法。

在高温高压的密闭体系中以水为媒介，得到常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境，使反应前驱体得到充分的溶解，并达到一定的过饱和度，从而形成生长基元，进而成核、结晶制得复合粉体。

尖晶石结构高电压锂离子电池正极材料的研究进展

管理及其他M anagement and other尖晶石结构高电压锂离子电池正极材料的研究进展王巍摘要：随着电动汽车和大型储能设备的发展，对锂离子电池在能量密度及安全性等方面提出了更高要求。

一般认为，正极材料的性能（如容量、电压）是决定锂离子电池的能量密度、安全性及循环寿命等的关键因素。

提高正极克容量、电压平台和极片压实密度都可以提高电池的能量密度。

由于目前使用的液态电解液体系在4.5V以上时会发生分解，会使得电池性能衰减。

新电解质（固态或离子液体）及电化学窗口高的溶剂（主要有砜类、腈类及氟代溶剂）的开发，为高电压正极材料的发展带来新的契机。

关键词：尖晶石结构；高电压锂离子电池；电解质1 LiMn2O4正极材料尖晶石型LiMn2O4属于Fd3m空间群，氧原子为面心立方密堆积，锰占据1/2八面体空隙16d位置，而锂占据1/8四面体8a位置。

空的四面体和八面体通过共面与共边相互联结，形成三维的锂离子扩散通道。

锂离子在尖晶石中的化学扩散系数在10-14～10-12m2/s。

LiMn2O4理论容量为148mAh/g，可逆容量一般可达140mAh/g，采用LiMn2O4尖晶石作为正极材料的锂离子电池在高温下比容量衰减比较大，原因主要归结为以下几部分。

1.1 Jahn-Teller效应在LixMn2O4中，锂原子的脱/嵌范围为0<x≤2。

当锂嵌入或脱逸的范围为0<x≤1时，发生反应：LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xe-+Li+。

Mn的平均价态仍然是+3.5～4.0，材料仍然是尖晶石结构。

当Mn的平均价态低于+3.5时，材料发生晶体结构扭曲，由立方晶系向四方晶系发生转变，导致晶格发生畸变，使得电极极化效应增强，从而引起比容量衰减，因此，我们需要采取各种措施来抑制Jahn-Teller效应。

1.2 锰的溶解引起尖晶石LiMn2O4容量衰减的最主要原因是锰在高温下的溶解。

LiMn2O4的Mn3+离子易发生歧化反应：Mn3+→Mn4++Mn2+，随着充放电的进行，溶解在电解液里的Mn 又会沉积在电极表面，阻断电极材料与电解液的接触，使得电池短路。

高固含量低粘度碳化硅陶瓷浆料的制备与性能研究

高固含量低粘度碳化硅陶瓷浆料的制备与性能研究王阳阳;贾晨【摘要】采用两种粒径SiC颗粒(11.31μm和3.82 μm)、石油焦粉为原料,研究分析不同比例SiC颗粒级配对SiC陶瓷浆料粘度的影响,制备高固含量(≥50 vol％)、低粘度(≤1Pa·s)的碳化硅陶瓷浆料,利用注浆成型方法成型SiC陶瓷素坯,反应烧结制备高纯致密SiC陶瓷材料.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P91-93)【关键词】颗粒级配;SiC;粘度【作者】王阳阳;贾晨【作者单位】西安思源学院,陕西西安710038;西安航天动力试验技术研究所,陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】TB35碳化硅陶瓷材料以其优异的综合性能[1](高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损和耐冲刷等)，已在石油、汽车、航空航天、化工、生物、能源、机械工业中广泛使用。

本研究采用注浆成型制备碳化硅陶瓷材料坯体。

注浆成型不仅可以制备结构复杂、减少后续加工的陶瓷坯体[2]，还可以制备孔隙较多的管状支撑体，及壁厚较薄的致密碳化硅陶瓷[3]。

注浆成型是通过加入少量的水溶性有机物和陶瓷粉体制备分散流动性好的悬浮浆料，再利用石膏模具的吸水作用，向其中注入浆料，使浆料在石膏模具中固化并且获得具有相当强度的素坯。

工艺中能否注浆成功并制备出高性能的碳化硅陶瓷生坯，烧结出低缺陷、高致密的陶瓷坯体，关键是制备高固含量(体积固含量≥50%)、低粘度(≤1 Pa·s)的碳化硅陶瓷浆料。

因此，采用颗粒级配注浆成型反应烧结方法[4]制备碳化硅陶瓷，研究颗粒级配对碳化硅陶瓷浆料粘度的影响，制备高纯致密碳化硅陶瓷材料。

本研究制备的碳化硅陶瓷浆料的原料配比采用：65wt%碳化硅、5wt%石油焦、聚乙二醇(0.5wt%)、分散剂CMC(0.5wt%)和蒸馏水。

1)酸洗碳化硅粉体:采用浓度为10% HF与HCl混合溶液，体积比为VHF∶VHCl=10∶2~5，在行星式球磨机上，球磨清洗碳化硅粉体颗粒24h，再用蒸馏水反复清洗过滤碳化硅粉体浆料直至pH=4~6，烘干粉体以备使用。

锂离子电池高镍三元材料的研究进展

锂离子电池高镍三元材料的研究进展一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的开发和利用受到了广泛关注。

锂离子电池作为一种高效、环保的储能技术，被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。

高镍三元材料（NCA、NMC等）作为锂离子电池正极材料的代表之一，因其高能量密度、低成本等优点，近年来成为了研究的热点。

本文旨在综述锂离子电池高镍三元材料的研究进展，包括其晶体结构、合成方法、性能优化以及应用前景等方面，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。

本文将介绍高镍三元材料的晶体结构和基本性能，阐述其作为锂离子电池正极材料的优势与不足。

将重点综述高镍三元材料的合成方法，包括固相法、溶液法、熔融盐法等，并分析各种方法的优缺点。

在此基础上，本文将进一步探讨高镍三元材料的性能优化策略，如表面包覆、掺杂改性等，以提高其循环稳定性、倍率性能等。

本文将展望高镍三元材料在锂离子电池领域的应用前景，探讨其未来的发展方向和挑战。

通过本文的综述，期望能够为锂离子电池高镍三元材料的研究和应用提供有益的参考和启示，推动该领域的技术进步和发展。

二、高镍三元材料的结构与性能高镍三元材料，通常指的是NCA（镍钴铝）和NMC（镍锰钴）等富镍正极材料，其中镍的含量通常超过50%。

这些材料因其高能量密度和良好的循环性能而受到广泛关注。

高镍三元材料的晶体结构通常为层状结构，属于α-NaFeO₂型六方晶系。

在这种结构中，镍、钴和锰（或铝）离子占据3a位置，氧离子占据6c位置，形成八面体配位。

镍离子因其较高的氧化态（+3或+4）而占据锂层中的部分位置，这有助于提高材料的能量密度。

然而，高镍含量也带来了结构不稳定性的问题，因为镍离子半径较大，容易引起晶格畸变。

高镍三元材料具有较高的比容量和较高的能量密度，这使得它们成为下一代锂离子电池的理想选择。

例如，NCA材料的理论比容量可以达到275 mAh/g，远高于传统的钴酸锂（LCO）材料（约140 mAh/g）。

SiC及其纳米复合材料的制备和表征以及光催化性能的开题报告

SiC及其纳米复合材料的制备和表征以及光催化性能的开题报告摘要：SiC是一种高温、高强度、高硬度、高抗腐蚀的材料，具有广泛的应用前景。

纳米复合材料以其独特的表面和结构特性，具有良好的光催化性能。

本文主要介绍了SiC及其纳米复合材料的制备方法和表征方法，以及它们的光催化性能研究进展。

关键词：SiC；纳米复合材料；制备；表征；光催化性能。

一、介绍SiC是一种广泛应用的材料，具有优异的高温、高强度、高硬度、高抗腐蚀等特性。

它在制造领域、电子领域、化学领域等方面都有着很好的应用。

然而，SiC晶体缺陷较多、批次不稳定，且其表面能较大，不易分散，难以发挥其应有的特性。

而纳米复合材料以其独特的表面和结构特性，被广泛应用于光催化材料领域。

本文主要介绍了SiC及其纳米复合材料的制备方法和表征方法，以及它们的光催化性能研究进展。

二、制备方法1. 物理化学法物理化学法主要包括热解法、凝胶法、卤化气体沉积法等。

热解法利用碳源和硅源，在高温下制备SiC。

凝胶法利用溶胶-凝胶法或水热法，在室温下制备SiC。

卤化气体沉积法利用氯化硅和氯化碳气体，通过热解反应制备SiC。

2. 溶剂热法溶剂热法是利用高氧化态的化合物作为反应剂，在高温高压下制备纳米材料。

它包括水热法、溶胶-凝胶法等。

三、表征方法1. X射线衍射（XRD）XRD能够表征样品的晶体结构、结晶度和衍射峰强度。

SiC的典型衍射峰为2θ=35.6°。

2. 扫描电子显微镜（SEM）SEM能够表征材料的表面形貌、粒径大小和分布情况。

3. 透射电子显微镜（TEM）TEM能够表征材料的晶格结构、形貌和尺寸分布情况。

4. 紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱UV-Vis能够表征纳米材料与光的相互作用，包括光吸收、光散射等，并能够计算纳米材料的带隙能。

四、光催化性能SiC材料的光催化性能取决于其晶体结构、表面性质和能带结构。

纳米复合材料的引入能够增加其表面积，利于光催化。

当前常用的光催化性能评价指标为光催化降解率。

超细粉体表面包覆和改性

改性方法
• 表面物理改性：超细粉体的表面物理改性一般是指不用表面修饰剂而对超微粉体实施表面改性的方法，包括电磁波、中子流、α粒子、β粒子等的辐照处理、超声处理、热处理、电化学处理、等离子体处理等，是很常用的超微粉体表面改性方法。
• 表面化学改性：超微粉体的表面化学改性是指在原来单一组分的基元物质表面上，均匀地引入一种或者是多种其他组分的物质，以改变原来基元的基本性质的方法。 • 常见的有：表面吸附包覆改性、化学反应包覆改性、微乳液法、胶囊化改性和化学镀法等。
超细粉体表面特性
• 超细粉体表面的润湿性 • 超细粉体的表面电性（颗粒与其他介质接触时，表面会有电荷转移，这种转移往往正负电荷数量不一致，从而产生电势差。） • 超细粉体的表面能
超细粉体表面改性
• 表面改性是指采用物理或化学方法对固体颗粒进行表面处理，即根据应用需要有目的地改变颗粒表面物理化学性质与表面形态结构工艺。
Abstract
• The electrochemical properties of MmNi5type metal hydride powders produced by gas atomization were improved by acid surface modification. FIB specimen preparation followed by FEthe surface structure before/after surface modification. The original oxide layer of the surface was removed and a nickel rich layer was formed by acid treatment.

碳化硅凝胶注模浆料的研究进展

碳化硅凝胶注模浆料的研究进展姜自旺;林文松;王婕丽;许浩【摘要】在分析陶瓷浆料稳定分散机制的基础上,从碳化硅(SiC)粉体表面改性和分散剂处理两方面探讨了凝胶注模工艺中高固相含量、低黏度的SiC陶瓷浆料的制备问题.综述了SiC表面改性及其几种常见分散剂的研究进展,并指出今后研究中需要解决的问题.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2012(026)002【总页数】5页(P120-124)【关键词】碳化硅;凝胶注模;表面改性;粉体【作者】姜自旺;林文松;王婕丽;许浩【作者单位】上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TQ174凝胶注模成型是20 世纪90 年代由美国橡树岭国家实验室(ORNL)的Janney 等［1］发明，是一种将传统陶瓷成型工艺与高分子化学反应相结合的新型陶瓷原位成型工艺.随着人们对其研究的深入和技术的不断改进，凝胶注模工艺也已逐步完善并成为现代陶瓷材料的一种重要的成型方法［2］.碳化硅(SiC)陶瓷以其优异的耐高温、耐腐蚀、耐热冲击、抗氧化、强度大、超硬耐磨等性能而被广泛应用于耐腐蚀机械密封件、热交换器部件、陶瓷发动机部件和核燃料冷却堆包覆材料［3］等.采用凝胶注模工艺成型SiC 陶瓷，可以最大程度地消除传统成型方法本身带来的缺陷，得到微观结构均匀、质量可靠的坯体，并可通过陶瓷浆料的制备、模具设计等方面的改进来提高生产的自动化水平及产品的可靠性［4］.高固相含量(体积分数，全文同)、低黏度和稳定的SiC 陶瓷浆料的制备是凝胶注模成型工艺的关键，而要制备高固相含量、低黏度的SiC 浆料，就必需对SiC 粉体的表面改性及其分散剂展开研究.本文介绍了SiC 浆料的稳定机制，综述了SiC 粉体表面改性及其几种常见分散剂的研究进展，指出了今后研究中有待进一步解决的问题.1 陶瓷浆料的稳定机制粉体在介质中的稳定分散是制备高固、低黏陶瓷浆料的前提.在分散体系中，粉体颗粒之间通常存在范德华作用力、静电斥力，以及由于吸附了聚合物高分子而产生的空间位阻斥力，最终粉体能否在浆料中稳定分散，主要取决于以上3 种作用力综合作用的结果.粉体在介质中的分散稳定机制一般有静电(双电层)稳定机制、空间位阻稳定机制和静电/空间稳定机制［5］.1.1 静电稳定机制溶胶的经典稳定理论(DLVO 理论)是由前苏联学者Derjaguin，Landau和荷兰学者Verwey，Overbeek 分别独立提出的［6－7］.该理论指出:在固/液悬浮体系中，粉体颗粒表面电荷分布的不均匀性会使其极易吸附带电离子，并与液相中的异号离子作用形成双电层.当两颗粒相互靠近时，双电层会相互重叠，产生双电层斥力;当此斥力足以克服颗粒间的范德华引力时，颗粒就会稳定地悬浮在液相中.通常，可以通过一些外界手段(如调节pH 值、添加电解质等)来增大颗粒表面的Zeta 电位，以此来达到增大颗粒间双电层斥力、稳定粉体颗粒的目的.1.2 空间位阻稳定机制静电稳定机制只从粉体颗粒表面带电的角度考虑了粉体的稳定机制，而没有考虑到高分子聚合物在浆料稳定中的作用.事实上，当向固/液悬浮体系中加入一定量的高分子聚合物时，聚合物分子的锚固基团就会吸附在粉体颗粒的表面，而其溶剂化链则会在溶剂中充分舒展开来，并且会在颗粒的表面形成一定厚度的空间位阻层［8］.该位阻层间的相互作用能产生一种新的斥力，即空间位阻斥力，此斥力能够有效地阻止颗粒的碰撞和重力沉降，从而使粉体颗粒稳定地分散在悬浮液中.1.3 静电/空间稳定机制静电/空间稳定机制是在综合考虑了双电层的排斥效应和高分子聚合物的空间位阻效应的基础上发展起来的一种粉体浆料的稳定机制.一方面，当向固/液悬浮体系中加入一些聚电解质(如聚甲基丙烯酸盐、聚乙烯亚胺、海藻酸盐等)时，这些聚电解质一方面能够在液相中离解，使粉体颗粒表面带电而产生双电层斥力;另一方面它们会吸附在粉体的表面，在其表面形成一定厚度的空间位阻层而产生空间位阻斥力［9］.在这两种斥力的综合作用下，粉体颗粒能够稳定地分散在悬浮液中.2 粉体的表面改性2.1 粉体表面改性的机制表面改性是指通过一些物理或化学手段对粉体进行处理，改变其表面的物理化学性质，提高其分散性，以适应不同领域的应用要求.粉体表面改性的机制就是利用表面改性剂与粉体之间发生的物理化学作用，改变粉体颗粒的表面官能团、表面结构、表面润湿性、表面电荷和反应特性等，从而达到削弱粉体颗粒间的团聚和提高其分散性［10］的目的.2.2 SiC 粉体表面改性的方法SiC 粉体的表面改性是获得高分散性、高稳定性和高固相含量的SiC 陶瓷浆料的一种有效方法.目前对SiC 粉体表面改性的方法有很多，可粗略地概括为包覆改性和化学改性［11］两类.2.2.1 SiC 粉体表面包覆改性SiC 粉体的包覆改性主要是利用一些无机或有机化合物对SiC 粉体进行表面物理包覆，以此来改变粉体颗粒的表面基本特性，减弱粒子间的团聚，提高其分散性.在包覆改性中，改性剂与粉体颗粒间并未发生化学反应，而是依靠物理方法或者范德华力机械地结合在一起.依据改性剂的类型，可将SiC 粉体表面包覆改性的方法分为无机包覆改性和有机包覆改性两种.SiC 粉体的无机包覆改性一般是指在其表面包覆一层或几层无机氧化物或氢氧化物(如Al2O3和Al(OH)3).Prabhakaran 等［12－13］研究表明:SiC粉体表面被包覆一层Al(OH)3后，其水溶液表现出类似氧化铝的胶体特性，Zeta 电位(反应颗粒表面胶体特性的重要参数之一，可用来评定超细粉体在水中的分散性)明显增大，并且在水中的分散性也得到了改善.SiC 粉体的有机包覆改性是指在其表面包覆的一些有机高分子化合物，通过高分子间的空间位阻效应减弱粉体间的团聚，提高其分散性.近年来，有机包覆改性因所用的包覆有机物在后续工艺中易除去和灵活性强等优点而引起了人们的广泛关注［14－15］.张敏等［14］研究表明，β－SiC 微粉经过聚乙二醇PEG 200和PEG 6000 改性后的流动性得到了明显改善，后者在β－SiC 微粉表面形成的包覆层厚度大于前者，但二者改性后的β－SiC 微粉的物相和结构并没有发生改变.郑彩华等［15］研究了丁二酸、乙二醇、对氨基苯磺酸和聚乙二醇等4种改性剂对SiC 微粉表面包覆改性的影响，结果表明:前三者改性的SiC 微粉主要是静电稳定，其中对氨基苯磺酸改性粉体的Zeta 电位绝对值最高，料浆的悬浮稳定性较前两者好;而聚乙二醇改性的粉体主要是空间位阻稳定，悬浮稳定性最好.2.2.2 SiC 粉体表面化学改性表面化学改性主要是通过表面改性剂与粉体颗粒间发生化学吸附或化学反应来改变粉体表面的官能团、结构和润湿性等.Huang 等［16］研究了以去离子水洗、酸洗、碱洗等3 种改性方法对SiC 浆料流变性的影响，其结果表明，经过碱洗后的SiC粉体所配制的浆料的流动性最好.文献［17］采用水杨酸和丙烯酰胺组合的改性剂对SiC 微粉表面接枝改性，研究表明，改性后SiC 微粉的表面特性与流变特性发生了很大的改变，且其分散性和流动性得到了改善.另外，采用偶联剂进行表面处理也是SiC 粉体表面化学改性的一种重要手段.偶联剂是两性化学物质，可将无机粉体与有机聚合物这两种差异较大的物质牢固结合，例如通过偶联剂预处理和接枝聚合丙烯酸钠两步法对SiC 粉体进行有机包覆改性后，可使聚丙烯酸钠与SiC 粉体牢固地结合在一起［18］.文献［18］表明:SiC 微粉经偶联剂预处理和接枝聚合丙烯酸钠改性后，团聚现象减少，分散性得到改善;改性SiC 微粉与原始SiC 微粉相比，表面特性发生了很大变化，Zeta 电位值显著提高，悬浮液的分散稳定性明显改善.吉晓莉等［19］采用3种氨基硅烷偶联剂WD－50，WD－52和WD－57对SiC 微粉进行表面改性，研究表明:采用氨基硅烷偶联剂改性后，SiC 微粉的表面特性发生了很大变化，悬浮液的分散稳定性显著提高，其中偶联剂WD－52的改性效果最好，改性后SiC 微粉的等电点由未改性时的4.2 向碱性方向偏移至10，固相含量由35.5%提高到54.5%.3 几种常见的SiC 分散剂分散剂主要是指能使无机粉体表面迅速润湿，在陶瓷浆料的制备过程中能对粉体起到助磨、稀释减水和稳定分散作用的一种表面活性剂.经分散剂处理后，粉体间的团聚现象会明显减弱，所制备的陶瓷浆料的稳定性增强，流动性变好，固含量变高［20］.按化学成分可将分散剂分为3 类［21］:无机分散剂、有机小分子分散剂和高分子聚合物与聚电解质.对于SiC 粉体，通常选用的分散剂主要有聚乙烯亚胺、聚乙二醇和四甲基氢氧化铵等.3.1 四甲基氢氧化铵四甲基氢氧化铵(TMAH)是一种季铵碱，在水中能够完全电离，其水溶液呈强碱性;另外，它的分解温度低，分解后变为气体，不会对其他物质造成污染.因此，其常被用作有机硅的催化剂和粉体的分散剂.Dong 等［22］以TMAH 作为分散剂，成功地制备出固相含量为51.3%、黏度为0.36 Pa·s(剪切速率为100 s－1)的SiC 浆料.Li 等［23］研究了分散剂TMAH 对SiC 悬浮液流变性的影响.结果表明，TMAH能够增加SiC 悬浮液的Zeta 电位，有机阳离子TMA+通过静电作用吸附在SiC颗粒的表面，使其双电层变厚、斥力增大，从而提高了SiC 粉体的分散性.Zhang 等［24］以TMAH 作为分散剂，研究了SiC 微粉的凝胶注模工艺，成功制备出固相含量为50%、黏度小于1 Pa·s的陶瓷浆料.当加入添加量(质量分数，全文同)为0.5%的TMAH 时，SiC 微粉、Al2O3微粉和Y2O3微粉能很好地分散在浆料中.刘海林等［25］采用TMAH 作为分散剂，研究了SiC 粉料种类及其颗粒级配和炭黑种类对碳化硅/炭黑浆料流变性能的影响.通过优化工艺参数，制备出固相含量为70%，黏度为1.6 Pa·s的碳化硅/炭黑浆料.3.2 聚乙二醇聚乙二醇(PEG)是一种非离子型的表面活性剂，常被用来分散一些无机粉体，它对粉体的分散主要是通过空间位阻效应来实现的.陈健等［26］以PEG为分散剂，研究了SiC 粉体在乙醇水溶液中的分散性.结果表明，PEG的加入能改善SiC 在乙醇水溶液中的分散性，热重和差热分析还发现PEG在SiC 表面的吸附量随pH 值的增大而下降.郭兴忠等［27］采用PEG 200 作为分散剂对工业用SiC 粉体进行表面改性处理，研究表明，当PEG的添加量为5%，乙醇为介质时，改性SiC 粉体的流动性较好，改性后颗粒之间分散较好，尺寸分布均匀，主要分布在0.4～1.0 μm，形状多为块状分布.陈宇红等［28］研究了不同相对分子质量的PEG 对浆料黏度及粉体的形貌、流动性的影响，其研究表明:不同相对分子质量的PEG 对SiC 均有一定的分散效果，但大分子的PEG 由于相对分子质量的缠绕作用使空间位阻效应降低;而不同相对分子质量的PEG 对喷雾造粒和粉体流动影响不大.3.3 聚乙烯亚胺聚乙烯亚胺(PEI)是一种水溶性的高分子阳离子表面活性剂，有较高的反应活性，它可吸附在粉体的表面形成双电层和空间位阻层，依靠双电层斥力和空间位阻斥力来克服颗粒间的相互吸引、碰撞和团聚.张宇民等［29］研究了SiC 浆料的分散特性，采用低相对分子质量的PEI 作为分散剂对SiC粉体进行表面处理.经处理后SiC 悬浮液的最大固相含量从44%提高到54%(黏度＜1 Pa·s).郭兴忠等［30］采用聚乙烯亚胺作为表面活性剂对工业用SiC 粉体进行表面改性，研究了改性前后SiC 粉体的流动特性以及PEI 添加量和pH 值的影响.结果表明，当PEI的添加量为3%，pH 值为6.5 时，改性后的SiC 粉体取得较好的流动性和较高的饱和吸附量，颗粒分散较好，颗粒尺寸和形状较为均匀.Zhang 等［31］利用柠檬酸和聚乙烯亚胺作为复合分散剂成功制备出了固相含量为57%，流动性好的SiC 浆料.研究表明，在柠檬酸存在的条件下，SiC 粉体在中性和酸性环境中的Zeta 电位均有所提高，添加柠檬酸能够增强聚乙烯亚胺在SiC 颗粒表面的吸附性，从而提高了SiC 浆料的稳定性.四甲基氢氧化铵、聚乙二醇、聚乙烯亚胺等3种分散剂对SiC 粉体的稳定机制依次为静电稳定、空间位阻稳定和静电/空间位阻稳定.其中，四甲基氢氧化铵对SiC的分散效果比较好，也是目前用得最多的一种SiC的分散剂［22－23］.4 结语粉体表面改性和分散剂处理能明显改善SiC粉体在介质中的分散性和稳定性，为高固相含量、低黏度SiC 陶瓷浆料的制备提供了两种非常有效的方法.但当前有关SiC 粉体表面改性和分散剂处理这两方面的研究还存在一些不足，为了制备出性能更加优良的SiC 陶瓷浆料，以下问题有待进一步解决:1)深入研究粉体表面改性和分散剂处理的机制，研究SiC 粉体的表面特性，提出一些表面改性和分散处理的新方法;2)研制开发一些成本低廉、高效的新型表面改性剂和分散剂，优化SiC 微粉的表面改性工艺以及SiC 浆料的制备工艺.参考文献:［1］Omatete O O，Janney M A，Streklow R A.Gelcasting:a new ceramic forming process［J］.Am Ceram Soc Bull，1991，70(10):1641－1649.［2］Carisey T，Laugier-Werth A，Brandon D G.Control of texture inAl2O3by gel-casting［J］.Journal of the European Ceramic 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碳纤维表面原位SiC纳米纤维的合成与生长

碳纤维表面原位SiC纳米纤维的合成与生长代吉祥;张兆甫;王永昌;王首豪;沙建军【摘要】基于化学气相反应法,以高纯Si和SiO2为反应源材料,在碳纤维表面原位生长β-SiC纳米纤维.采用XRD、SEM和TEM等分析测试手段对SiC纳米纤维进行了表征分析,研究了不同反应温度和时间对生成β-SiC纳米纤维微观形貌和结构的影响,并探讨了β-SiC纳米纤维的生长机制.研究结果表明:采取化学气相反应法能够制备高质量、高纯度的β-sic纳米纤维,纳米纤维的直径约为100～300 nm.随着反应温度的提高和时间的延长,纳米纤维的产额增加,且微观组织形貌发生了变化.结合制备过程和纳米纤维微观结构的观察分析,表明气-固(VS)机制是SiC纳米纤维生长的主要机理.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2015(031)012【总页数】6页(P2379-2384)【关键词】SiC纳米纤维;碳纤维;化学气相反应法;气固机制【作者】代吉祥;张兆甫;王永昌;王首豪;沙建军【作者单位】大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,大连 116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,大连 116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,大连 116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,大连 116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024【正文语种】中文【中图分类】O613.72碳化硅(SiC)纳米纤维是一种具有高度取向的单晶纤维，晶体结构与金刚石相类似，晶内成分均一，化学杂质少，无晶粒边界且缺陷少，因此具有如下特性及应用领域：(1)良好的电化学稳定性，在高频、大功率和高密度集成电子器件等方面具有巨大的应用潜力；(2)高熔点、高比强度、高弹性模量、低热膨胀系数，优异的力学性能和高温抗氧化能力，可作为高温复合材料的补强增韧体[1-5]。

当前，SiC纳米纤维的生长机制主要分为三类：气-液-固(Vapor-Liquid-Solid∶VLS)生长机制、溶液-液-固 (Solution-Liquid-Solid∶SLS)生长机制、气-固(Vapor-Solid∶VS)生长机制。