γ-纳米Al2O3补强耐磨橡胶衬板的性能研究

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γ-Al2O3

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期γ-Al 2O 3/CuO-ACF 电吸附除盐的影响因素及反应动力学柴多生1，高峰2，吴友兵3，孙昕1，郝然1，杨宇2，焦翔飞1（1 西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安 710055；2内蒙古自治区水利科学研究院，内蒙古呼和浩特 010011；3马鞍山市城乡规划设计院有限责任公司，安徽马鞍山 243011）摘要：开发脱盐率高、寿命长的电极材料是电容去离子（CDI ）水处理技术的研究热点之一。

通过一锅水热法将层状CuAl 双金属氧化物与活性碳纤维复合，成功制备了CDI 电极（γ-Al 2O 3/CuO-ACF ）。

采用SEM 、XRD 、FTIR 和CV 测试对样品的形貌、结构和电极性能进行了表征。

当初始NaCl 浓度为500mg/L 时，随着电压从0.8V 逐渐增加到1.6V ，两种电极的比吸附量、脱盐效率、电流效率和电耗均有所增加，γ-Al 2O 3/CuO-ACF 的四项参数依次比ACF 提高23.4%~55.3%、44.8%~82.0%、65.5%~90.0%和降低15.0%~21.4%。

当腐殖酸浓度为5~10mg/L 时，ACF 脱盐效率下降明显，而γ-Al 2O 3/CuO-ACF 脱盐效率仅在腐殖酸浓度10mg/L 时略有下降。

在15次循环后，NaCl 溶液体系的脱盐效率保留率为96%；但由于腐殖酸的存在，该值下降为92%。

两种电极的电吸附除盐过程遵循Langmuir 等温吸附方程，表示盐离子在电极表面为单分子层物理吸附。

与传统ACF 电极相比，γ-Al 2O 3/CuO-ACF 电极具有优异的可回收性、稳定性和增强的电化学特性。

关键词：层状CuAl 双金属氧化物；活性碳纤维；脱盐；电吸附中图分类号：X52 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1637-11Reaction dynamics and influencing factors of capacitive deionizationdesalination using γ-Al 2O 3 / CuO-ACFCHAI Duosheng 1, GAO Feng 2, WU Youbing 3, SUN Xin 1, HAO Ran 1, YANG Yu 2, JIAO Xiangfei 1(1 School of Environmental and Municipal Engineering, Xi ’an University of Architecture and Technology, Xi ’an 710055，Shaanxi, China ；2 Inner Mongolia Hydraulic Research Institute, Hohhot 010011, Inner Mongolia, China; 3 Urban & RuralPlanning & Design Institute of Ma ’anshan, Ma ’anshan 243011, Anhui, China)Abstract: Developing electrode materials with a high desalination rate and long life is one of the research hotspots in the field of capacitive deionization (CDI) water treatment technology. CDI electrode (γ-Al 2O 3/ CuO-ACF) was successfully produced by combining laminated CuAl-mixed metal oxide with activated carbon fibers with a one-pot hydrothermal method. The surface morphology, structure and electrode properties of the samples were characterized by SEM, XRD, FTIR and CV. When the voltage increased from 0.8V to 1.6V under NaCl concentration of 500mg/L, the specific electroabsorption capacity, desalination efficiency, current efficiency and energy consumption increased for both electrodes, while those four parameters for γ-Al 2O 3/ CuO-ACF were 23.4%—55.3% higher, 44.8%—82.0% higher, 65.5%—90.0% higher and 15.0%—21.4% lower than those for ACF. Under NaCl concentration of 500mg/L and humic acid concentrations of 5—10mg/L, desalination efficiency for ACF was decreased, but that for γ-Al 2O 3/CuO-ACF was only研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1600收稿日期：2023-09-11；修改稿日期：2023-11-20。

纳米填料对环氧树脂基底部填充胶性能的影响

纳米填料对环氧树脂基底部填充胶性能的影响
张昕;郭文利;梁彤祥
【期刊名称】《高分子材料科学与工程》
【年(卷),期】2009(25)1
【摘要】以纳米SiO2,TiO2,Al2O3,ZnO做为填料制备环氧树脂基的底部填充胶,研究了纳米填料对底部填充胶的吸水性、耐热性以及剪切强度的影响。

研究表明,添加少量纳米SiO2,Al2O3,ZnO颗粒可以改善填充胶的吸水性能,其中加入
3%ZnO纳米颗粒填充胶的吸水率最低。

纳米填料的加入可以提高填充胶的剪切强度和耐热性能。

综合考虑吸水性、耐热性和剪切强度指标,添加3%的ZnO颗粒可以制备出综合性能良好的底部填充胶。

【总页数】4页(P101-103)
【关键词】纳米填料;环氧树脂;吸水性;底部填充胶
【作者】张昕;郭文利;梁彤祥
【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TB383
【相关文献】
1.纳米填料对含长链取代基液晶环氧树脂固化动力学及热性能的影响 [J], 肖婉萍;周德文;吕满庚;梁利岩
2.聚合物-填料和填料-填料相互作用对填充硫化胶动态力学性能的影响(续3) [J],
王梦蛟
3.聚合物-填料和填料-填料相互作用对填充硫化胶动态力学性能的影响(续4) [J], 王梦蛟
4.聚合物-填料和填料-填料相互作用对填充硫化胶动态力学性能的影响(续完) [J], 王梦蛟;吴秀兰
5.填充聚合物—填料和填料—填料相互作用对填充硫化胶动态力学性能的影响（续1） [J], 王梦蛟
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Al_(2)O_(3)-MWCNTs增强无机磷酸铝陶瓷涂层摩擦学性能的研究

Al_(2)O_(3)-MWCNTs增强无机磷酸铝陶瓷涂层摩擦学性能的研究汪晨昱;武美萍;王剑宇;王轶遥;李泳润;缪小进【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2024(54)4【摘要】为提高无机磷酸铝涂层的高温耐磨性,降低高温下的摩擦系数,制备了氧化铝包覆多壁碳纳米管(MWCNTs)杂化型填料,将其加入到无机磷酸铝涂料中,采用X 射线衍射分析仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等表征了填料结构,并研究了填料含量对复合涂层的力学性能和耐磨性能的影响规律。

结果表明:纳米α-Al_(2)O_(3)成功接枝于多壁碳纳米管(MWCNTs)表面。

经表面改性后的MWCNTs的氧化分解温度提升近100℃,杂化材料在涂层中的分散程度更佳。

随着Al_(2)O_(3)-MWCNTs用量的增加,涂层硬度、附着力呈现先增加后降低的趋势,当Al_(2)O_(3)-MWCNTs用量为0.4%时,涂层力学性能最优,硬度提升至近2倍,附着力提升至近2.6倍。

600℃高温摩擦磨损耦合试验结果表明,添加0.4%的Al_(2)O_(3)-MWCNTs涂层的摩擦系数最低为0.659,磨损率最小为2.73×10^(-4 )mm^(3)/(N·m),说明添加Al_(2)O_(3)-MWCNTs杂化填料确可有助于提高无机磷酸盐涂层的摩擦学性能。

【总页数】7页(P16-22)【作者】汪晨昱;武美萍;王剑宇;王轶遥;李泳润;缪小进【作者单位】江南大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ637.2【相关文献】1.等离子喷涂Al_(2)O_(3)涂层与高硬配副的摩擦学性能研究2.ZnO-GO杂化材料的制备及其增强无机粘结陶瓷涂层摩擦学性能的研究3.SiC和Al_(2)O_(3)对磷酸盐涂层热稳定性和摩擦学性能的影响4.AZ91D镁合金喷涂WC/Al_(2)O_(3)复合金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能5.钛合金表面等离子喷涂Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TiN／TiCN／(Al2O3)／TiN CVD多层涂层硬质合金的性能研究

TiN/TiCN/(Al2O3)/TiN CVD多层涂层硬质合金的性能研究摘要：采用高温化学气相沉积（HT-CVD）和中温化学气相沉积（MT-CVD）相结合的复合化学气相沉积新工艺在硬质合金基体WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co 上分别沉积TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN涂层，制备了两种CVD多层涂层硬质合金。

通过氧化实验、显微硬度和切削实验等手段研究了TiN/TiCN/TiN 和TiN/TiCN/Al2O3/TiN CVD多层涂层硬质合金的抗氧化性能、硬度和切削性能。

结果表明，涂层后硬质合金的抗氧化性能、硬度和切削性能明显提高，Al2O3的加入进一步提高了CVD多层涂层硬质合金的抗氧化性能、硬度和切削性能；通过提高涂层硬质合金的抗氧化性能和硬度能提高涂层硬质合金的切削性能。

关键词：TiN/TiCN/TiN；TiN/TiCN/Al2O3/TiN；抗氧化性能；显微硬度；切削性能Abstract: the high temperature chemical vapor deposition (HT-CVD) and temperature chemical vapor deposition (MT-CVD) combination of complex chemical vapor deposition new technology in the hard alloy substrate WC-(W, Ti) C-(Ta, Nb) C-6% Co separately on TiN deposits/TiCN/TiN and TiN/TiCN/Al2O3 / TiN coating, the preparation of the two CVD multi-layer coatings hard alloy. Through the oxidation experiment, microhardness and cutting experiment and the means to study TiN/TiCN/TiN and TiN/TiCN/Al2O3 / TiN CVD multi-layer coatings hard alloy antioxidant properties, hardness and cutting performance. The results show that after coating hard alloy antioxidant properties, hardness and cutting performance improved obviously, Al2O3 to join to enhance the CVD multi-layer coatings hard alloy antioxidant properties, hardness and cutting performance; By improving the coating hard alloy antioxidant properties and can improve the coating hardness cemented carbide cutting performance.Keywords: TiN/TiCN/TiN; TiN/TiCN/Al2O3 / TiN; Oxidation resistance; Micro hardness. Cutting performance1采用HT-CVD和MT-CVD相结合的复合化学气相沉积新工艺分别在WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co硬质合金基体上沉积TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN涂层，制备了两种CVD多层涂层硬质合金，研究两种CVD 涂层硬质合金的高温抗氧化性能、硬度和切削性能，并试图探索三种性能之间的关系，以通过改善涂层硬质合金的一般性能来进一步提高涂层硬质合金的切削性能，为涂层硬质合金的研究提供参考。

预浸纳米SiO2溶液强化再生粗骨料混凝土力学性能试验

中，发现混凝土的界面过渡区变得更加密实，混凝
土抗压强度增幅25 % 左右 ; 罩盛昆 [ 11] 使用纳米
Si02 榕液浸泡强化再生粗骨料和直接掺入纳米 Si02 对再生混凝土进行试验研究，结果表明两种方法对再生混凝土的改性有一定效果，但直接掺入对混凝土抗压强度提走去
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(a) 累积孔隙体积
构混凝土中;杨青、钱晓倩[ 8 ] 等利用高活性纳米
Si02 和纳米改性矿物掺合料对再生混凝土进行了纳米复合强化试验;李文贵[町等在混凝土中添加不同纳米材料分散液，结果发现纳米硅榕胶能够很好地改善再生混凝土界面过渡区微观结构; Pal
la[ lO] 等利用纳米 Si02 直接掺入在粉煤灰混凝土
作者简介:黄伟，博士后，教授，淮南联合大学建筑与艺术学院 O研究方向:混凝土结构与材料。
基金项目:安徽省高校学科拔尖人才学术资助项目(项目编号: gxhj2022111 ) ;安徽省教育厅科学研究重点资助项目(项目编号: 2022AH052930) 0
• 122·
第 12 期
预漫纳米 Si02 溶液强化再生粗骨料混凝土力学性能试验
点 [ 1 -3] ，在某种程度上影响和限制其广泛使用，为

纳米硅补强氟橡胶的研究

橡　胶　工　业CHINA RUBBER INDUSTRY11第71卷第1期Vol.71 No.12024年1月J a n.2024纳米硅补强氟橡胶的研究马玉聪1，王天骄1，郑顺奇2，丁　昂3，吴爱民1，黄　昊1*（1.大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连　116024；2.宁波泰科威橡胶科技有限公司，浙江宁波　315040；3.宁波星箭航天机械有限公司，浙江宁波　315153）摘要：以热弧等离子体法制备高纯度纳米硅，通过机械共混法制备炭黑/氟橡胶（FKM -C ）和纳米硅/氟橡胶（FKM -Si ）复合材料，与不加填料的纯氟橡胶（P -FKM ）复合材料相比，研究填料对氟橡胶性能的影响。

结果表明：FKM -Si 复合材料的脆性温度低于P -FKM 复合材料；FKM -Si 复合材料的硬度、拉伸强度和拉断伸长率均高于FKM -C 复合材料，分别达到70度、12.16 MPa 和289%；FKM -Si 复合材料的截面无缺陷，说明纳米硅与氟橡胶的相容性好；FKM -Si 复合材料的热稳定性比FKM -C 复合材料好。

关键词：纳米硅；氟橡胶；复合材料；低温脆性；热稳定性中图分类号：TQ330.38＋3 文章编号：1000-890X （2024）01-0011-08文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2024.01.0011氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体[1-2]，可广泛应用于O 形圈、密封件和耐腐蚀衬里等制品[3-4]。

纯氟橡胶的力学性能偏低，同时由于氟原子的存在导致分子链极性大，纯氟橡胶的耐低温性能差，严重制约了其在高寒地区等极端工况下的应用[5]。

填料补强技术是改善橡胶类材料性能的有效方法之一[6-9]。

G.MONI 等[10]制备了天然石墨（NG ）填充的氟弹性体复合材料，NG 用量为20份时复合材料的拉伸性能和热稳定性最好，而玻璃化温度（T g ）升高进一步证实了填料与聚合物的相互作用增强，即在氟橡胶中加入NG 能够有效地提高其热性能、力学性能、介电性能和溶剂输运性能。

γ-Fe2O3纳米三氧化二铁伽马纳米三氧化二铁磁性

γ-Fe2O3纳米三氧化二铁伽马纳米三氧化二铁磁性
γ-Fe2O3的主要特点：具有优异的磁性、分散性和稳定性，磁共振成像对比增强效果佳、可用于纳米探针构建、磁共振造影与分子影像、磁热疗、药物载体及靶向诊疗一体化研究。

九朋新材料氧化铁技术指标
产品应用
1.由于铁红具有的耐温性能，因此适用于各种塑料、橡胶、陶瓷、石棉制品的着色；适用于防锈漆、中低档涂料。

适用于水泥制品、彩瓦的着色；在纤维着色浆、防伪涂层、静电复印、油墨方面的应用都十分广泛；
2.纳米氧化铁应用于化妆品中：纳米氧化铁的无毒性和吸收紫外能力极强性，适用化妆品行业；
3.纳米氧化铁应用于粉末涂料中：纳米氧化铁在温度300℃内颜色无变化，因此可以应用到无机涂料中，作为颜色调料；
4.在磁记录材料方面的应用：纳米氧化铁磁性材料加入涂料中，具有比重轻，对电磁波和声波有良好的吸收和衰减，对中红外波段有很强的吸收、耗散、屏蔽作用等特性；
5.在医学、生物领域中的应用；在催化方面、传感器方面的应用；
6.纳米氧化铁在磷酸铁锂电池中的应用：纳米氧化铁作为磷酸铁锂电池的主要成分，无毒、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，具有优良的循环性能、耐高温性能。

使用氧化铁材料的锂离子电池，与铅酸电池相比，行驶距离提高，功率增大，时速也提高了；
7.纳米氧化铁在镍镉电池上应用：作为负极材料的纳米氧化铁主要作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量，使镍镉电池具有良好的大电流放电特性，耐过充放电能力强，维护简单等优点。

包装储存
1kg/袋
密封保存于干燥、阴凉的环境中，不宜暴露空气中，防受潮发生氧化团聚，影响分散性能和使用效果；包装数量可以根据客户要求提供，分装。

氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展

第42卷第11期2023年11月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.11November,2023氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展孙敬伟1,王洪磊1,2,周新贵1(1.国防科技大学空天科学学院,新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室,长沙㊀410073;2.中南大学轻质高强结构材料重点实验室,长沙㊀410083)摘要:与传统金属材料相比,氧化铝纤维增强氧化铝基(Al 2O 3/Al 2O 3)复合材料因具有比强度高㊁密度低㊁耐高温和抗氧化等特点,已经成为新一代备受国内外学者关注的航空航天热结构复合材料㊂本文介绍了目前常用的氧化铝纤维及其基本性能,总结了Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中常用的界面相及其对复合材料性能的影响规律,归纳了Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的制备工艺及性能,指出了该材料未来的发展趋势,旨在为国内Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的研究提供借鉴和参考,促进Al 2O 3/Al 2O 3复合材料在航空航天领域热端高温部件上的广泛应用㊂关键词:氧化铝;复合材料;纤维;界面相;制备工艺中图分类号:TQ174㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)11-4092-21Research Progress of Al 2O 3Fiber Reinforced Al 2O 3Matrix CompositesSUN Jingwei 1,WANG Honglei 1,2,ZHOU Xingui 1(1.Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory,College of Aerospace Science andEngineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;2.National Key Laboratory of Scienceand Technology on High-Strength Structural Materials,Central South University,Changsha 410083,China)Abstract :Compared with traditional metal material,Al 2O 3fiber reinforced Al 2O 3matrix (Al 2O 3/Al 2O 3)composites have become a new generation of thermos-structured composites for aerospace that have attracted much attention from scholars all over the world due to their high specific strength,low density,high temperature resistance and oxidation resistance.This paper introduces the commonly used Al 2O 3fibers and their basic properties,summarizes the frequently used interfacial phases in Al 2O 3/Al 2O 3composites and their influence on performance of composites,summarizes the preparation process of Al 2O 3/Al 2O 3composites and their properties,and points out the future development trend of this material,aiming toprovide a reference for the research of Al 2O 3/Al 2O 3composites in China and promote the widespread application of Al 2O 3/Al 2O 3composites in high-temperature components at the hot side of aerospace industry.Key words :Al 2O 3;composite;fiber;interfacial phase;manufacturing process 收稿日期:2023-06-02;修订日期:2023-08-03基金项目:中南大学轻质高强结构材料重点实验室开放课题基金(SYSJJ202104)作者简介:孙敬伟(2000 ),男,硕士研究生㊂主要从事陶瓷基复合材料方面的研究㊂E-mail:sunjingwei0120@通信作者:王洪磊,博士,副教授㊂E-mail:honglei.wang@ 0㊀引㊀言连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度㊁高强度㊁高模量㊁耐高温和抗磨损等特点[1-4],已被应用于航空航天发动机热端等关键部件[5-7]㊂在发动机实际工况下,高温燃气中的水蒸气会加速航空发动机热端复合材料部件的氧化[8-10],从而减弱复合材料的力学性能和可靠性[11-14]㊂氧化铝纤维增强氧化铝复合材料(简称Al 2O 3/Al 2O 3复合材料)相较于其他陶瓷基复合材料具有较好的抗水蒸气氧化性能[14-17],有效解决了陶瓷基复合材料在特定环境下易氧化的问题,极大拓宽了陶瓷基复合材料在航空航天等领域的应用[16,18-19]㊂目前Al 2O 3/Al 2O 3复合材料作为航空航天领域热端高温部件的新兴候选材料受到了国内外学者的广泛关注[17,20-21]㊂国外对Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的研究起步较早,现已对Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的制备技术㊁微观结构及第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4093㊀性能展开了系统的基础研究,并进入了工程应用阶段[22-24]㊂美国CHI(Composites Horizons)公司制备的Al2O3/Al2O3复合材料中心锥㊁混合器和核心整流罩部件成功应用到了GE-passport20发动机中,是Al2O3/ Al2O3复合材料在商用航空发动机中最早的应用㊂美国在CLEEN项目[22]中成功制备了Al2O3/Al2O3复合材料中心锥和喷管部件,组成了航空发动机排气部件(中心锥宽1.14m㊁高2.34m,喷管直径1.60m),是迄今为止尺寸最大的Al2O3/Al2O3复合材料航空发动机部件,该部件已完成装机测试,达到TRL(Technology Readiness Level)7水平,进入了最终完善阶段㊂此外美国的罗㊃罗AE3007发动机[25]㊁F414发动机等也都装配了Al2O3/Al2O3复合材料部件㊂德国在HiPOC项目[24,26]成功制备了Al2O3/Al2O3复合材料燃烧室衬套,完成了模拟发动机推力90%的测试,衬套整体保持完整㊂在此基础上,德国DLR[23,27]制备了WHIPOX-Al2O3/ Al2O3复合材料燃烧室衬套,该衬套经10h模拟环境考核后出现裂纹,但部件整体完整,没有出现灾难性破坏㊂同时,Al2O3/Al2O3复合材料也被广泛应用于民用工业领域㊂德国WPS公司[28-29]在Al2O3/Al2O3复合材料部件的工业开发与应用制造方面具有丰富的经验,制备了高温炉部件㊁汽车排气系统㊁陶瓷紧固件和太阳能吸收器等一系列复杂形态Al2O3/Al2O3复合材料部件,其中高温炉部件经500~780ħ的温差热震试验循环107次后未失效,同时,太阳能吸收器热部件的直径可达2.5m,是目前最大的Al2O3/Al2O3复合材料部件㊂受限于高性能Al2O3纤维原材料,我国对Al2O3/Al2O3复合材料的研究起步较晚,虽然近年来在Al2O3/ Al2O3复合材料应用领域取得了一定进展,但仍处于基础研究阶段,尚有许多应用问题需要解决[30-32]㊂本文从氧化铝纤维㊁界面相和复合材料制备工艺的角度出发,重点介绍了Al2O3/Al2O3复合材料制备技术及性能,指出了这一领域未来的发展趋势,期望为国内Al2O3/Al2O3复合材料研究领域的发展提供一些参考㊂1㊀氧化铝连续纤维氧化铝连续纤维的研究始于20世纪70年代,目前只有美国㊁日本㊁德国和中国等国家掌握了其制造技术[33]㊂美国3M公司在1974年首次通过溶胶-凝胶法制备了氧化铝纤维,经过不断优化,推出了Nextel系列氧化铝纤维,其中Nextel610纤维和Nextel720纤维是目前应用最广泛的氧化铝纤维[11,34-35]㊂1.1㊀Nextel610氧化铝纤维Nextel610氧化铝纤维的主要成分为α-Al2O3,含有低于1%(质量分数,下同)的Fe3O4和SiO2,为单相多晶氧化铝纤维㊂在纤维制备过程中,Fe3O4有效提高了α-Al2O3的形核率,降低了α-Al2O3的相变温度, SiO2有效减小了α-Al2O3晶粒的生长速率㊂在Fe3O4和SiO2的共同作用下,氧化铝纤维的烧结温度显著降低且致密度明显上升㊂Nextel610氧化铝纤维是目前室温拉伸强度和拉伸模量最高的氧化铝纤维,但高温处理后纤维中α-Al2O3晶粒迅速长大,纤维缺陷增多,力学性能明显下降㊂Nextel610氧化铝纤维的基础性能如表1所示㊂表1㊀Nextel610氧化铝纤维的基础性能Table1㊀General properties of Nextel610Al2O3fiberTrademark Component Diameter/μm Density/(g㊃cm-3)Tensilestrength/GPaTensilemodulus/GPaFracturestrain/%Nextel61099.0%α-Al2O30.7%Fe3O40.3%SiO210~12 3.90 3.103800.50在高温条件下,Nextel610氧化铝纤维晶粒会显著长大,晶粒生长速率受保温时间影响较大㊂Schmücker 等[36]对Nextel610氧化铝纤维在1300ħ热处理过程中的晶粒长大机制进行了详细研究,发现Nextel610氧化铝纤维中的掺杂元素在α-Al2O3晶界附近偏聚,使得α-Al2O3晶界迁移率降低,α-Al2O3晶粒生长速率较小㊂根据等温生长动力学计算公式(式(1))可得Nextel610氧化铝纤维的生长指数nʈ4,Nextel650和Nextel720氧化铝纤维的生长指数nʈ7㊂但由于Nextel610氧化铝纤维中没有第二相成分抑制晶粒生长, Nextel610氧化铝纤维相较于另外两种氧化铝纤维在高温条件下的晶粒生长速率受保温时间影响较大(如图1所示)㊂根据生长指数n㊁α-Al2O3的晶粒尺寸和温度的关系,计算出了Nextel610氧化铝纤维的晶粒生4094㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图1㊀氧化铝纤维1300ħ热处理后晶粒尺寸与保温时间的关系[36]Fig.1㊀Relationship between grain size and dwell time of Al 2O 3fibers heat-treated at 1300ħ[36]长活化能约为660kJ㊃mol -1㊂D n -D n 0=K (T )ˑt (1)式中:D 为热处理后晶粒尺寸,D 0为原始晶粒尺寸,K为反应常数,t 为热处理时间,n 为生长指数,理想状态下n 为2[37]㊂Nextel 610氧化铝纤维经高温处理后晶粒会显著长大,力学性能下降㊂姜如等[35]对Nextel 610氧化铝纤维在1000~1400ħ进行热处理后发现,纤维经1200ħ热处理后的表面晶粒尺寸明显增大;当热处理温度为1400ħ时,纤维表面缺陷明显增多,纤维经不同温度热处理后的表面形貌如图2所示㊂对不同温度热处理后的纤维进行拉伸强度测试发现,随着热处理温度的升高,纤维的拉伸强度逐渐降低㊂当热处理温度为1200ħ时,纤维的拉伸强度发生突变,强度保留率仅为71.15%㊂不同温度热处理后纤维的晶粒尺寸与拉伸强度关系如图3所示㊂图2㊀不同温度热处理后Nextel 610氧化铝纤维的表面形貌[35]Fig.2㊀Surface morphologies of Nextel 610Al 2O 3fibers heat-treated at different temperatures [35]Nextel 610氧化铝纤维的高温力学性能随测试温度变化显著㊂美国3M 公司[38]报道了Nextel 610氧化铝纤维的高温力学性能,如图4所示㊂由图4可知,Nextel 610氧化铝纤维在1200ħ之前强度较高,强度保留率在95%以上;1300ħ时强度下降明显,强度保留率降低至64%;1400ħ时的强度保留率仅为30.2%㊂这主要是因为Nextel 610氧化铝纤维是单相纤维,在较高的温度下晶粒快速长大,导致强度迅速下降㊂第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4095㊀图3㊀不同温度热处理后Nextel 610氧化铝纤维晶粒尺寸和拉伸强度关系[35]Fig.3㊀Relationship between grain size and tensile strength of Nextel 610Al 2O 3fiber heat-treated at different temperatures[35]图4㊀Nextel 系列氧化铝纤维的高温力学性能[38]Fig.4㊀High temperature mechanical properties of Nextel series Al 2O 3fiber [38]㊀Nextel 610氧化铝纤维的抗蠕变性能较差,在不同环境热处理后其蠕变性能有明显差异㊂Armain 等[39]研究了1100ħ时Nextel 610氧化铝纤维分别在空气和水汽气氛下的蠕变行为,发现当蠕变应力为100MPa 时,Nextel 610氧化铝纤维在两种气氛下的寿命都超过100h,水汽气氛下的蠕变应变为空气气氛下的5倍㊂而当蠕变应力为200~500MPa 时,水汽气氛下的蠕变应变略低于空气气氛下的蠕变应变,Nextel 610氧化铝纤维在不同气氛下的蠕变曲线如图5所示㊂水汽显著增加了Nextel 610纤维的蠕变速率,当蠕变应力为100~500MPa 时,纤维在水汽气氛下的蠕变速率较空气气氛下的蠕变速率高近一个数量级㊂图5㊀1100ħ下Nextel 610氧化铝纤维在不同气氛中的蠕变曲线[39]Fig.5㊀Creep curves of Nextel 610Al 2O 3fiber in different atmosphere at 1100ħ[39]1.2㊀Nextel 720氧化铝纤维Nextel 720氧化铝纤维主要含α-Al 2O 3和SiO 2,其中SiO 2的含量约为15%[35]㊂在纤维烧成过程中SiO 2与α-Al 2O 3反应生成莫来石,莫来石可在α-Al 2O 3晶界处聚集,形成莫来石包围α-Al 2O 3的结构,有效抑制了α-Al 2O 3晶粒的生长,明显提高了纤维的抗蠕变性能㊂Nextel 720氧化铝纤维的性能如表2所示㊂表2㊀Nextel 720氧化铝纤维的基础性能Table 2㊀General properties of Nextel 720A 2O 3fiberTrademark Component Diameter /μm Density /(g㊃cm -3)Tensile strength /GPa Tensile modulus /GPa Fracture strain /%Nextel 72085.0%α-Al 2O 315.0%SiO 210~12 3.40 2.102600.81与Nextel 610氧化铝纤维类似,高温热处理可使Nextel 720氧化铝纤维的晶粒长大,尤其在高于1600ħ的温度下,Nextel 720氧化铝纤维晶粒长大明显㊂Schmücker 等[36]在1500~1700ħ对Nextel 7204096㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图6㊀Nextel 720氧化铝纤维在1500~1700ħ热处理时晶粒尺寸与保温时间的关系[36]Fig.6㊀Relationship between grain size and dwell time of Nextel 720Al 2O 3fiber heat-treated at 1500~1700ħ[36]氧化铝纤维进行热处理,晶粒尺寸随时间的变化如图6所示㊂由图6可以看出,1600ħ以下的氧化铝纤维晶粒长大不明显,1600ħ以上氧化铝纤维晶粒显著长大㊂根据式(1)计算得到1600ħ以下莫来石晶粒的生长指数n ʈ12,1600ħ以上莫来石晶粒的生长指数n ʈ3,均在典型的陶瓷晶粒生长指数区间内[37]㊂因此当热处理温度低于1600ħ时,Nextel 720氧化铝纤维中的晶粒长大主要为α-Al 2O 3晶粒的生长,莫来石晶粒几乎不长大,并且由于莫来石的存在,α-Al 2O 3晶粒的生长受到抑制㊂当热处理温度高于1600ħ时,Nextel 720氧化铝纤维中晶粒长大主要来源于莫来石晶粒的生长㊂高温热处理会对Nextel 720氧化铝纤维的拉伸强度产生显著影响㊂郑周等[31]通过对Nextel 720氧化铝纤维热处理后发现,当热处理温度为1300ħ时,莫来石相由伪四方结构逐渐转变为斜方结构,氧化铝晶体从莫来石晶体中析出㊂观察纤维热处理后的表面形貌发现,1100ħ热处理后纤维表面由颗粒状α-Al 2O 3晶体和条状的莫来石晶体混杂形成,1300ħ热处理后的纤维表面颗粒状α-Al 2O 3晶体显著长大为块状晶体,与条状莫来石晶体镶嵌分布,不同温度热处理后的纤维表面形貌如图7所示㊂对不同温度热处理后的纤维拉伸强度进行测试后发现,随着热处理温度的升高,纤维的拉伸强度逐渐下降㊂1100ħ热处理后纤维室温拉伸强度下降明显,强度保留率为64.48%;1300ħ热处理后的纤维拉伸强度保留率降为54.10%㊂图7㊀不同温度热处理的Nextel 720氧化铝纤维表面形貌[31]Fig.7㊀Surface morphologies of Nextel 720Al 2O 3fiber heat-treated at different temperatures [31]Nextel 720氧化铝纤维的高温力学性能也随测试温度的升高而显著降低㊂美国3M 公司[38]报道了Nextel 720氧化铝纤维的高温力学性能,如图4所示㊂由图4可知,当测试温度低于1200ħ时,Nextel 720氧化铝纤维高温拉伸性能低于Nextel 610氧化铝纤维,这是因为在1200ħ前,Nextel 610氧化铝纤维晶粒长大不明显,纤维拉伸强度保留率较高;当测试温度高于1200ħ时,Nextel 610氧化铝纤维晶粒明显长大,拉伸强度明显下降,而Nextel 720氧化铝纤维晶粒长大不明显,导致Nextel 720氧化铝纤维在1200ħ以上高㊀第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4097温拉伸性能高于Nextel610氧化铝纤维㊂Nextel720氧化铝纤维的抗老化性能优于Nextel610氧化铝纤维㊂根据3M公司的报道[38],Nextel720氧化铝纤维在不同温度下暴露1000h后的拉伸强度和晶粒尺寸关系如图8所示㊂相较于Nextel610氧化铝纤维,Nextel720氧化铝纤维长时间高温暴露后的强度保留率较高,晶粒尺寸增长较缓慢㊂这得益于莫来石相减少了α-Al2O3的晶界滑移,且有助于钉扎晶粒,使Nextel720氧化铝纤维的抗热老化性能增强㊂图8㊀不同温度暴露1000h后Nextel720氧化铝纤维拉伸强度和晶粒尺寸[38]Fig.8㊀Tensile strength and grain size of Nextel720fiber exposured1000h at different temperatures[38] Nextel720氧化铝纤维的抗蠕变性能较好,但不同高温环境对Nextel720氧化铝纤维的蠕变性能的影响显著不同㊂Armain等[40]研究了Nextel720氧化铝纤维在空气和水汽气氛下不同温度时的蠕变行为,发现当蠕变应力为400MPa㊁热处理温度为1100ħ时,Nextel720氧化铝纤维在水汽气氛下的蠕变应变约为空气气氛下蠕变应变的2倍㊂当蠕变应力为200MPa㊁热处理温度为1200ħ时,水汽气氛下的蠕变应变为空气气氛下蠕变应变的4~7倍㊂Nextel720氧化铝纤维在不同气氛下的蠕变曲线如图9所示㊂水汽的存在显著增㊀㊀㊀图9㊀不同温度下Nextel720氧化铝纤维在不同气氛中的蠕变曲线[40]Fig.9㊀Creep curves of Nextel720Al2O3fiber in different atmosphere at different temperature[40]4098㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷加了Nextel 720纤维的蠕变速率,当蠕变应力为100~300MPa㊁热处理温度为1200ħ时,水汽气氛下的蠕变速率比空气气氛下的蠕变速率高近一个数量级㊂综上所述,Nextel 610氧化铝纤维成分单一,主要为α-Al 2O 3相,其室温和高温拉伸强度较高,但纤维的单相组成导致其力学性能受温度影响较明显,纤维的高温稳定性和抗蠕变性能差㊂为提高纤维的稳定性和抗蠕变性能,3M 公司在Nextel 610氧化铝纤维的基础上开发了Nextel 720氧化铝纤维㊂Nextel 720氧化铝纤维中主要含有α-Al 2O 3和莫来石两相,相较于Nextel 610氧化铝纤维,Nextel 720氧化铝纤维的室温和高温力学性能较差㊂但由于莫来石相的存在,Nextel 720氧化铝纤维在高温下的晶粒长大速率较小,稳定性和抗蠕变性能较好㊂Nextel 610氧化铝纤维和Nextel 720氧化铝纤维的优缺点如表3所示㊂表3㊀Nextel 610氧化铝纤维和Nextel 720氧化铝纤维的优缺点Table 3㊀Advantages and disadvantages of Nextel 610and Nextel 720Al 2O 3fibersAl 2O 3fiberAdvantage Disadvantage Nextel 610Single phase fiber;high tensile strength Mechanical properties are significantly affected by temperature Nextel 720Good stability;mechanical properties are not significantly affected by temperatureTwo phase fiber;low tensile strength 2㊀界面相在连续纤维增强陶瓷基复合材料中,界面是连接纤维与基体的桥梁,主要承担着传递载荷㊁偏转裂纹㊁消除热应力和阻挡元素扩散的作用,对复合材料的性能有重要影响[41-43]㊂界面相要与纤维和基体间有良好的物理和化学相容性,同时界面相与纤维和基体间的结合强度要适中,这是因为一方面界面相能防止界面结合强度过大导致复合材料发生脆性断裂,降低力学性能[44];另一方面界面相能防止界面结合强度过小导致载荷不能通过界面传递给纤维,减弱纤维的增强作用[45]㊂目前,Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中常用的界面相主要为热解碳(PyC)[46-48]㊁氮化硼(BN)[49]和独居石(LaPO 4)[50-51]㊂2.1㊀热解碳(PyC )界面相PyC 具有特殊的层状结构,层与层之间通过范德瓦尔斯力结合,被广泛应用于复合材料界面相材料㊂PyC 与氧化物纤维相容性好,且能有效阻挡纤维和基体间的元素扩散㊂Wang 等[48]采用化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)工艺于1300ħ在氧化铝纤维表面制备了厚度约为70nm 的PyC 涂层,涂层的微观形貌如图10所示㊂由图可知,PyC 涂层与纤维结合性良好,纤维表面产生了由缺陷和晶粒长大引起的凹凸表面㊂纤维和基体两个组分被约60nm 厚的均匀PyC 涂层分离,没有发生任何界面扩散和反应㊂PyC 涂层具有明显的层状结构,非常有利于裂纹偏转[52],提高复合材料的力学性能㊂PyC 涂层厚度会对纤维的力学性能产生较明显的影响㊂Wang 等[46]采用CVD 法在氧化铝纤维表面制备了不同厚度的PyC 涂层,纤维的截面形貌如图11所示,此外还研究了涂层厚度和结合强度对纤维力学性能的影响㊂结果表明,当涂层厚度较小(0.15μm)时,涂层能够愈合纤维表面缺陷[53],从而提高纤维的拉伸强度㊂随着涂层厚度的增加,纤维的拉伸强度逐渐降低㊂产生这一现象的原因是:1)涂层的柔软性对纤维拉伸强度的影响大于表面缺陷的愈合效果;2)涂层厚度增加需要更长的CVD 时间,长时间高温环境易使纤维强度下降;3)纤维和PyC 涂层的热膨胀系数不同(纤维为5.3ˑ10-6ħ-1,PyC 涂层为2.5ˑ10-6ħ-1),当涂层较厚时,纤维和涂层间出现间隙,界面结合强度较弱㊂受到外力时,裂纹不能偏转,导致应力集中于纤维表面,易使纤维发生断裂㊂PyC 涂层会对复合材料的力学性能产生明显影响㊂Geng 等[47]在氧化铝纤维编织件上制备了PyC 涂层,随后通过溶胶-凝胶法制备了莫来石/Al 2O 3复合材料,有无PyC 涂层的莫来石/Al 2O 3复合材料的断口形貌如图12所示㊂无PyC 涂层的复合材料断口平整,没有纤维拔出现象㊂这说明复合材料在断裂过程中,由于裂纹尖端应力集中导致裂纹直接穿过氧化铝纤维,纤维的增韧机制没有得到发挥㊂有PyC 涂层的复合材料的断口纤维大量拔出,纤维拔出机制吸收了大部分能量,并且在断裂过程中产生沿纤维轴向扩展的裂纹,有效阻止了复合材料发生脆性断裂㊂㊀第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4099图10㊀PyC涂层纤维的微观结构[48]Fig.10㊀Microstructure of PyC coated fiber[48]图11㊀不同厚度PyC涂层纤维的截面形貌[46]Fig.11㊀Cross-section morphologies of PyC coated fibers with different thickness[46]2.2㊀氮化硼(BN)界面相BN具有与PyC类似的层状结构,在复合材料中引入该结构界面相后,当复合材料受到外力时,裂纹可沿界面层间扩展,起到保护纤维和提高复合材料力学性能的作用㊂相较于PyC涂层,BN的抗氧化性能较好,但在高于850ħ的氧化环境下,BN可与O2发生反应生成具有挥发性的B2O3,从而导致界面相消失㊂4100㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图12㊀莫来石/Al2O3复合材料的微观结构[47]Fig.12㊀Microstructure of mullite/Al2O3composites[47]高温热处理会对BN涂层的结晶度产生显著影响㊂Sun等[49]通过CVD工艺在氧化铝纤维表面制备了BN涂层,BN涂层的微观结构如图13所示㊂图13(a)为700ħ下沉积的BN涂层,由图可知涂层与纤维结合良好,BN呈非晶结构㊂图13(b)和13(c)为700ħ下沉积后经1300ħ热处理后的BN涂层,由图可知热处理后的BN涂层结晶度显著提高,具有明显的层状结构,为六方相氮化硼(h-BN)㊂对比图13(a)~(c)可知,高温热处理可以提高BN涂层的结晶度,使其由非晶相BN涂层转变为六方相BN涂层㊂图13㊀BN涂层纤维的微观结构[49]Fig.13㊀Microstructure of BN coated fibers[49]BN涂层的沉积温度会对涂层厚度和涂层纤维的力学性能产生明显影响㊂Sun等[49]以单源氨硼烷为前驱体,采用低温CVD工艺(700~900ħ)在氧化铝纤维表面制备了BN涂层,BN涂层纤维截面的微观形貌如图14所示㊂由图可知,在不同温度下沉积的BN涂层与纤维结合良好,且随着沉积温度的升高,BN涂层的厚度逐渐增加㊂对涂层纤维进行拉伸强度测试后发现,随着沉积温度的升高,涂层纤维的拉伸强度逐渐下降㊂700ħ下沉积涂层后的氧化铝纤维强度保持率为94.9%,900ħ下沉积涂层后的氧化铝纤维强度保持率迅速下降到54.8%㊂纤维拉伸强度下降的原因为:1)涂层沉积过程中的高温使纤维晶粒长大,导致纤维力学性能下降;2)BN涂层和氧化铝纤维的热膨胀系数不同,涂层和纤维在不同的沉积温度下有不同的收缩速率,从而产生残余热应力㊂残余热应力随着沉积温度的升高而升高,从而导致涂层纤维的力学性能随着沉㊀第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4101积温度的升高而下降㊂图14㊀不同温度沉积BN涂层后的纤维截面形貌[49]Fig.14㊀Cross-section morphologies of fibers after deposition of BN coating at different temperatures[49]上述PyC㊁BN两种界面相均起到阻挡元素扩散㊁传递载荷和偏转裂纹等作用,是复合材料中较为常用的界面相,但抗氧化性能较差,在Al2O3/Al2O3复合材料中的应用受到一定限制㊂为解决这一问题,研究人员把目光投向了具有较强抗氧化性的多孔稀土-磷酸盐类材料上,其中应用最广泛的为独居石(LaPO4)界面相㊂2.3㊀独居石(LaPO4)界面相LaPO4的熔点高㊁硬度低,与氧化物纤维和基体相容性好,同时与氧化物纤维和基体结合强度适中,已被用于氧化物/氧化物复合材料中的界面相材料[54]㊂在受到外力时,LaPO4可以通过滑移㊁解离和孪晶等机制有效偏转裂纹,提升复合材料的力学性能㊂LaPO4在高温下会在表面形成一层连续致密的反应层,保护纤维不被高温侵蚀,提高复合材料的稳定性㊂Zhang等[50]以La2O3和磷酸为原料,通过化学共沉淀法和闪烧法制备了LaPO4涂层,该涂层导热系数较低,在1000ħ时的导热系数为1.41W/(m㊃K);稳定性较好,在1400ħ保温100h涂层不受破坏;耐蚀性能好,在700~900ħ的V2O5熔盐中腐蚀4h的腐蚀产物主要为La(P,V)O4,涂层的微观结构变化不大,在1000ħ的V2O5熔盐中腐蚀4h会生成少量的LaVO4,但腐蚀产物仍主要为La(P,V)O4㊂LaPO4涂层的微观结构会对涂层纤维的力学性能产生明显影响㊂Xu等[51]将硝酸镧与植酸混合得到LaPO4前驱体溶液(编号PA f),将硝酸镧与磷酸和柠檬酸混合制备了另一种LaPO4前驱体溶液(编号CA f),采用非匀相沉淀法在35和90ħ下将LaPO4前驱体沉积在氧化铝纤维表面,经600ħ高温处理后得到厚度为500~800nm的LaPO4涂层,涂层纤维的微观形貌如图15所示㊂研究了不同前驱体和沉积温度对纤维强度的影响,分析了涂层纤维的强度退化机理㊂结果表明,在35ħ下沉积的前驱体可以在纤维表面转化为致密的LaPO4涂层,该致密涂层阻止了高温下生成的有害气体排出,导致纤维强度下降[55-56];而采用植酸前驱体可在90ħ获得颗粒细小且堆叠松散的LaPO4涂层,该结构的孔洞分布均匀,有利于有害气体的逸出,使涂层纤维具有最高的拉伸强度㊂通过单纤维拔出测试(示意图如图16所示)发现,90ħ下由柠檬酸前驱体和植酸前驱体在纤维表面制备LaPO4涂层后,纤维与基体间的界面结合强度分别下降了32.5%和46.7%,纤维与基体实现弱界面结合,有助于提高复合材料的力学性能㊂图15㊀LaPO 4涂层纤维的截面形貌[51]Fig.15㊀Cross-section morphologies of LaPO 4coated fibers[51]图16㊀单纤维拔出测试示意图[51]Fig.16㊀Schematic diagram of single fiber pull-out test [51]LaPO 4涂层的厚度会对涂层编织件的稳定性有显著影响㊂Tao 等[54]以LaNO 3和P 2O 5为原料制备了LaPO 4前驱体溶液,采用反复浸渍烧结法在氧化物纤维编织件中制备了厚度为80~300nm 的LaPO 4涂层,涂层的微观形貌如图17所示㊂研究了LaPO 4涂层㊁SiC-SiO 2涂层和LaPO 4-SiC-SiO 2涂层对氧化物纤维编织件柔韧性的影响,其典型力-挠度曲线和氧化物纤维编织件测试前后的照片如图18所示㊂研究发现,具有LaPO 4涂层的氧化物纤维编织件刚度有所增加,但增加的程度很小㊂这说明LaPO 4涂层对氧化物纤维编织件的柔韧性没有明显影响,且对氧化物纤维编织件的高温脆性有一定的缓解作用㊂LaPO 4涂层对高温处理后复合材料的力学性能有明显影响㊂Keller 等[57]制备了Nextel 610/LaPO 4/Al 2O 3复合材料,探究了LaPO 4涂层对高温处理后的复合材料力学性能的影响㊂研究发现,不含LaPO 4涂层的复合材料在1200ħ热处理5h 后拉伸强度下降约70%,复合材料断口几乎没有纤维拔出现象;而含LaPO 4涂层的复合材料经热处理后的拉伸强度下降约36.7%,复合材料断口处有明显的纤维拔出现象(见图19),同时发现纤维拔出现象主要出现在涂层㊁纤维/涂层和涂层/基体界面,这说明LaPO 4涂层与纤维和基体结合力较弱㊂综上所述,PyC 涂层和BN 涂层均具有层状结构,是复合材料中常用的界面相㊂当复合材料受到外力时,PyC 涂层和BN 涂层可通过滑移㊁解离等机制有效偏转裂纹,提高复合材料的力学性能[44,52]㊂但涂层制备工艺复杂且抗氧化性能较差,PyC 涂层在空气中的温度高于400ħ即可被氧化,BN 涂层在空气中的温度高于850ħ即被氧化,限制了涂层在Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中的应用㊂LaPO 4涂层与氧化物纤维和基体相容性好,制备工艺简单㊁抗氧化性能较好,被广泛用在Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中㊂不同涂层的优缺点如表4所示㊂。

氧化铝在导热绝缘高分子复合材料中的应用

唐明明［１２］在研究中发现随着微米Ａｌ２Ｏ３填充份数的增加，ＳＢＲ的热导率增大，但其加工性能和物理力学性能下降；用硅烷偶联剂ＫＨ－５７０，ＫＨ－５５０，Ａ－１５１和钛酸酯偶联剂ＴＭ－Ｓ１０５处理后的微米Ａｌ２Ｏ３填充剂对导热橡胶的导热性能的影响不显著；在相同填充量下，采用纳米Ａｌ２Ｏ３填充比用微米Ａｌ２Ｏ３填充的导热橡胶具有更好导热性能和物理力学性能；在合适的比例下，纳米氧化铝与微米氧化铝混合填充的导热橡胶其导热效果优于单纯使用微米粒子填充的橡胶。张立群［１３］等人系统研究了不锈钢短纤维、片状石墨、短碳纤维、铝粉、Ａｌ２Ｏ３粉等５种导热填料对天然橡胶（ＮＲ）为基质的复合材料的静态导热性能、动态温升、物理力学性能的影响。结果表明Ａｌ２Ｏ３可以明显提高ＮＲ的静态导热系数，并且用量越高，导热系数越大。Ａｌ２Ｏ３
关键字氧化铝高分子复合材料导热性填料综述
ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｌ２Ｏ３ｉｎＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇａｎｄＩｎｓｕｌａｔｉｎｇＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅ
ＬｉＢｉｎｇ１ＬｉｕＱｉｎ２
（１．ＧｕｉｌｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕｉｌｉｎ，５４１００４；２．ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１０００６）
张晓辉［１４］等分别用ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３填充环氧胶粘剂，发现填料份数存在一临界点，将临界点归因于材料内部有效导热网络的建立。由于ＳｉＣ价格低，热导率高，填充份数为５３．９％时，热导率为４．２３４Ｗ／（ｍ·Ｋ），力学性能较好。王铁如［１５］等将Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ加入到环氧树脂中制成导热绝缘胶。章文捷［１６］等研究了Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ混合填充的有机硅灌封料，制得了热导率达０．８９Ｗ／（ｍ·Ｋ）的灌封料。周文英［１７］等以增韧的酚醛环氧树脂为基体树脂，以１∶４∶３质量比组成的ＡｌＮ、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３混杂粒子为导热填料，制备了一新型绝缘导热胶粘剂。发现填料用量为４０％时胶粘剂的热导率为０．９９Ｗ／（ｍ·Ｋ），热阻为０．７０ ℃／Ｗ，介电常数６，体积电阻率４．６× １０１２ Ω·ｃｍ，击穿电压达１２ｋＶ／ｍｍ，２０ ℃，２００ ℃，２５０ ℃下的剪切强度分别为１３．０ＭＰａ，ｌ０．０ＭＰａ，５．６５ＭＰａ。研究结果表明该胶具备良好的电绝缘及力学性能，可以长期在１５０ ℃下使用，与不加导热填料的相同胶粘剂相比，具有良好的导热能力。谭茂林［１８］用Ａｌ２Ｏ３填充有机硅改性环氧树脂测得１００ ℃时的导热系数为０．６４Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１。

内氧化法制备MgO弥散强化铁基材料

内氧化法制备MgO弥散强化铁基材料徐延龙;罗骥;郭志猛;杨薇薇;于海华【摘要】The MgO dispersion strengthening iron powder was prepared by mechanical alloying, surface oxidation at low temperature, internal oxidation at high temperature and reduction treatment. Then the MgO dispersion strengthening ferrous material was fabricated by spark plasma sintering (SPS). The analysis of SEM and EDS on the microstructure and fracture shows that the MgO particle size is 200 nm~1μm and the MgO is uniformly distributed in the matrix which can refine the grain. The dimple fractures become smaller after the addition of MgO. The mechanical properties at room temperature of the Fe+1.0%MgO are that, the tensile strength is 342.6 MPa, the yield strength is 276.3 MPa, the hardness is 61 HRB, which compared with pure iron are increased by 20.5%, 54.2% and 84.8% respectively.%采用机械合金化—低温表面氧化—高温内氧化—还原处理制备MgO弥散强化铁粉后再经放电等离子(SPS)烧结制备MgO弥散强化铁基材料，并通过SEM和EDS对材料的组织和断口进行分析。

γ-al2o3的晶体结构

γ-al2o3的晶体结构γ-Al2O3是一种重要的氧化铝晶体结构，其结构被广泛研究和应用。

本文将阐述γ-Al2O3的晶体结构的完整细节，包括晶格参数、原子排列和X射线衍射图谱等。

γ-Al2O3的晶体结构属于立方晶系，具体来说是具有菱面体中心晶体结构。

其晶胞中包含两个Al原子和三个O原子，Al原子占据菱面体中心位置，O原子占据四个立方晶格角落位置。

晶胞的晶格参数可以通过X射线衍射方法测量得到，一般来说，γ-Al2O3的晶胞参数为a=b=c=12.99Å，α=β=γ=90°。

在γ-Al2O3的晶体结构中，Al原子和O原子通过离子键或共价键相互连接。

在立方晶胞的Al原子位置，每一个Al原子都与六个相邻的O原子形成八面体的配位。

这种八面体配位被称为氧化铝晶体结构的典型特征。

Al-O的键长约为1.77Å。

γ-Al2O3还可以通过X射线衍射图谱来进一步研究其晶体结构。

在X射线衍射图谱中，γ-Al2O3的主要衍射峰对应的衍射角为约36°、52°、60°、67°、76°等。

这些衍射峰通常可以通过布拉格方程来计算。

除了主要衍射峰外，还有一些较弱的衍射峰，其位置和强度可以提供有关晶体结构的更详细信息。

γ-Al2O3的晶体结构不仅对于理解氧化铝的基本性质具有重要意义，还对其在催化剂、陶瓷和电子器件等领域的应用有重要影响。

由于γ-Al2O3晶体结构中的Al原子和O原子的高配位性质，使其具有较高的表面活性和化学稳定性，可用于制备高性能催化剂。

此外，γ-Al2O3的结构还有助于提高材料的抗磨损性能和机械强度，因此被广泛应用于陶瓷材料的制备。

在电子器件方面，γ-Al2O3的晶体结构也使其成为一种非常有前景的绝缘材料。

总之，γ-Al2O3是一种具有菱面体中心晶体结构的氧化铝。

其晶胞参数和原子排列方式决定了其特殊的性质和应用前景。

对γ-Al2O3晶体结构的深入研究将有助于进一步开发和改进氧化铝在各个领域的应用。

Ni-Al2O3复合镀层的微观形貌与其耐磨耐蚀性能

ｓｎｒｓｔｃｅｏｍａｃｆｈｏｔｇｉｂｔｒａｔｅｈｇｅｍｅａｕｅ（５）ｏｉｅｕｒｎｉｅｉａｅｐｒｒｎｅｏｅｃａｎｓｅｅｔｈｉｒｅｐｒｔｒ６％ｏｓｎｆｔｉｔｈｔｒｈｈｒｃｒｔｇｅｄｎｉ３５～／ｉ）ｅｓｙ（．４Ａｄ．ｔｎ
关键词：Ｎ — １复合镀层；超细粉；ｉＡ，Ｏ耐磨性；耐蚀性
中图分类号：Ｑ１３２Ｔ５．ａｉｎＲｅｉｔｎｅａｄＣｏｒｓｏｓｓａｅｒｈｌｇｒｓｏｓｓａｃｎｒｏｉｎＲｅｉｔｎｃＰｒｐｅｔｅｆＮｉＡＩＯ３ｏｒｉｓｏ・２Ｃｏｐｓｔｅｔ０ｅｓｔｄＣｏｔｎｍｏｉｅＥｌｃｒｄｐ０ｉｅａｉｇ
ｄｎｃｉ．Ｐｏｏｉｙｏｈｏｔｎｓｍｅｓｒｄｂａｔｇｉｗｉｈｔｔｅｌｅａｅ．Ｔｏｒ — ｉｇｍａｈｎｅｒｓｔｆｔｅｃａｉｇｗａａｕｅｙｐｓｉｔｔｈｅｗｅｔｄｆｔｒｐｐｒｈｅｃｒｏｎｉｓｏｅｉｔｎｅｐｒｏｍａｃｆｔｅｃａｉｇｗａｅｔｄｂｈｅｔａａｔｓｒｙｎｉｎｒｓｓａｃｅｒｎｅｏｈｏｔｎｓｔｓｅｙｔｅｎｕｒｌｓｌｐａｉｇ．Ｔｒｏｏｙｏｈｆｈｅｍｏｐｈｌｇｆｔｅ
Ｃｉａｈｎ）
ＡｂｔａｔＴｅａｒｓｏｅｉｔｎｅｐｒｒｎｅｏ — ２ｏｔｇｗａｅｔｄｗｉＭＪＩｌｎｂａｓｒｃ：ｈｂａｉｎｒｓｓａｃｅｏｍａｃｆＮｉＡ１０３ｃａｉｓｔｓｅｔＰ－Ｉｆｎｈｐａｅａｒ—

《理化检验-物理分册》第42卷(2006年度)总目次

奥氏体不锈钢焊缝组织等轴晶化处理方法的研究
… … … … … … … … … … … … … … … … … … …
实验技术与方法
ＲＦ磁控溅射法制备ＺＯ薄膜的 Ⅺ 分析 ……… （—９ｎ１）１
测定热塑性丁苯橡胶颗粒样品物理性能的制片方法
，－３１２）
，－２）５２４
钢板表面发裂缺陷成因的初步探讨 ……………… （１５）１— １５冷轧低碳钢带中各晶体学位向的点阵畸变储能
・・・・・・・・・・・・・－－－ … ・・－－・－ｏ－－・・・－・・・・・－－－－・－・・・－－－－－ｏｏｏｏｏ・
溅射非晶钴硅薄膜的晶化过程及其分析 ………… （—６）４１３高碳钢的热物性与显微组织的关系 ……………… （ —６）４１７镀铬枪管的基体初始烧蚀行为 …………………… （—７）４１１Ｈ１钢芯棒过热断裂特征 ………………………… （—７）３４１４车轮钢动态断裂韧性研究 ………………………… （—７）４１７铸钢中（，ｅＳ晶体的发现与研究 …………… （—２）ＭｎＦ）单５２１
，－４）９４４
高阻尼Ｇ５铜合金盐雾腐蚀旋转弯曲疲劳试验研究Ｚ０
… ・ … … … ｏ … ｏｏｏ・ｏ－ｏ … ・ … ・・・ … … … … … … … … －・
，－）１５
管线用钢显微组织对氢致裂纹影响的研究 ………… （８卜）某型号环氧树脂灌封料使用寿命研究 ……………… （１）卜２

溶剂热合成具有纳米孔结构的γ-Al2O3

溶剂热合成具有纳米孔结构的γ-Al2O3曹洁明;侯海涛;马贤佳;姬广斌;郑明波;陆红霞【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2005(021)009【摘要】γ-Al2O3又称活性氧化铝，一般具有较高的比表面积，在工业生产中被广泛用作吸附剂和催化剂载体，尤其是可作为负载贵金属催化剂的载体。

纳米级的γ-Al2O3由于颗粒粒径小而在其颗粒表面形成了丰富的失配键和欠氧键，以此制成多孔薄膜作为催化剂及催化剂载体，其性能比目前使用的同类产品性能要优越许多。

【总页数】4页(P1379-1382)【作者】曹洁明;侯海涛;马贤佳;姬广斌;郑明波;陆红霞【作者单位】南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所,南京,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所,南京,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所,南京,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所,南京,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所,南京,210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院纳米材料研究所,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】O611.4【相关文献】1.具有纳米孔结构的配位聚合物[Co2(HO-BDC)2(bpe)2(H2O)2]n·n(py)·nH2O的合成、晶体结构与热稳定性 [J], 卓馨;潘兆瑞;王作为;李一志;郑和根2.两个具有Sn4O4梯状结构二丁基锡羧酸酯的微波溶剂热合成、结构和体外抗癌活性 [J], 冯泳兰;邝代治;张复兴;庾江喜;蒋伍玖;朱小明3.溶剂热-热解法制备具有纳米孔结构的Co3O4 [J], 刘冬梅;赵海军;曹洁明;郑明波;刘劲松4.具有二维纳米孔径结构Ni3(H2O)6(TMA)3-(TMA)2 3-·2H2O(TMA=均苯三甲酸)的合成、晶体结构和磁性研究 [J], 陈伟;谭小娜;黎玉梅;郑吉民;车云霞5.具有三维超分子结构的亚磷酸-草酸镓的溶剂热合成及结构表征（英文） [J], 黄亮亮;于海洋;李彩霞;马红薇;扈殿文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米二氧化硅对白水泥基3D打印材料结构变形、流变及力学性能的影响

第 40 卷第 6 期 2021 年 6 月
硅酸盐通报
BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
Vol. 40 No. 6 June,2021
纳米二氧化硅对白水泥基 3D 打印材料结构变形、流变及力学性能的影响
金源1,徐嘉宾1,孙登田2,陈明旭1,黄永波1,芦令超1,程新1
JIN Yuan1 , XU Jiabin1 , SUN Dengtian2 , CHEN Mingxu1 , HUANG Yongbo1 , LU Lingchao1 , CHENG Xin1
(1. Shandong Provincial Key Laboratory of Preparation and Measurement of Building Materials, University of Jinan, Jinan 250022, China; 2. Shandong Provincial Township Enterprise Quality Supervision and Inspection Centre of Building Materials, Taian 271000, China)
1856 3D 打印水泥基材料
硅酸盐通报
第 40 卷
0 引言
3D 打印作为智能制造技术中极为重要的一部分,已经被成功应用在陶瓷、高分子材料等领域[1-2] 。然而,其在建筑材料领域的发展仍处于起步阶段[3-4] 。与传统建筑成型工艺相比,3D 打印技术是基于数字化的三维模型,将材料通过螺杆搅拌挤出和层层叠加打印的方式来获得三维实体结构[5] 。建筑材料 3D 打印具备很多优点,包括:①建造速度快,可以缩短工期;②打印异形结构,定制化强;③减少扬尘的产生,保护环境; ④减少人工的使用,降低成本[6] 。

耐磨材料在选煤厂的应用

耐磨材料在选煤厂的应用发表时间：2014-08-29T15:34:27.433Z 来源：《科学与技术》2014年第5期下供稿作者：李全喜[导读] 铸石板在选煤厂也是常用的耐磨材料之一，它通常被用在刮板机的槽箱里。

芬雷选煤工程技术（北京）有限公司潘集分公司李全喜摘要：朱集选煤厂隶属于淮南矿业集团，是一座设计年产400 万吨矿井型选煤厂。

矿井煤质比较差，导致机电设备磨损非常严重，设备事故率比较高，为了确保设备正常运转，选煤厂就使用了大量耐磨材料。

随着科技进步和材料科学的发展，我国在金属、无机非金属、高分子材料方面进步很快。

这些材料也陆续被应用到选煤厂，为设备的磨损失效提供了重要的耐磨保护措施，极大地提高了设备的使用寿命，为企业提高生产效率、降低生产成本做出了重要贡献。

关键词：选煤厂；机电设备；耐磨材料；生产效率一、概述耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，其在国民经济中有广泛应用，特别煤炭行业中的选煤厂。

它作为煤炭洗选加工的重要场所，大量使用各种耐磨材料。

二、选煤厂耐磨材料选煤厂使用的耐磨材料比较多，常见的耐磨金属材料有锰钢板，硬面堆焊耐磨钢板，不锈钢板等；耐磨非金属材料有耐磨陶瓷，铸石板，耐磨修补胶等；耐磨高分子材料有聚氨酯板，聚乙烯，橡胶等。

这些耐磨材料在选煤厂应用广泛，解决了设备磨损快，易出事故，设备检修成本高，检修劳动量大等问题。

三、常见耐磨材料性能特点分析锰钢板：锰钢是一种高强度的钢材，主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件。

其特点是在强烈的冲击、挤压条件下，表层迅速发生加工硬化现象，使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。

与普通钢板比较，它有很好的强度和耐磨性。

硬面堆焊耐磨钢板：此钢板是采用明弧自保护全自动堆焊工艺，在普通钢板或不锈钢板表面堆焊复合一层具有高硬度、高耐磨性的高合金耐磨层，该耐磨钢板具有双金属性能，即工作层的高耐磨性和基体层的高塑韧性，为工业应用提供了便利的机械连接和焊条连接条件。

气相法纳米二氧化硅补强硅橡胶界面-结合橡胶

) 结果与讨论
U M L 结合橡胶量与二氧化硅填加量的关系结合橡胶主要是硅橡胶与 H ; W) 表面羟基结合
Q % 因此纳米二氧化硅在硅橡胶中的填加量形成的# ,
K 实验部分
L M L 主要原料数均分子量甲基乙烯基硅橡胶K K ’ 4 ) , N8O6 为A 乙烯基质量分数为 ’ 东爵精 6 ’万 , M ’ ’ KQ , P3 细化工有限公司产品 7 气相法纳米二氧化硅 , K R H 羟基硅油 , 含K 常熟试剂 $中试自制产品 7 ’ S 羟基 , H 厂产品 7 硫化剂双 4 二五 , 荷兰 B9 T 1公司产品 7 L M U 试样制备将K 适量羟基硅油和气相法纳米二 ’ ’+生胶 J 氧化硅在 K 薄通出片, A寸双辊炼胶机上混炼均匀 , 部分硅橡胶混炼胶制成 K ’((V K ’((V K(( 薄片, 用甲苯溶剂抽提 , 测定抽提后结合橡胶的量用单位质量 H 7 一部 ; W) 表面结合硅橡胶的质量表示 6 分硅橡胶混炼胶加硫化剂 , 硫化条件 K Q =X VZ 7 Y Z [ ’ [ ’ 为用 \ [ ’型硫化仪测定硫化胶的正硫化时间 7 .4 L M ] 性能测试与表征用 B^4 拉 ) ’ ’ ’ B 型日本岛津材料万能试验机 , 伸速度为按国标 ^ = ’ ’ _= ’ 6((* , * ) a和 (; 3 : ‘= 国标 ^ 伸长率J 永久变形 * ) [测定拉伸强度 J : ‘= 性J 撕裂强度b 硬度按国标 ^ * & K测定 7 8N) 4 : ‘= 转子速度为[ ’ ) M ’ ’ _’ M ’ ) 6 c型门尼粘度仪 ,

纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展

第52卷第12期表面技术2023年12月SURFACE TECHNOLOGY·1·专题——多场赋能清洁切削/磨削纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展宋宇翔1，许芝令2，李长河1*，周宗明3，刘波4，张彦彬5，Yusuf Suleiman Dambatta1,6，王大中7（1.青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛 266520；2.青岛海空压力容器有限公司，山东青岛 266520；3.汉能（青岛）润滑科技有限公司，山东青岛 266100；4.四川新航钛科技有限公司，四川什邡 618400；5.香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室，香港 999077；6.艾哈迈杜·贝洛大学机械工程学院，扎里亚 810106；7.上海工程技术大学航空运输学院，上海 200240）摘要：微量润滑是针对浇注式和干磨削技术缺陷的理想替代方案，为了满足高温高压边界条件下磨削区抗磨减摩与强化换热需求，进行了纳米生物润滑剂作为微量润滑的雾化介质探索性研究。

然而，由于纳米生物润滑剂的理化特性与磨削性能之间映射关系尚不清晰，纳米生物润滑剂作为冷却润滑介质在磨削中的应用仍然面临着严峻的挑战。

为解决上述需求，本文基于摩擦学、传热学和工件表面完整性对纳米生物润滑剂的磨削性能进行综合性评估。

首先，从基液和纳米添加相的角度阐述了纳米生物润滑剂的理化特性。

其次，结合纳米生物润滑剂独特的成膜和传热能力，分析了纳米生物润滑剂优异的磨削性能。

结果表明，纳米生物润滑剂优异的传热和极压成膜性能显著改善了磨削区的极端摩擦条件，相比于传统微量润滑，表面粗糙度值（Ra）可降低约10%~22.4%。

进一步地，阐明了多场赋能调控策略下，磨削区纳米生物润滑剂浸润与热传递增效机制。

最后，针对纳米生物润滑剂的工程和科学瓶颈提出了展望，为纳米生物润滑剂的工业应用和科学研究提供理论指导和技术支持。

关键词：磨削；微量润滑；纳米生物润滑剂；多场赋能；表面完整性；理化特性中图分类号：TG580.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)12-0001-19DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.12.001Research Progress on the Grinding Performance of NanobiolubricantMinimum Quantity LubricationSONG Yu-xiang1, XU Zhi-ling2, LI Chang-he1*, ZHOU Zong-ming3, LIU Bo4,ZHANG Yan-bin5, DAMBATTA Y S1, WANG Da-zhong7收稿日期：2022-11-03；修订日期：2023-05-19Received：2022-11-03；Revised：2023-05-19基金项目：国家自然科学基金（52105457，51975305）；山东省科技型中小企业创新能力提升工程（2021TSGC1368）；青岛市科技成果转化专项园区培育计划（23-1-5-yqpy-17-qy）；泰山学者工程专项经费（tsqn202211179）；山东省青年科技人才托举工程（SDAST2021qt12）；山东省自然科学基金（ZR2023QE057，ZR2022QE028，ZR2021QE116，ZR2020KE027）Fund：The National Natural Science Foundation of China (52105457, 51975305); The Science and Technology SMEs Innovation Capacity Improvement Project of Shandong Province (2021TSGC1368); Qingdao Science and Technology Achievement Transformation Special Park Cultivation Programme (23-1-5-yqpy-17-qy); The Special Fund of Taishan Scholars Project (tsqn202211179); The Youth Talent Promotion Project in Shandong (SDAST2021qt12); The Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2023QE057, ZR2022QE028, ZR2021QE116, ZR2020KE027)引文格式：宋宇翔, 许芝令, 李长河, 等. 纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(12): 1-19.SONG Yu-xiang, XU Zhi-ling, LI Chang-he, et al. Research Progress on the Grinding Performance of Nanobiolubricant Minimum Quantity Lubrication[J]. Surface Technology, 2023, 52(12): 1-19.*通信作者（Corresponding author）·2·表面技术 2023年12月(1. School of Mechanical and Automotive Engineering, Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao, 266520, China;2. Qingdao Haikong Pressure Vessel Sales Co., Ltd., Shandong Qingdao, 266520, China;3. Hanergy (Qingdao) LubricationTechnology Co. Ltd., Shandong Qingdao, 266100, China; 4. Sichuan New Aviation Ta Technology Co., Ltd., Sichuan Shifang 618400, China; 5. State Key Laboratory of Ultra-precision Machining Technology, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China, 999077, China; 6. Mechanical Engineering Department, Ahmadu Bello University, Zaria, 810211, China;7. School of Air Transportation, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai, 201620, China)ABSTRACT: The negative impact of traditional mineral oil based grinding fluids on environmental protection, human health and manufacturing costs can hardly meet the development needs of green manufacturing. Minimum quantity lubrication (MQL) atomizes a small amount of biodegradable biolubricants with compressed air to form micro droplets to providing lubrication and anti-wear effects, which is an ideal alternative to flooding and dry grinding technology defects. In order to meet the requirements of anti-wear and friction reduction and enhanced heat transfer in the grinding zone under high temperature and high pressure boundary conditions, nanobiolubricants have been widely investigated as atomised media for minimum quantity lubrication.However, the application of nanobiolubricants as cooling and lubrication media in grinding still faces serious challenges due to the unclear mapping relationship between the physicochemical properties of nanobiolubricants and grinding performance. This is due to the fact that the mechanisms of action of nanoparticles on lubricants is a result of multiple coupling factors.Nanoparticles will not only improve the heat transfer and tribological properties of biological lubricants, but also increase their viscosity. However, the coupling mechanisms between the two factors are often be overlooked. In addition, as a cooling and lubrication medium, the compatibility between nanobiolubricants with different physical and chemical properties and workpiece materials also needs to be further summarized and evaluated. To address these needs, this paper presents a comprehensive assessment of the grinding performance of nanobiolubricants based on tribology, heat transfer and workpiece surface integrity.Firstly, the physicochemical properties of nanobiolubricants were described from the perspectives of base fluids and nano additive phase. And factors which influenced thermophysical properties of nanobiolubricants were analysed. Secondly, the excellent grinding performance of the nanobiolubricants was analysed in relation to their unique film-forming and heat transfer capabilities. Coolingand lubrication mechanism of nanobiolubricants in grinding process was revealed. The results showed that nanobiolubricants can be used as a high-performance cooling lubricant under the trend of reducing the supply of grinding fluids.The excellent heat transfer and extreme pressure film-forming properties of nanobiolubricants significantly improved the extreme friction conditions in the grinding zone, and the surface roughness values (Ra) could be reduced by about 10%-22.4%, grinding temperatures could be reduced by about 13%-36% compared with the traditional minimum quantity lubrication.Furtherly, the multi-field endowment modulation strategy was investigated to elucidate the mechanism of nanobiolubricant infiltration and heat transfer enhancement in the multi-field endowed grinding zone. Multiple fields such as magnetic and ultrasonic fields have improved the wetting performance of nanobiolubricant droplets, effectively avoiding the thermal damage and enabling the replacement of flood lubrication. In the grinding of hard and brittle materials, ultrasonic energy not only enhances the penetration of the grinding fluid through the pumping effect, but also reduces the brittle fracture of the material, and the surface roughness value (Ra) can be reduced by about 10%-15.7% compared with the traditional minimum quantity lubrication. Finally, an outlook for engineering and scientific bottleneck of nanobiolubricants was presented to provide theoretical guidance and technical support for the industrial application and scientific research of nanobiolubricants.KEY WORDS: grinding; minimum quantity lubrication; nanobiolubricants; multi-field empowerment; surface integrit;physicochemical property磨削作为机械加工中的一项关键技术，是保证表面完整性所必需的精密加工方法[1]。

γ三氧化二铝的制备实验报告

γ三氧化二铝的制备实验报告一、实验目的：制备γ-氧化铝。

二、实验原理：分别以十二烷基苯磺酸钠(DBS)、溴化十六烷基三甲铵(CTAB)和吐温-80(TW-80)为模板剂，以硝酸铝为铝源，采用溶胶-凝胶法制备介孔纳米γ-氧化铝。

用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、透射电镜(TEM)对样品进行表征；考察了模板剂的种类及用量对产品性能的影响。

实验结果表明：采用3种不同模板剂合成的前驱体经550℃煅烧所得产物均为具有孔道结构的介孔纳米γ-氧化铝，其中采用CTAB为模板剂合成的样品其比表面积为551.8m2g⁄，平均孔径为6.68nm，孔径分布较窄(2~16nm)，孔容为0.922cm3g⁄，比采用另外两种模板剂合成的样品其孔道分布更均匀，排列更规则致密，孔径分布明显变窄，比表面积有一定程度的增大。

氧化铝介孔材料在新型催化剂、高效吸附剂、分离介质等领域有巨大的应用价值，特别是在对大分子物质的催化、吸附与组装等领域有着广阔的应用前景。

随着世界原油的重质化和劣质化，在催化裂解原料中掺炼重油、渣油已成为普遍采用的加工方式，因此要求催化裂解催化剂具有可扩散重油分子的大孔，其尺寸在介孔范围。

氧化铝介孔材料由于具有较窄的孔径分布及比传统的氧化铝催化剂大的孔径和高的比表面积，因此有望取代传统的活性氧化铝而应用于大规模石油加工过程。

目前合成介孔氧化铝使用的模板剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂，不同的模板剂及其用量对合成的介孔材料的孔径大小及孔径分布有较大的影响。

采用3种模板剂合成出比表面219.68~551.80m2g⁄、平均孔径在5.45~6.68nm、孔径集中分布在2~10nm、孔容在0.310~0.922cm3/g的介孔纳米γ-Al2O3材料。

三、仪器与试剂试剂：十二烷基苯磺酸钠(DBS，AR)；溴化十六烷基三甲铵(CTAB，AR)；吐温-80(TW-80，AR)；硝酸铝[Al(NO)3]3·9H2O，AR]；碳酸氢铵(NH4HCO3，AR)。