超低热膨胀材料研究进展
NZP材料低热膨胀性能的研究
试 样
a( A)
c( A)
rM( A)
N aTi 2( PO 4) 3 8. 4876 21. 8008
0. 745
N aS n2( PO4) 3 8. 5002 22. 5415
0. 83
N aZr 2( PO 4) 3 8. 8103 22. 7620
0. 86
从表 1 中 , 看出 Na M 2( PO 4) 3 ( M = T i, Sn, Z r ) , 随 着 M 原子 半径 的 增大, a 轴、c 轴的 参 数都 将 变 大。虽然 r Sn 更接 近于 rZr , 但 N aSn2( PO 4) 3 ( 为 N ZP 型结构[ 4] ) 的晶格参数却更接近 于 N aT i2 ( PO 4) 3 的。 这 是由于 N aT i2- X SnX ( PO 4) 3 中( 0 X 2) , 发生 了 结构的变化: N aT i2( PO 4) 3 的结构呈 R ( 3C) 对称, 而 N aSn2( PO 4) 3 在室 温下呈 R ( 3) 对称, 到 575℃时 经
低热膨胀系数超支化共聚聚酰亚胺的构建及性能
关键词 :低热膨胀 系数 ;超支化 ;聚酰亚胺 ;共聚 ;溶解性 中图分类号 :TQ323.7 文献标识码 :A 文章编号 :1000—7555(20l8)02—0081—07
聚酰亚胺是一种具有耐热性高、力学性能优 良、化 学稳定性和 电性 能优异 的高分 子材料n ̄3 J。由于优 异的热稳定性和耐溶剂性能 ,使聚酰亚胺加工成型 困 难【 ,5l,尤其是低热膨胀系数 聚酰亚胺 ,如联苯型二 甲 酸酐与对 苯 二 胺 系 统 的 聚 酰 亚 胺 具 有 低 的热 膨胀 系 数 、超高 的热稳定性 ,但 由于较强 的分子链刚性 ,其溶 解性、韧性较差,限制其制备和应用。添加少量二氨基 二苯醚和不对称的联苯型二 甲酸酐 与此系统共聚 ,可 一 定程度上提高其韧性而对其固有的低热膨胀 系数影 响甚微 ,然 而 其 溶 解 性 依 然 未 得 到 明显 改 善 [6,7l。 因 此设计既有优 良加工性能而又保持原有此系统优 良性 能 的 聚酰亚胺 是 当前 的研 究 热点 ,是 拓展 其在 航空 、航 天 、电工 和微 电子工 业 中产 品升级 的一个关 键 。
胺膜[11,1 2l。为了提高其溶解性而不影 响其它优异性 能 ,将超 支化链 段 引入 ,期望 获得 较好溶解 性 的聚 酰亚 胺。具有这种高度支化结构的聚酰亚胺 目前尚未见相 关 文献报 道 。
1 实验部分 1.1 原 料与试 剂
2,3,3 ,4一联苯 四甲酸二酐 (a.BPDA)、3,3'4,4 .联 苯四羧 酸 二酐 (s—BPDA)和对 二氨基 二苯醚 (4,4’. ODA):山东 万 达 化 工 有 限 公 司 ,蒸 馏 及 真 空 干 燥 处 理 ;对 苯 二胺 (PDA):国药 集 团化 学试 剂有 限公 司 (沪 试 ) ,蒸 馏 及 真 空 干 燥 处 理 ;N ,N.二 甲基 甲 酰 胺 (DMF):分 析 纯 ,天 津 市博 迪 化 工 有 限公 司 ,经 CaH2 回流 48 h后减压蒸馏 ,再 经分子筛干燥 24 h;3,5.二 氨基 苯 甲酸 、二 碳 酸 二 叔 丁 酯 、二 环 己基 碳 二 亚胺 、4一 二甲氨基吡啶和三氟乙酸 :国药集 团化学试剂有 限公 司 (沪 试 )。 1.2 三胺 单 体 的合成
低热膨胀水泥用作填充材料的性能研究
低热膨胀水泥用于高强度混凝土中的性能研究引言:高强度混凝土在现代建筑工程中扮演着重要的角色。
然而,由于高温引起的热膨胀会导致混凝土的开裂和破坏,因此需要采用低热膨胀水泥来改善其性能。
本文将探讨低热膨胀水泥在高强度混凝土中的应用,以及其对混凝土性能的影响。
一、低热膨胀水泥的定义和特性低热膨胀水泥是指在水泥熟料中添加特定的化学药剂,以减少水泥在硬化过程中产生的热量和热膨胀。
低热膨胀水泥通常具有以下特性:1. 较低的热膨胀系数:低热膨胀水泥能够有效地减少混凝土在硬化过程中的热膨胀,从而降低开裂和破坏的风险。
2. 较慢的水化反应速率:低热膨胀水泥的水化反应速率相对较慢,有助于控制混凝土的温度变化,从而提高混凝土的耐久性和稳定性。
3. 良好的强度发展:尽管低热膨胀水泥的水化反应速率较慢,但其具有良好的强度发展潜力,在一定时间内可以达到高强度要求。
二、低热膨胀水泥在高强度混凝土中的应用1. 控制温度变化:高强度混凝土在硬化过程中产生的热量较大,容易导致温度变化过快。
低热膨胀水泥的应用能够有效地控制温度变化,避免混凝土的开裂和破坏。
2. 提高抗裂性能:高强度混凝土对抗拉力的能力较弱,容易产生裂缝。
低热膨胀水泥可以减少混凝土的热膨胀,提高其抗裂性能,从而增加混凝土的耐久性和承载能力。
3. 改善耐久性:低热膨胀水泥的应用能够降低混凝土的温度变化幅度,避免由于温度变化引起的开裂和破坏,从而改善混凝土的耐久性。
三、低热膨胀水泥对混凝土性能的影响1. 抗压强度:研究显示,使用低热膨胀水泥的高强度混凝土具有较高的抗压强度。
这是由于低热膨胀水泥的水化产物具有较好的结晶状态,能够填充混凝土中的孔隙,提高其密实度和强度。
2. 抗裂性能:低热膨胀水泥的应用能够减少混凝土中的热膨胀,改善其抗裂性能。
研究发现,使用低热膨胀水泥的高强度混凝土在热循环和湿热环境下具有较好的耐久性,裂缝和微裂缝的发展速度较慢。
3. 水化反应速率:低热膨胀水泥的水化反应速率较慢,有助于控制混凝土的温度变化。
低热膨胀系数聚酰亚胺的制备及其功能化复合研究
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低膨胀聚酰亚胺复合薄膜的制备及应用研究进展
低膨胀 P 薄膜 的制备 主要分为两大类 : I 聚合改性和 添加物
改性 。前者主要有 共聚 物间 的掺混法 、 多元 共 聚物法 等[ 而 1 ,
后者 为添加 金 属离 子 添加 剂或 添 加金 属 、 陶瓷 等无 机 材料 填 料[ ̄3。本文主要介绍低膨胀纳米 S02P 复合薄膜 、 N/ I 11 I 3 i /I P
Ke r y wo ds
o ymiec mp iefl p li d o o st i ,lw h r le p n inc efce t rp r t n p l a in ms o t ema x a so o fiin ,p e a ai ,a pi t o c o
0 前 言
聚酰亚胺 ( I是指 主链上含有酰亚胺环 的一类芳杂环 聚合 P)
Ab t a t s r c P li d s P )h v e nwiey u e shg - e fr n ef n t n l tras u h i p l a oymie ( I a eb e d l s da ihp ro ma c u ci a e l.B tt era pi — o ma i c
中或 在大 分子 反 应 中 形 成 酰 亚 胺 环 。P 可 以 由 二 酐 和 二 胺 在 I
二甲基 甲酰胺 等极性溶剂 中先进行 低温缩 聚 , 获得 可溶 的聚酰 胺酸 , 再加热至 3 0 0 ℃左 右脱水环 化成 P 。第 二类 是 以含有 酰 I 亚胺环 的单体 聚合成 P , 如聚酰胺 酰亚 胺 、 I例 聚酯酰 亚胺 以及 双马来酰亚胺树脂等[ 。 7 ]
a s Th e e r h p o r s n t e p e a a i n a d a p ia i n o l i d o o st i t o C l. e r s a c r g e si h r p r t n p l t fp y mie c mp i fl w h l w TE r u o c o o e ms i a e s mma — rz d Th e e a r n ft es n h ss i . e e g n r lte d o h y t e i ,mo i c t n a d a p id r s a c fp l i d o o s t i t w d f a i n p l e e r h o y mi ec mp ief msw h l CTE i o e o l i o i p e e td s r sn e .
低热膨胀水泥防冻性能研究
低热膨胀水泥防冻性能研究摘要:低热膨胀水泥作为一种特殊水泥材料,在寒冷地区具有广泛的应用前景。
该研究旨在探讨低热膨胀水泥的防冻性能,通过实验测试及数据分析,评估其在低温环境下的物理性能和抗冻性能,为低热膨胀水泥的应用提供科学依据。
1. 引言低热膨胀水泥是一种适用于寒冷地区的建筑材料,具有抗冻性能优异的特点。
在寒冷地区,液态水在温度下降时往往会发生膨胀,对建筑物或路面构件产生不利影响。
因此,研究低热膨胀水泥的防冻性能对寒冷地区的建筑物和道路建设具有重要意义。
2. 低热膨胀水泥的物理性能低热膨胀水泥是在普通水泥的基础上添加了适量的膨胀抑制剂,通过控制水泥中钙铝矿相的生成,减少水泥因温度变化引起的膨胀。
实验测试表明,低热膨胀水泥的体积稳定性较高,热膨胀系数较低,且具有良好的延展性和抗开裂性,适用于寒冷地区的温度变化较大的工程。
3. 低热膨胀水泥的抗冻性能低热膨胀水泥的抗冻性能是评估其在低温环境下能否满足工程需求的关键指标。
实验测试显示,低热膨胀水泥在低温环境下具有较好的抗冻性能。
其抗冻强度损失率较低,且不易发生裂纹和破坏,能够保证工程的稳定性和可靠性。
4. 影响低热膨胀水泥防冻性能的因素低热膨胀水泥的防冻性能主要受以下几个因素的影响:水泥配比中膨胀抑制剂的含量、水泥水化产物的类型和数量、水泥的硬化时间等。
合理调整这些因素,可以提高低热膨胀水泥的抗冻性能。
5. 低热膨胀水泥的应用前景低热膨胀水泥作为一种新型建筑材料,在寒冷地区具有广阔的应用前景。
其具有良好的物理性能和抗冻性能,可以在各种建筑工程中广泛应用。
特别是在寒冷地区的桥梁、隧道、道路等工程中,低热膨胀水泥的应用将能够有效地提高工程的耐久性和稳定性。
结论:低热膨胀水泥的防冻性能研究对于寒冷地区工程建设具有重要意义。
通过实验测试和数据分析,我们得出了低热膨胀水泥具有良好的物理性能和抗冻性能的结论。
合理调整水泥配比中膨胀抑制剂的含量和其他因素,可以进一步提高低热膨胀水泥的防冻性能。
NZP材料低热膨胀性能的研究
·40·
历 相 变 转 变 为 R ( 3C) 对 称。 于 是 在 N aT i2- X SnX ( PO 4) 3 系统中, 当富含 T i4+ ( 0 X 1) , 呈 R ( 3C) 对 称; 而当富含 Sn4+ ( 1 X 2) , 呈 R( 3) 对 称。同时基 于两 种 终端 物 质 的对 称 型的 不 同, 在 N aT i2- XSnX ( PO 4) 3 中 ( 0 X 2) , 随着 X 的不 同, 也在不 同的 温度下发生相变。随着 Sn 含量的增多, 转变温度将 升高。其热膨胀性能也一样 , 相变的过程中结构的调 整 伴 随 着 显 著 的 膨 胀 变 化, 当 在 X < 1. 2 时, 与 N aT i2 ( PO 4) 3 更 接 近, 而 在 X > 1. 2 时, 又 类 似 于 N aSn2( PO 4) 3。相变的发生 , 不仅导致了结构参数的 不正常变 化也导致了 热膨胀性 能的不正 常变化, 通 过对其中含量的调整, 总可以得到一 个组成, 使其热 膨胀系数值达到最低。
MⅠ位 不变 变大
MⅡ位 变大 不变
M Ⅰ 位离子半径增大 变小 变大
a
变小 变大
变大
c
变大 不变
变小
另外, 总 的热膨胀 也可视为单 个原子 与氧键 随 着温度的升高键长的伸展和键角变化而 引起的表观 热膨胀的作 用之和。Ha zen 等用经验公式推出了 金 属- 氧键的表观热膨胀系数[ 1] :
[ Z r2 ( PO 4) 3] - 3单元 结构中有三 种重要的 空隙, 即前述 的 M ⅠM ⅡM Ⅲ, 所有 这些空 隙构 成了结 构中 离子取代的多样性。通过不 同的离子取代, 可明显看 到两种趋势 : [1] ( 1) 对于 相同的 填隙 离子, 形成 骨架 的离子 越大, 晶 格参数越 大; ( 2) 对于 相同的 骨架离 子, 填隙离子越大, 晶格参数 c 越大, a 越小。这主要 是由于 骨架能承受 一定的变形 , 即: ( 1) 骨架 可做自 然调整, M Ⅰ位可容纳小的也可容纳大的离子; ( 2) 结 构会 在 a 轴 收缩, c 轴膨 胀以 增大 M Ⅰ 位空 位 的大 小, 适应变 形的需 要; ( 3) 为 了在 M Ⅱ位 容纳多 余的 离子, 骨架 会在 c 轴 收缩, a 轴膨 胀, 结构 中产 生应 力, 导 致离子从 M Ⅰ位跳到 M Ⅱ位, 并 且变形 成为单 斜结构。M Ⅰ位于两个 Zr O 6 八面体构成的畸变的八 面体中, 对 a 轴产生的 影响并 不大, M Ⅰ位的 大小也 就是 c 轴参 数的 大小, 主要 取决 于 M Ⅰ 位阳离 子的 大小及其占有率。当 M Ⅰ位 被大离子占据时, 桥联的 [ PO 4] 四面体在 c 轴方向被拉紧, 在垂直于 c 轴方向 收缩; 相反的, a 轴方向的 膨胀系数将变大, c 轴膨胀 系数将变小。M Ⅱ位于无限长的柱状链之间, 链之间 的距离, 也就 是 a 轴 参数主 要取 决于 M Ⅱ位的 碱金 属含量。M Ⅱ位离子的大小并不影响 c 轴的热膨胀行
超低膨胀微晶玻璃材料的热处理技术研究
超低膨胀微晶玻璃材料的热处理技术研究概述超低膨胀微晶玻璃材料是一种特殊的玻璃,具有非常低的热膨胀系数,因此在高温环境下表现出优异的性能。
本文将重点探讨超低膨胀微晶玻璃材料的热处理技术研究,包括材料的制备方法、热处理工艺以及热处理对材料性能的影响。
一、超低膨胀微晶玻璃材料的制备方法超低膨胀微晶玻璃材料的制备方法是研究的关键。
目前主要有两种方法:传统烧结法和溶胶-凝胶方法。
1. 传统烧结法传统烧结法是将玻璃原料进行混合,然后加热至高温,使其熔化并形成块状玻璃。
接下来,通过控制温度和时间,使得玻璃材料逐渐结晶,形成微晶结构。
最后,再次进行烧结,得到超低膨胀微晶玻璃材料。
2. 溶胶-凝胶方法溶胶-凝胶方法是将适量的硅源和其他辅助材料溶解在溶液中,形成溶胶。
随后,通过蒸发溶剂或加入界面活性剂等方法控制溶胶的凝胶过程。
在低温下,通过固化和热处理等步骤,得到微晶玻璃材料。
二、超低膨胀微晶玻璃材料的热处理工艺热处理是超低膨胀微晶玻璃材料制备过程中不可或缺的步骤。
热处理的目的是通过控制温度和时间来促进材料的结晶和相变,从而获得所需的材料性能。
1. 结晶过程控制超低膨胀微晶玻璃材料的结晶是通过热处理实现的。
在热处理过程中,控制温度和时间是关键。
一般情况下,通过升温至接近材料的熔点,并长时间保持在该温度下,才能实现结晶的发生。
具体的热处理工艺参数需要根据不同的材料进行优化。
2. 相变行为研究热处理对超低膨胀微晶玻璃材料的相变行为有重要影响。
通过研究材料在不同温度下的相变行为,可以了解到材料的晶体结构、晶粒大小以及晶体形态等信息。
这些信息在优化热处理工艺、控制材料性能、提高材料稳定性方面具有重要作用。
三、热处理对超低膨胀微晶玻璃材料性能的影响热处理是决定超低膨胀微晶玻璃材料性能的重要因素之一。
在热处理过程中,材料的结晶相和晶粒尺寸等发生变化,从而影响了材料的力学性能、热膨胀性能以及光学性能。
1. 力学性能超低膨胀微晶玻璃材料的力学性能与材料的晶粒尺寸和晶体结构密切相关。
低热膨胀聚酰亚胺研究进展
.
2 002
低 热 膨 胀 聚 酰 亚 胺 研 究 进 展
徐 庆 玉 ,范 和 平 ,王 洛 礼
( 北 省 化 学 研 究 所 ,湖 北 武 汉 4 o 7 ) 湖 3 o 4
摘 要 : 绍 5种 制 备 低 热 膨 胀 聚 酰 亚 胺 的 方 法 : 聚 物 掺 混 、 元 共 聚 、 加 填 料 或 其 他 化 舍 物 、 机 硅 介 共 多 添 有 氧 烷 改性 及 纳米 杂 化 法 以及 低 热 膨胀 聚酰 亚胺 在 半 导 体 绝缘 膜 、 a射 线 屏 蔽 膜 、 性 印 刷 电 路 板 的 应 柔
献 E 3 对 苯 二 胺 与 均 苯 四 酸 二 酐 制 得 P 溶 2用 A
液 ( , 用 4 4一 氨 基 二 苯 醚 和 均 苯 四酸 二 A) 再 , 二
酐 制备 P 溶 液 ( 。将 两 者 混 合 搅 拌 , 混 合 A B) 得
P 溶 液 。将 此 P 混 合 溶 液 流延 干燥 制 膜 , A A 得 C TE 为 2 0 K- 的薄 膜 , 柔 韧 性 良好 , ×1 1 其 不 发 生龟 裂 、 边 、 曲现 象 。 倒 翘
维普资讯
第1卷 期 8 第6
20 0 2年 1 1月
高 分 子 材 料 科 学 与 工 程
POLY M ER M ATERI CI AIS S ENCE AN D ENGI EERI N NG
v1 8 O6 。 1. . . N
1 3 1 添 加 含 金 属 离子 的添 加 剂 : 加 4 ~ . . 添
为制备低 C TE 且 能 与 各 种 无 机 基 材 C TE
相 近 的 P , 用 不 同 聚 酰 胺 酸 ( A) 合 物 掺 I可 P 聚
覆铜板用低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜研究进展
覆铜板用低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜研究进展赵伟;徐勇;宋超然;冯琦【摘要】从均聚种类、多元共聚、材料复合、牵伸工艺、高温热处理等角度,综述了近年来国内外覆铜板用低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法,并展望了其发展方向.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2018(030)005【总页数】3页(P53-55)【关键词】聚酰亚胺薄膜;低热膨胀系数;覆铜板;进展【作者】赵伟;徐勇;宋超然;冯琦【作者单位】南京理工大学化工学院,江苏南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏南京,210094【正文语种】中文聚酰亚胺因具有高强度、高韧性、耐高温、低介电常数等特殊性能已成为电子领域不可或缺的原材料之一[1]。
在印制电路板的制作工艺中,需要聚酰亚胺与铜箔覆合,由于高分子材料与金属材料之间结构的差异,导致聚酰亚胺的热膨胀系数比铜箔大得多,这种热膨胀系数的不匹配导致在受热时由于内应力的存在使得聚酰亚胺薄膜与铜箔之间容易发生翘曲、断裂、脱层等质量问题,严重损坏了产品的性能。
下面从均聚种类、多元共聚、材料复合、牵伸工艺、高温热处理等角度入手,综述了制备低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的方法,介绍了不同方法制备的薄膜性能及缺陷,并预测了其发展前景。
1 挠性覆铜板概述印制电路板是智能手机、平板电脑等电子产品的基础部件,而挠性覆铜板(FCCL)是生产电路板的上游材料。
FCCL一般分为有胶黏剂的三层挠性覆铜板(3-FCCL)和无胶黏剂的两层挠性覆铜板(2-FCCL)。
目前,国内外FCCL及其产品主要执行IPC—4204—2002标准,表1列出了FCCL 产品的品种及标准。
表1 IPC—4204—2002标准中常用FCCL产品的品种和具体标准名称2-FCCL2-FCCL2-FCCL3-FCCL 3-FCCL 3-FCCL 标准IPC—4204/11IPC—4204/18IPC—4204/24IPC—4204/1IPC—4204/2IPC—4204/5 绝缘基膜覆铜箔聚酰亚胺薄膜沉积铜箔聚酰亚胺薄膜覆铜箔液晶聚合物薄膜聚酰亚胺薄膜聚酰亚胺薄膜聚酯薄膜胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂环氧树脂胶黏剂聚酯胶黏剂制造方法涂布法、层压法溅镀法/电镀法化学镀/电镀法层压法2 低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法2.1 均聚型聚酰亚胺由刚性结构的二酐或二胺合成的聚酰亚胺薄膜具有较低的热膨胀系数。
超低膨胀微晶玻璃材料的纳米结构研究
超低膨胀微晶玻璃材料的纳米结构研究超低膨胀微晶玻璃材料作为一种重要的工程材料,在许多领域中具有广泛应用的潜力。
其特点是具有非常低的热膨胀系数,能够在高温下保持稳定,因此可以应用在高温设备和精密仪器中。
为了能更好地理解超低膨胀微晶玻璃材料的性质和应用潜力,科学家们对其纳米结构进行了广泛的研究。
1. 超低膨胀微晶玻璃材料的制备方法超低膨胀微晶玻璃材料的制备方法对于材料的性能和应用具有重要影响。
目前普遍采用的方法是熔融法和凝胶法。
熔融法是将玻璃原料加热熔融后迅速冷却,形成非晶态的状态。
随后,通过热处理或者机械加工使其产生晶化转变,形成微晶结构。
凝胶法则是将玻璃原料通过溶胶-凝胶转化制备成凝胶,再通过烧结、热处理等工艺形成微晶玻璃材料。
2. 纳米结构对超低膨胀微晶玻璃材料性能的影响纳米结构是指材料的晶粒尺寸在纳米级别范围内,具有特殊的物理和化学性质。
研究表明,超低膨胀微晶玻璃材料的纳米结构不仅能够影响材料的力学性能和热膨胀性能,还可以改变其光学和磁学性质。
例如,纳米晶体的尺寸和分布可以影响材料的抗拉强度和断裂韧性,从而改善材料的力学性能。
此外,纳米结构还可以增加材料的表面积,并提高材料的氧化还原反应活性。
3. 纳米结构的调控方法为了实现对超低膨胀微晶玻璃材料纳米结构的精确调控,科学家们提出了一系列方法。
其中包括调节熔融和凝胶工艺参数,如熔化温度、冷却速率、烧结温度等,来控制晶化速率和晶粒尺寸。
此外,采用外加场(如电场、磁场)和合金化等方法也可以对纳米结构进行调控。
这些方法在实验室中得到了良好的应用,为超低膨胀微晶玻璃材料的研究提供了新的思路。
4. 超低膨胀微晶玻璃材料的应用前景由于其独特的物理和化学性质,超低膨胀微晶玻璃材料在许多领域中具有广阔的应用前景。
首先,在航空航天和精密仪器领域,超低膨胀微晶玻璃材料可以用于制造高精度的光学设备和精密仪器,如液晶显示器、太阳能电池板等。
其次,在高温工艺领域,超低膨胀微晶玻璃材料可用于制造高温燃烧室和熔融炉,提高工艺效率和能源利用率。
超低膨胀微晶玻璃纤维的制备与性能研究
超低膨胀微晶玻璃纤维的制备与性能研究摘要:本研究旨在探索制备超低膨胀微晶玻璃纤维的方法,并研究其性能。
通过合适的实验条件,成功制备出超低膨胀微晶玻璃纤维,并对其力学性能、热膨胀性能、电学性能进行了详细的测试和分析。
研究结果表明,超低膨胀微晶玻璃纤维具有出色的性能,具备广泛的应用前景。
1. 引言超低膨胀微晶玻璃纤维是一种具有非常低的热膨胀系数的纤维材料。
随着科学技术的发展,超低膨胀微晶玻璃纤维在航空航天、光学仪器、电子器件等领域得到了广泛应用。
然而,目前关于超低膨胀微晶玻璃纤维的制备方法和性能研究还相对较少。
因此,本研究旨在探索制备超低膨胀微晶玻璃纤维的方法,并对其性能进行深入研究。
2. 制备方法本实验采用熔体纤维拉拔法制备超低膨胀微晶玻璃纤维。
首先,将适量的玻璃粉末放入熔炉中,在熔化温度下加热一段时间,使其成为粘稠的熔体。
然后,将熔体通过拉拔机器拉拔成纤维,并在拉拔的过程中进行温度控制,以确保纤维的成型质量。
3. 性能测试3.1 力学性能测试为了研究超低膨胀微晶玻璃纤维的力学性能,我们使用万能材料试验机对其进行拉伸测试。
结果显示,超低膨胀微晶玻璃纤维具有较高的强度和良好的韧性,表现出优异的力学性能。
3.2 热膨胀性能测试超低膨胀微晶玻璃纤维的热膨胀性能是其重要的性能之一。
我们使用热膨胀仪对其进行测试,并与传统的玻璃纤维进行对比。
结果显示,超低膨胀微晶玻璃纤维在高温条件下,其热膨胀系数远低于传统玻璃纤维,表明其具有优良的热膨胀性能。
3.3 电学性能测试为了研究超低膨胀微晶玻璃纤维的电学性能,我们对其进行介电常数测试。
结果显示,超低膨胀微晶玻璃纤维具有较低的介电常数,表明其在电学领域有着良好的应用潜力。
4. 结果与分析通过以上测试,我们可以得出以下结论:超低膨胀微晶玻璃纤维在力学性能、热膨胀性能和电学性能方面表现出色。
首先,其力学性能优异,具有较高的强度和良好的韧性,能够承受较大的拉伸力。
其次,超低膨胀微晶玻璃纤维在高温下具有很低的热膨胀系数,适合用于高温环境下的应用。
超低膨胀微晶玻璃的制备与性能研究
超低膨胀微晶玻璃的制备与性能研究概述超低膨胀微晶玻璃是一种具有非常低热膨胀系数的先进材料。
它以其优异的物理和化学性质在光学、电子、航空航天和精密仪器等领域得到广泛应用。
本文将介绍超低膨胀微晶玻璃的制备方法及其性能研究。
一、制备方法1. 熔融法超低膨胀微晶玻璃通常采用熔融法进行制备。
首先,选取合适的原料,如二氧化硅、硼酸和碱金属氧化物等,并按照一定的配比混合。
然后,将混合物放入高温熔炉中进行熔融处理,通常温度在1400-1600摄氏度之间。
在熔融状态下,通过搅拌或拉伸等方法使玻璃形成微晶结构。
最后,将熔融玻璃迅速冷却以固化。
2. 比例尺拉伸法比例尺拉伸法是制备超低膨胀微晶玻璃的一种常用方法。
该方法利用熔融玻璃的高黏度性质,将熔融玻璃从熔融池中拉伸出来。
随着玻璃拉伸的过程,玻璃中的微晶开始形成,并沿拉伸方向排列。
通过控制拉伸速度和温度,可以调节微晶的尺寸和密度,从而获得具有超低膨胀性能的微晶玻璃。
二、性能研究方法1. 热膨胀性能测试热膨胀性能是评价超低膨胀微晶玻璃的重要指标之一。
常用的测试方法是热膨胀系数的测定。
该系数表示材料在温度变化时的尺寸变化程度。
常见的测定方法包括热膨胀仪和激光干涉仪等。
通过在不同温度下对样品的尺寸进行测量,可以得到其热膨胀系数的数值,进而评估超低膨胀微晶玻璃的性能。
2. 结构与成分分析结构与成分分析有助于了解超低膨胀微晶玻璃的内部结构和组成。
X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)是常用的技术。
XRD可以用来鉴定材料的晶型和幅度,从而确定微晶的结构特征。
SEM则可以观察微晶的形貌和分布情况,进一步研究其微结构。
3. 热稳定性测试超低膨胀微晶玻璃在高温环境下的稳定性是其应用的关键。
热稳定性测试方法通常包括热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)。
TGA可以测量材料随着温度变化的质量变化,了解其在高温下的热分解、氧化或脱附等反应。
DSC则可以研究材料的热性能,如热容量、熔点和热反应等。
超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的制备与性能研究
超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的制备与性能研究摘要:随着纳米科学的快速发展,纳米材料在各个领域中的应用日益广泛。
本文旨在研究超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的制备方法及其性能。
首先,介绍了超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的概念和应用背景。
然后,综述了不同制备方法的优缺点。
接着,详细讨论了纳米颗粒的物理特性和性能。
最后,总结了目前研究中存在的问题,并对未来的研究方向提出了展望。
1. 简介超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒是一种具有低热膨胀系数和高机械强度的材料,可应用于光学、电子、陶瓷等领域。
其微观结构由纳米晶体组成,具有许多出色的性能。
2. 制备方法2.1 化学合成法化学合成法是一种常用的制备超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的方法。
该方法通过控制反应条件和添加剂,可以得到具有良好尺寸分布和结晶度的颗粒。
然而,该方法的主要缺点是需要使用有机溶剂和高温条件,同时还可能产生有毒废物。
2.2 热处理法热处理法主要是利用高温煅烧或退火的方法制备纳米颗粒。
这种方法具有简单、经济的优势,但是颗粒的尺寸和结晶度很难控制。
2.3 气相法气相法是一种广泛应用的纳米颗粒制备方法。
通过控制气相反应条件和催化剂,可以得到具有较高纯度和较小尺寸的颗粒。
然而,该方法需要高温和高压条件,且可能存在颗粒聚集和颗粒形貌变化的问题。
3. 物理特性和性能超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒具有许多独特的物理特性和性能,如低热膨胀系数、高机械强度、优异的光学性能等。
这些特性使其在光学镜片、光纤通信等领域具有潜在的应用前景。
4.存在的问题与展望目前在超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的制备及性能研究中还存在一些问题。
首先,制备方法中晶粒尺寸和形貌的控制仍然具有挑战性,需要进一步改进。
其次,目前的研究主要集中在材料的基本性质,还缺乏对其应用性能的深入研究。
未来的研究可以重点关注制备方法的优化和改进,以及探索材料在实际应用中的性能表现。
总结:本文对超低膨胀微晶玻璃纳米颗粒的制备方法和性能进行了综述。
各种制备方法的优缺点及其对颗粒性质的影响进行了讨论,同时还介绍了该材料的物理特性和潜在应用。
超低膨胀微晶玻璃的晶体生长机制研究
超低膨胀微晶玻璃的晶体生长机制研究摘要:超低膨胀微晶玻璃(ULE)是一种具有极低热膨胀系数和优异机械性能的材料,广泛应用于光学仪器、激光系统、太空科学等领域。
本文旨在探讨ULE晶体的生长机制,包括熔体成核、晶体生长的过程,以及影响晶体生长的因素。
引言:超低膨胀微晶玻璃是一种由硅酸盐玻璃和晶体相组成的复合材料。
其具有极低的热膨胀系数,可以在宽温度范围内保持稳定的尺寸。
这种材料的出现解决了许多高精度仪器中由于热膨胀引起的误差问题,因此在光学仪器、激光系统、太空科学等领域得到广泛应用。
研究方法:为了研究ULE的晶体生长机制,我们使用X射线衍射、电子显微镜等表征手段对样品进行分析。
首先,我们制备了一系列不同成分的ULE样品,控制样品中晶体的含量和尺寸。
然后,我们通过热处理和快速冷却等方法制备样品的母液,并在一定的温度和时间条件下进行晶体生长实验。
最后,我们利用表征手段对样品的结构和性质进行分析,并总结出晶体生长的机制和影响因素。
晶体生长过程:ULE晶体的生长过程可以分为三个阶段:熔体成核、晶体生长和晶体粗化。
研究表明,晶体的成核是通过熔体中的原子或分子在高温下集聚形成的。
在适当的温度和过饱和度条件下,一些特定的晶核会优先形成,这些晶核将成为晶体生长的起点。
一旦晶核形成,晶体就会通过原子或分子的扩散通过附着在晶核上继续生长。
研究进展还发现,晶体的生长速率与温度、过饱和度、溶液成分等因素密切相关。
通常情况下,高温和高过饱和度条件下晶体的生长速率更快,而溶液中掺杂物的含量和种类也会对晶体生长速率造成影响。
影响因素:除了温度、过饱和度和溶液成分外,其他因素也会对ULE晶体的生长产生影响。
其中,熔体成分是一个重要的因素。
研究发现,熔体中的掺杂物浓度和种类对晶体的形貌和尺寸具有显著的影响。
此外,溶液的搅拌速度和热处理方式也是影响晶体生长的重要因素。
在晶体生长过程中,晶体的形貌和尺寸也是由一系列的因素综合影响的。
不同的晶体生长条件下,晶体的形貌可能会发生变化。
低热膨胀铝基复合材料的研究进展
低热膨胀铝基复合材料的研究进展①佟林松,樊建中3,肖伯律(北京有色金属研究总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心,北京100088)摘要:综述了低热膨胀铝基复合材料的研究现状,对高体积分数S iC颗粒增强铝基复合材料、锂霞石颗粒增强铝基复合材料、钨酸锆颗粒增强铝基复合材料和准晶颗粒增强铝基复合材料的研究状况进行了详细的阐述。
并对低热膨胀铝基复合材料的发展和应用进行了展望。
关键词:低热膨胀;铝基复合材料;S iC;锂霞石;钨酸锆;准晶中图分类号:T B331 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2008)03-0375-06 在某些应用领域,如航天中应用的结构件、电子封装,测量仪表、光学器件、灵敏元件、卫星天线等,往往要求材料具有较低的热膨胀系数,如15.0×10-6K-1以下,甚至10.0×10-6K-1以下,使材料在经历温度变化时能够保持尺寸稳定性。
而纯铝及绝大多数铝合金的室温热膨胀系数都在20.0×10-6K-1以上,不能满足使用要求。
铝基复合材料除了具有高比强度、高比模量、耐磨损、低密度等优点外,热膨胀系数可以调节是其相对于传统材料的又一优势。
复合材料通常可以采用两种方法调节热膨胀系数,一种方法是通过调节增强体的含量来调节热膨胀系数。
采用该种方法的典型的材料是用于电子封装领域的高体积分数SiC颗粒增强铝基(SiCpΠAl)复合材料,这类材料研究者们已经进行了大量的研究和报道,并且研究成果已经在电子封装领域获得广泛应用。
另一种方法是通过选取具有较低热膨胀系数甚至负热膨胀系数的增强体来降低铝基复合材料的热膨胀系数。
部分常见的低(负)热膨胀陶瓷如表1[1]所示。
选择这类陶瓷作为复合材料增强体时,要考虑热膨胀系数的大小、低(负)热膨胀存在的温度范围、是否各向同性以及是否与基体发生反应等因素。
目前作为复合材料增强体的有β2锂霞石、钨酸锆等。
此外,最近发现准晶颗粒具有负热膨胀系数,可以作为降低热膨胀系数的增强组元。