液相渗硅法制备多孔Si/SiC生物形态陶瓷

榉木经高温热解转化为碳模板,通过液相渗硅反应（LSIP）,在1550℃,1.5h渗硅,1700℃排硅制备了保持木材微观结构的多孔Si/SiC陶瓷。利用X-射线衍射分析（XRD）, 扫描电子显微镜（SEM）,压汞技术对样品的物相构成、显微结构和孔径分布进行了分析,利用阿基米德法和三点弯曲法测定了多孔陶瓷的显气孔率、密度和弯曲强度。结果表明,最终产物由主晶相β-SiC和少量的Si组成;控制高温排硅时间可以得到孔隙率为16％~32％的多孔Si/SiC陶瓷,可调控其产物的相组成和力学性能。对LSIP工艺的反应机理进行了探讨。     

水和辛胺对ZnO多孔纳米块体孔道结构的影响

以ZnO纳米颗粒为原料, 分别用水和辛胺水溶液作为造孔剂, 利用溶剂热压方法制备了ZnO多孔纳米块体. 实验结果表明, 当以水作造孔剂时, 随着ZnO纳米粉/水(质量比)比值的减小, ZnO多孔纳米块体的孔径分布变宽, 比表面积和孔隙率增加; 加入辛胺后, ZnO多孔纳米块体的孔径分布变窄, 但比表面积和孔隙率略有减少. 随着辛胺用量的增加, 比表面积和孔隙率又同时呈上升趋势. 对ZnO多孔纳米块体进行的红外吸收测试结果表明, 在制备多孔纳米块体过程中, 水及辛胺基本上都从样品中逸出, 孔道中只有微量残留.     

非对称性微孔复合陶瓷膜制备技术研究

采用压制-烧结法制备多孔氧化铝陶瓷片,并采用溶胶-凝胶法在多孔氧化铝陶瓷载体上依次沉积孔径逐渐减小的氧化铝陶瓷膜、氧化锆陶瓷膜和氧化钛陶瓷膜,从而得到具有非对称性结构的多孔复合陶瓷膜。采用压制-烧结法,将粉末造粒、压制、干燥,然后烧结,可分别得到平均孔径大约为2μm,6μm,10μm的多孔陶瓷片,该多孔陶瓷片的开口孔隙率大于40%,断裂强度大于50N。以此陶瓷片作载体,经溶胶-凝胶法多次涂敷不同的溶胶,可分别得到孔径大约为200nm,400nm和600nm,厚度大约为40μm的多孔复合陶瓷膜。此多孔复合膜可作为气体及液体的过滤材料,也可以作为钯合金膜的支撑体。     

EVOH纳米纤维及其功能膜的制备与性能研究北大核心CSCD

利用熔融纺丝相分离行为制备乙烯-乙烯醇共聚树脂(EVOH)纳米纤维,并利用湿法成网的方法制备EVOH纳米纤维膜,分析表征了EVOH纳米纤维的形态、结构、结晶性能及纤维膜的形态、孔隙率、孔径大小和分布、比表面积等。结果表明:乙烯-乙烯醇共聚树脂/乙酸丁酸纤维素酯(EVOH/CAB)经双螺杆熔融挤出去除CAB后所制备的EVOH纳米纤维平均直径为162～260nm,加工条件和方法对EVOH的结构和结晶性能没有明显影响。随着纤维膜厚度增加,EVOH纳米纤维膜的孔径减小、孔径分布变窄;随着纳米纤维制备过程中EVOH/CAB体系中EVOH含量增大,EVOH纳米纤维直径增大,其功能膜的孔隙率增大、比表面积减小。     

碳化硅多孔陶瓷的制备及烧结研究

采用一种新型的造孔剂酵母粉（主要化学成分是C，H，O，N，P，S等元素）制 备碳化硅多孔陶瓷。对碳化硅多陶瓷烧制过程中化学成分的变化进行了详细的研究 ，发现浆料的分散性与甘油添加量之间存在一定的关系。选用Al_2O_3作为烧结助 剂，随着添加量的变化，碳化硅多孔陶瓷的烧结行为也有明显的不同，Al_2O_3最 佳添加量为5% - 10%。酵母粉的添加量也直接影响碳化硅多孔陶瓷的气孔率和抗折 强度。此外，烧成温度和保温时间对烧结也有很大的影响，烧成制品的化学成分随 烧成温度的不同而不同。     

高分子辅助倒相法制备聚乙烯醇多孔膜

采用高分子辅助倒相法制香了多孔的ＰＶＡ－ＰＶＡｃ膜,并测得其孔隙率,最大孔径,平均孔径及孔径分布。研究了影响这些孔特性的各种因素,在扫描电镜下考察了多孔膜的微观形态,制得的膜孔隙率可调节,孔径分布窄。     

利用溶剂热压方法制备羟基磷灰石多孔纳米固体

利用溶剂热压方法,以羟基磷灰石（HAP）纳米颗粒为原料制备了一种介于纳米粉体和纳米陶瓷体之间的过渡态——体块HAP多孔纳米固体,并用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、压汞仪和热分析（DSC和TGA）等方法对样品进行了表征,初步研究了溶剂的种类、分布均匀性等因素对HAP多孔纳米固体的孔容和孔径分布的影响,并对HAP多孔纳米固体的热稳定性进行了分析.     

磷酸钙陶瓷颗粒微纳米结构对蛋白吸附的影响

用微波烧结和常规烧结方法分别制备了4种具有纳米和微米结构的磷酸钙陶瓷, 对陶瓷的相组成、 微观结构、 粒度分布、 比表面积、 孔径分布和表面Zeta电位进行了对比分析, 并进一步采用凝胶电泳法考察了陶瓷对牛血清白蛋白/溶菌酶双蛋白的吸附行为. 结果显示, 纳米陶瓷和常规陶瓷具有相似的相组成、 颗粒分布和表面Zeta电位, 但微孔结构、 比表面积和蛋白吸附差异明显. 纳米陶瓷具有较小的晶粒尺寸和更丰富的介孔结构, 使其能吸附更多的牛血清白蛋白和溶菌酶, 表明其具有更强的生物活性.     

TiO2修饰的镍基光电极的制备及光电化学性能

通过溶胶 凝胶法，直接在导电的金属镍基上制备多孔TiO2纳米薄膜，利用STM观察电极的表面形貌，所制TiO2粒径约为20～80 nm，随着烧结温度的升高，TiO2纳米薄膜表面孔的数量增多、孔径增大.用循环伏安法分析了电极的光电化学性能，结果表明，电极的光电响应随烧结温度的升高和薄膜厚度的增加而增大.     

三维有序多孔图案化SiC陶瓷的制备

结合毛细管微模塑技术、模板技术和先驱体转化技术, 以图案化聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体为模具,以氧化硅凝胶小球为模板, 以液态聚碳硅烷(PCS)为先驱体, 经过氧化硅凝胶小球图案化模板的形成, 先驱体的渗入, 模板中先驱体的交联, 弹性模具的去除, 图案化先驱体的无机化和模板的去除, 制备了图案化多孔SiC 陶瓷.研究结果表明：所制备的图案化多孔陶瓷中, 图案的尺寸受图案化PDMS 弹性模具的控制, 球形孔的孔径可由氧化硅凝胶小球来调节. 图案化陶瓷中球形孔不仅三维有序排列, 而且由于模板中小球的相互接触形成的“窗 口”使球形孔三维贯通.     

Gelcasting preparation of porous silicon nitride ceramics by adjusting the content of monomers

The gelcasting preparation of high-performance porous Si₃N₄ ceramics by merely increasing monomer content in the slurry without other organic additives was presented, and the influences of monomer content and the ratio of monomers on gelcasting preparation of porous Si₃N₄ ceramics were investigated. The results suggest that monomer content and the ratio of monomers have great influences on the performances of green body and sintered body of porous Si₃N₄ ceramics, and the warpage and shrinkage of green body can be effectively improved by selecting reasonable the ratio of monomers. High-performance sintered body was achieved by high-performance green body. The pore size of porous Si₃N₄ ceramics is less than 1 μm, and the flexural strength and porosity are above 130 MPa and above 50%, respectively.     

掺铁碳化硅陶瓷的制备及其吸波性能

将羰基铁和液态聚碳硅烷(LPCS)反应生成的铁(Fe)溶胶与固态聚碳硅烷(PCS)混合,合成出不同Fe质量分数的PCS先驱体,然后经氧化交联和高温热解制备了不同Fe质量分数的磁性碳化硅陶瓷(Fe/SiC),系统地研究了Fe元素的引入对SiC陶瓷的组成、结构、磁性能和介电性能的影响规律。 研究发现,当Fe质量分数小于8.94%时,在热解过程中,Fe元素可以显著促进SiC_xO_y的分解,生成β-SiC,且随着Fe质量分数的增加,β-SiC的结晶峰越来越强;但随着Fe质量分数继续增加,达11.78%时,则主要生成Fe₃Si;Fe/SiC陶瓷均呈铁磁性,其饱和磁化强度随着Fe质量分数的增加而呈指数形式增加;当Fe质量分数为4.19%时Fe/SiC陶瓷在12.4 GHz具有最小的反射损耗,为-9.4 dB,同时低于-5 dB的带宽为2.4 GHz,Fe质量分数为8.94%时,低于-5 dB的带宽则为3.7 GHz,可用作良好的微波吸收材料。     

反应温度对聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷性能的影响

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体.研究了反应温度对合成的PCS的Si—H键含量、支化度、Si—Si键含量、分子量及其分布、软化点及产率的影响.研究表明,随着反应温度的提高,分子量及软化点均明显增加,分子量分布变宽,支化度升高,Si—Si键含量明显降低.当反应温度低于460℃时,Si—H键含量及产率随反应温度的升高逐渐升高,当反应温度高于460℃时,由于分子间的缩合及热交联二者逐渐降低.在反应过程中PDMS首先转化为小分子量的PCS,然后是小分子PCS分子间发生脱氢及少量脱甲烷缩合使分子量长大.当反应温度高于450℃时,PCS分子量分布出现中分子量峰,Si—Si键含量较低,在室温空气中比较稳定.     

聚铝硅烷与聚碳硅烷共混先驱体制备SiC(Al)纤维

采用聚铝碳硅烷和聚碳硅烷共混制备含铝碳化硅的先驱体,并与直接合成得到的聚铝碳硅烷进行了比较.元素分析表明,共混法能够有效控制聚铝碳硅烷中的铝含量,且共混聚铝碳硅烷先驱体Si—H键含量更高.流变性能研究表明,共混获得的聚铝碳硅烷先驱体黏流活化能从255kJ/mol降至200kJ/mol,先驱体的可纺性提高,所以原纤维的平均直径从19μm降至12μm.预氧化后聚铝碳硅烷原纤维经1800℃一步烧成可得到致密的SiC(Al)纤维;XRD研究表明,纤维中的铝起到抑制碳化硅晶粒长大的作用.     

New trend of radiation application to polymer modification — irradiation in oxygen free atmosphere and at elevated temperature

Polycarbosilane (PCS) fiber as a precursor for ceramic fiber of silicon carbide was cured by electron beam (EB) irradiation under oxygen free atmosphere. Oxygen content in the cured PCS fiber was scarce and the obtained silicon carbide (SiC) fiber with low oxygen content showed high heat resistance up to 1973 K and tensile strength of 3 GPa. Also, the EB cured PCS fiber with very low oxygen content could be converted to silicon nitride (Si₃N₄) fiber by the pyrolysis in NH₃ gas atmosphere, which was the new processing to produce Si₃N₄ fiber. The process of SiC fiber synthesis was developed to the commercial plant.

The other application was the crosslinking of polytetrafluoroethylene (PTFE). PTFE, which had been recognized to be a typical chain scission polymer, could be induced to crosslinking by irradiation at the molten state in oxygen free atmosphere. The physical properties such as crystallinity, mechanical properties, etc. changed much by crosslinking, and the radiation resistance was much improved.     

聚碳硅烷纤维的热交联研究

在无氧的情况下对PCS纤维进行热交联时 ,发现在热交联前纤维必须有一个最低的预氧化程度 ,然后通过PCS纤维自身热交联实现预氧化 ,这样可降低纤维 1 3的氧含量 ,制备性能优良的SiC纤维 .研究了低预氧化PCS纤维热交联反应的机理 ,并对引入氧在热交联中所起的作用进行了分析 .研究结果表明 ,PCS纤维能够进行热交联处理所需的最低预氧化程度为纤维氧增重 9% ;热交联的过程主要是消耗了PCS中的SiH键 ,生成SiCH2 Si键 ,形成分子间交联 ;引入的少量氧预氧化时生成SiOH键 ,热交联中发生脱水反应生成SiOSi键 ,在纤维表层形成保护层 ,保证了纤维的热交联顺利进行     

新型多孔莫来石纤维陶瓷负载La0.8Sr0.2CoO3-δ钙钛矿催化剂

 利用空气挤压排液成型法在 1250 ℃下制得了高孔隙率高热稳定性的莫来石纤维陶瓷. 这种多孔莫来石纤维陶瓷具有较均匀的孔分布,并且孔隙率高达96.22%. 以这种多孔陶瓷为载体制备了负载型La0.8Sr0.2CoO3-δ钙钛矿催化剂,该催化剂对NO氧化CO表现出很好的催化活性和稳定性. 在催化剂中掺入贵金属Pd之后,催化剂的催化活性得到了很大的提高.     

Diffusion properties of dye molecules in nanoporous TiO2 networks

The adsorption of ruthenium-dye molecules out of ethanol solution onto TiO2 particles of nanoporous TiO2 films was used to study the molecules' diffusion through these layers by means of optical absorption spectrometry. Dependent on pore size, porosity, and particle size, effective diffusion constants as low as D(eff) = 4 x 10(-9) cm2/s were deduced from the uptake curves by applying a simple model for combined diffusion and adsorption. These diffusion constants for diffusion through the nanoporous network are up to 3 orders of magnitude lower than in bulk ethanol and are discussed with respect to the properties of the nanoporous material.