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轻质隔热材料用高性能发泡剂的研制及应用

瞿为民 , 李淑静 , 杨传柱 , 范志辉 , 刘辉 , 于晓燕 , 李远兵 , 李亚伟 , 赵雷

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2011.06.012

以阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、长链烷醇及水溶性天然高分子化合物F1和F2为原料,研制了两种用于泡沫法制备轻质莫来石材料的发泡剂G1和G2,系统研究了这两种发泡剂在不同加水量(每30 mL发泡剂分别加入30、40、50、60、70 mL水)条件下的发泡倍数以及所得泡沫的表面张力、显微结构及静置1、2h后的泌水量和沉陷量,并利用发泡剂G1采用泡沫法制备了轻质莫来石材料,分析了轻质莫来石材料显微结构和常规性能.研究结果表明:制得的两种发泡剂发泡性能较优异,泡沫稳定,孔径较小且均匀；以G1为发泡剂制备的轻质莫来石材料孔径分布比较均匀,大多集中在300～500 μm,且大多为闭气孔,材料的性能与国内外产品相当,但其养护和干燥工艺还需优化.

关键词: 发泡剂 , 发泡倍数 , 稳定性 , 轻质莫来石材料

锆英石对电熔镁橄榄石制品性能的影响

张文泽 , 李远兵 , 马明军 , 吴清顺 , 陈坤 , 李亚伟 , 赵雷 , 刘静静

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.03.003

以电熔镁橄榄石(5～3、3～1、≤1、≤0.088 mm)和电熔镁砂细粉(≤0.075 mm)为主要原料,添加锆英石和二氧化硅微粉来制备电熔镁橄榄石制品.研究了锆英石加入量(w)分别为1％、2％、3％、4％时对电熔镁橄榄石制品常温物理性能、抗热震性和物相组成的影响.结果表明:1)随着锆英石含量的增加,1 550℃3 h热处理后试样的常温抗折强度和耐压强度呈现增加的趋势,致密度增加,显气孔率降低,试样烧后的线变化率呈现降低的趋势；2)随着锆英石含量的增加,m-ZrO2的最强衍射峰峰值越来越强,锆英石加入量为4％(w)时,m-ZrO2的衍射峰最明显；3)随着锆英石加入量的增加,试样的抗热震性先提高后降低,适宜的加入量(w)为1％～3％.

关键词: 电熔镁橄榄石 , 锆英石 , 抗热震性 , 物相组成 , 物理性能

材料非平面部位组成与状态的原位统计分布分析表征技术

赵雷 , 贾云海 , 袁良经 , 陈玉红 , 屈华阳 , 张勇 , 李冬玲 , 王海舟

冶金分析

采用激光原位统计分布分析(Laser-OPA)技术表征非平面表面小规格样品(焊管弧形表面、船板钢厚板坯冲击试样和定向凝固镍基高温合金涡轮叶片)的成分分布情况,首次提出用二维投影含量等高图、三维形貌含量等高图等方法来表征样品非平面表面各化学元素分布状况.焊管弧形表面元素的频度-含量分布与最大偏析度的结果较吻合；对于船板钢厚板坯冲击试样,火花原位(Spark-OPA)、激光诱导击穿光谱原位(LIBS-OPA)与激光烧蚀电感耦合等离子体质谱原位统计分布(LA-ICP-MS-OPA)的元素分布情况三者一致；高温合金涡轮叶片的LA-ICP-MS-OPA结果表明,低熔点元素在多晶带区域容易析出,工艺上采用定向凝固技术能有效改善析出现象.

关键词: 激光原位统计分布分析 , 火花原位统计分布分析 , 非平面表面 , 二维投影含量等高图 , 三维形貌含量等高图 , 焊管 , 船板钢厚板坯冲击试样 , 定向凝固镍基高温合金

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

埋炭气氛下碳热、铝热、硅热还原TiO2反应的热力学分析

陈希来 , 李远兵 , 谭俊峰 , 李亚伟 , 赵雷 , 雷中兴 , 金胜利

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.01.036

通过热力学计算,探讨了埋炭气氛下碳热、铝热和硅热还原TiO2生成Ti(C,N)的可能性、生成途径、生成产物的相对稳定性以及对3种还原反应进行了对比.结果表明:埋炭气氛下,3种还原反应均可发生且生成的钛的非氧化物是以Ti(C,N)形式存在;在铝热和硅热反应中,不稳定的中间产物AlN和Al4C3会转为稳定的刚玉相,而Si3N4则转化为稳定的碳化硅或方石英;通过比较发现,碳热还原TiO2法是制备钛的非氧化物陶瓷最经济有效的方法.

关键词: 碳热法 , 铝热法 , 硅热法 , 热力学 , 埋炭气氛

镁碳质耐火材料的抗氧化研究进展

朱天彬 , 李亚伟 , 桑绍柏 , 金胜利 , 赵雷 , 李远兵 , 李淑静

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.05.018

介绍了镁碳质耐火材料的氧化机制,综合分析了近10年来镁碳质耐火材料抗氧化的研究成果,主要包括:材料表面涂釉技术、抗氧化剂直接添加技术、炭素原料涂层处理技术和复合粉体技术,并对今后镁碳质耐火材料抗氧化技术的研究发展方向提出了见解.

关键词: 镁碳质耐火材料 , 抗氧化性 , 抗氧化剂 , 涂层技术 , 复合粉体

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

不定形耐火材料中减水剂的研究及应用

赵娟 , 赵雷 , 李远兵 , 李亚伟 , 李淑静 , 金胜利 , 孔霜霜

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.05.023

针对不定形耐火材料中减水剂的重要作用,概述了减水剂的分类,减水剂与不定形耐火材料的作用机理,减水剂在不定形耐火材料中的研究及应用现状,并对其在浇注料中的发展前景进行了展望.

关键词: 减水剂 , 不定形耐火材料 , 流变性

500℃下利用UHV/CVD在Si衬底上直接生长近平面Si0.5Ge0.5层

赵雷 , 左玉华 , 李传波 , 成步文 , 罗丽萍 , 余金中 , 王启明

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.01.002

利用UHV/CVD系统,在一个相对较低的温度500℃下,研究了Si1-xGex层中的Ge含量与生长条件之间的关系,此时的Si1-xGex层处于一种亚稳的状态.并直接在Si衬底上生长制备了10个周期的3.0 nm-Si0.5Ge0.5/3.4 nm-Si多量子阱.拉曼谱、高分辨显微电镜和光荧光谱对其结构和光学性能进行的表征表明这种相对较厚的Si0.5Ge0.5/Si多量子阱结构基本上仍是近平面生长的,内部没有位错,其在电学和光学器件上具有潜在的应用.

关键词: UHV/CVD , 拉曼测量 , 光荧光 , Si0.5Ge0.5

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