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盡管采用原位反應(yīng)合成法可以制備出陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁鋰基復(fù)合材料,但遺憾的是,原位生成TiB2顆粒反應(yīng)溫度過高(大于800oC)、過程難以控制,通常TiB2顆粒為亞微米級(jí),同時(shí)會(huì)造成吸氣、氧化嚴(yán)重,且顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重、多聚集于晶界,從而導(dǎo)致所制的復(fù)合材料強(qiáng)韌化效果并不好,特別是塑性極差?;谏鲜鲈?,有必要提供一種可操作性更高、在完成納米顆??焖偬砑拥耐瑫r(shí)能有效抑制鋁鋰合金因長時(shí)間與空氣接觸所導(dǎo)致吸氫、氧化嚴(yán)重問題,并確保納米顆粒在合金中均勻分布的制備方法。
本發(fā)明提供了一種硅基負(fù)極復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用,旨在解決如何對硅碳復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)能降低硅碳復(fù)合材料體積膨脹并同時(shí)提高電池循環(huán)性能和首次循環(huán)庫倫效率的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供了一種銅/石墨烯復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明方法制備的銅/石墨烯復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、室溫導(dǎo)電率和高溫(150℃)導(dǎo)電率優(yōu)異,可廣泛用于電子電氣等工業(yè)領(lǐng)域中。
錳廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、輕工和建材等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,其中 90%的錳消耗于鋼鐵工業(yè),有“無錳不成鋼”之說。錳在煉鋼過程中既是合金元素,也是主要的脫氧劑和脫硫劑,對鋼的性能起著重要的作用。生產(chǎn)高性能優(yōu)質(zhì)鋼所需的錳主要來自于電解金屬錳和錳系鐵合金,其中電解金屬錳占 41.6%,錳系鐵合金占 50.7%。
隨著現(xiàn)代電子設(shè)備向小型化、輕量化和高性能化方向發(fā)展,對能源存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求也越來越高。特別是在移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車和智能穿戴等領(lǐng)域,對電池性能的需求不斷增長。傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池雖然已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但存在泄漏、易燃和熱穩(wěn)定性差等問題,限制了其在更廣泛高溫或極端環(huán)境下的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種表面鍍金的復(fù)合金屬粉體及其制備方法,通過氣霧化制粉和液相化學(xué)鍍覆技術(shù)相結(jié)合的工藝制備得到一種粒徑為15~50μm,金涂層厚度不到1μm的復(fù)合金屬粉體材料,該復(fù)合金屬粉體材料球形度和分散性好,且表面金包覆層均勻、致密,可廣泛應(yīng)用于制備半導(dǎo)體封裝、柔性電路、傳感器、厚膜混合電路等所用的導(dǎo)電填料,進(jìn)一步降低高端電子漿料的生產(chǎn)成本。
粘結(jié)劑噴射技術(shù)作為一種先進(jìn)的增材制造技術(shù),其核心原理融合了噴墨打印與粉末床鋪粉打印的精髓。該技術(shù)通過精準(zhǔn)控制粘結(jié)劑的噴射,直接作用于預(yù)先鋪設(shè)的粉末材料層上(如金屬、陶瓷、聚合物等),利用粘結(jié)劑的選擇性固化作用,將粉末顆粒逐層粘結(jié)并堆疊起來,形成初步的打印坯體。這一過程在室溫環(huán)境下進(jìn)行,避免了固液相轉(zhuǎn)變及其伴隨的熱量轉(zhuǎn)移問題,從而有效消除了殘余應(yīng)力與熱應(yīng)力累積的可能性,顯著提升了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性和加工精度。
理論上,氮化鋁的熱導(dǎo)率為320W/(m·K),但是氮化鋁粉體易在空氣中發(fā)生水解,氧雜質(zhì)在燒結(jié)過程中擴(kuò)散進(jìn)入氮化鋁晶格,造成氮化鋁陶瓷導(dǎo)熱性能的降低,實(shí)際生產(chǎn)出的氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率一般在180W/(m·K)以下。氮化鋁陶瓷的抗彎強(qiáng)度僅在300~390MPa之間,不能滿足微電子封裝產(chǎn)業(yè)的需求,限制了氮化鋁陶瓷的應(yīng)用范圍。目前,開發(fā)新的方法制備高導(dǎo)熱、高抗彎強(qiáng)度氮化鋁陶瓷具有重要的意義。
為降低硅碳材料的膨脹及其提升功率性能,本發(fā)明提供了一種低膨脹、高功率鋰-銀共摻雜納米硅碳復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。
在眾多金屬基體中,鎂-過渡金屬-稀土合金被認(rèn)為是一種可用于制備高強(qiáng)韌鎂基復(fù)合材料的基體,然而,目前通常采用傳統(tǒng)鑄造方法制備鎂基復(fù)合材料,得到的復(fù)合材料晶界上容易分布網(wǎng)狀的塊體LPSO析出相,阻礙界面上載荷的傳遞,影響復(fù)合材料的韌性;晶內(nèi)針狀LPSO相平行排列,具有明顯的擇優(yōu)取向,使復(fù)合材料的織構(gòu)取向明顯,影響復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用。
]近年來,電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航和電網(wǎng)儲(chǔ)能需求的穩(wěn)步增長不斷挑戰(zhàn)著鋰離子電池的能量極限。其中,用高容量材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)石墨負(fù)極是實(shí)現(xiàn)更高能量密度鋰離子電池最有前途的方法。硅負(fù)極因其高理論容量(Li4.4Si為4200 mAh g-1,比石墨高10倍)、適中的電壓平臺(tái)(0.4 VvsLi+/Li)、儲(chǔ)量豐富和環(huán)境友好等優(yōu)勢,被認(rèn)為是極具競爭力的候選材料。然而,由于(脫)鋰化過程中的巨大體積波動(dòng),使得硅負(fù)極遭受嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)退化和固體電解質(zhì)界面(SEI)的不穩(wěn)定。
輕質(zhì)高強(qiáng)的碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(CFRP)在碳達(dá)峰和碳中和的國家戰(zhàn)略中展現(xiàn)出重要的研究價(jià)值,提高復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度是重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。針對碳纖維表面浸潤性差和力學(xué)性能轉(zhuǎn)化率低的問題,簡述了CFRP界面增強(qiáng)理論和碳纖維表面處理方法,重點(diǎn)闡述了氧化法、化學(xué)接枝和涂層法,用物理或化學(xué)手段提高復(fù)合材料力學(xué)性能。此外,從熱固性樹脂和熱塑性樹脂兩種基體材料的各自性能特點(diǎn)分析了碳纖維與樹脂基體適配性的問題,提出了不同的解決方案。
本發(fā)明公開了一種復(fù)合電解質(zhì)材料及其制備方法和應(yīng)用,其中,一種復(fù)合電解質(zhì)材料包括:高熵?zé)o機(jī)電解質(zhì)材料、聚合物材料以及金屬鹽,其中高熵?zé)o機(jī)電解質(zhì)材料的化學(xué)式為AxD1?xE,其中,0<x<1,A選自IA中的至少一種金屬元素,或選自IA和/或IIA中的至少一種金屬元素;D選自Mg、Co、Ni、Cu和Zn五種元素,或D選自IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB或IIB族中的至少五種金屬元素;高熵?zé)o機(jī)電解質(zhì)材料的質(zhì)量含量為30%至80%;本發(fā)明的復(fù)合電解質(zhì)材料,兼具高離子電導(dǎo)率和柔性的復(fù)合電解質(zhì)材料,特別地,該復(fù)合電解質(zhì)材料能夠作為固態(tài)電解質(zhì)膜用于固態(tài)電池中,表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在固態(tài)電池領(lǐng)域具有巨大的商業(yè)實(shí)用價(jià)值。
由于泡沫鋁材料質(zhì)輕、強(qiáng)度高、減震吸能性好,可廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、建筑機(jī)械、冶金化工、電子通訊、航天航空和軍事工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。
該方法是在輕鈣現(xiàn)有生產(chǎn)線基礎(chǔ)上,在碳化工序環(huán)節(jié),待氫氧化鈣(CaOH)漿料與通入的二氧化碳(CO2)氣體反應(yīng)生成碳酸鈣(CaCO3)接近85%時(shí),將外購的鈦白粉(TiO2)漿料加入,外加耦合劑、包膜劑,控制pH值、溫度、濃度、加料速度等參數(shù),使TiO2顆粒先與待成型的碳酸鈣顆粒鑲嵌后再包覆,最終生成復(fù)合鈦白。
發(fā)明兼具強(qiáng)韌與耐磨的陶瓷顆粒增強(qiáng)鋼鐵基表層復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及復(fù)合材料復(fù)合層蜂巢狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了破碎機(jī)破碎壁、襯板、磨輥等典型大型耐磨構(gòu)件(單重0.5-10 噸)鋼鐵基復(fù)合材料產(chǎn)品的制備。
選用合適的金屬磁性粉末,如純Fe、FeSi、FeSiAl、FeNi、FeSiCr以及非晶納米晶粉末,采用耐高溫絕緣性好的金屬氧化物作為絕緣劑,通過化學(xué)方法進(jìn)行絕緣包覆處理金屬磁性粉末,所獲得的絕緣層均勻而薄,保證了粉末具有高的電阻率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。采用該包覆粉末制備的高性能低損耗鐵基軟磁復(fù)合材料,具有磁導(dǎo)率高、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高、渦流損耗和總損耗低等特點(diǎn)。作為磁芯部分,廣泛應(yīng)用于新能源汽車、電機(jī)、冶金、國防等領(lǐng)域的電感器、變壓器、扼流圈、適變器、電源開關(guān)、電機(jī)定子中。
考慮鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)每年都要停車檢修亞鐵真空結(jié)晶器,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了整體玻璃鋼真空亞鐵結(jié)晶器
目前太陽能熱發(fā)電和工業(yè)余熱回收利用過程中對蓄熱密度高的高溫相變蓄熱材需求量巨大,然而傳統(tǒng)的相變蓄熱材料如金屬和熔融鹽在高溫熔融狀態(tài)的腐蝕性極強(qiáng),因而對容器有苛刻要求,導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。我們研發(fā)的微米狀態(tài)核殼結(jié)構(gòu)相變復(fù)合蓄熱材料采用陶瓷材料做殼,采用熔點(diǎn)可變的金屬及其合金作為核,制備成20-40微米的小球,金屬核的相變過程由耐腐蝕極強(qiáng)的殼層保護(hù),吸放熱使用過程中對周圍環(huán)境沒有腐蝕性,極大地提高的材料的實(shí)用性,具有蓄熱密度高、蓄放熱迅速、成本低廉和穩(wěn)定性高的熱點(diǎn)。
銅/鋁、鋼/鋁、鈦/鋼、鋼/銅等層狀復(fù)合材料是現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要新材料,由于其兼具兩種不同金屬材料的性能優(yōu)勢,成為節(jié)約貴金屬、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化和提升材料綜合性能的有效途徑,可滿足在多場甚至極端服役條件下應(yīng)用需求。爆炸復(fù)合和固相軋制復(fù)合是目前工業(yè)常用的成形工藝,但在生產(chǎn)覆層金屬厚度薄、組元塑性差異懸殊的復(fù)合材料時(shí),往往會(huì)遇到諸多難以突破的技術(shù)問題。
高溫箱式電阻爐設(shè)計(jì)用于電子元件、陶瓷粉料的預(yù)燒、燒結(jié),亦可作為其它陶瓷產(chǎn)品、稀土元件、磁性材料等的燒成之用。爐體全部采用全纖維輕質(zhì)材料隔熱保溫,日本進(jìn)口智能64段程序溫控儀控制;具有升降溫速率調(diào)整范圍大,生產(chǎn)效率高,節(jié)能等特點(diǎn),設(shè)備外型美觀,非常適合于科研單位小批量生產(chǎn)或產(chǎn)品工藝摸索之用。
針對固體廢棄物種類繁多、成分復(fù)雜、區(qū)域性差異大,多為剛性無機(jī)粒子,高值化利用技術(shù)難度大,特別是成型過程困難等,本項(xiàng)目采用化學(xué)—物理雙重改性技術(shù),對粉煤灰除鐵、毛細(xì)管吸附石蠟和表面包覆SiO2三步法工藝,提高粉煤灰的白度和近紅外反射率,降低其吸水率,并通過堿焙燒法提取CaSiO3和Al(OH)3等獲得改性粉煤灰,實(shí)現(xiàn)粉煤灰結(jié)構(gòu)與性能穩(wěn)定性可控,達(dá)到化學(xué)改性目的。
摘要: 通過電紡技術(shù)與溶劑熱方法的相結(jié)合,制備了BiOI納米片/TiO2納米纖維復(fù)合異質(zhì)結(jié)構(gòu)(BiOI/TiO2)。BiOI納米薄片在電紡TiO2納米纖維表面密集均勻地復(fù)合,所得復(fù)合結(jié)構(gòu)具有較高的活性面積和分立結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出較強(qiáng)的可見光催化活性。實(shí)驗(yàn)證明,BiOI/TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的可見光催化活性明顯優(yōu)于純的TiO2納米纖維和BiOI納米薄片。此外,由于BiOI/TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)所具有納米纖維網(wǎng)氈結(jié)構(gòu),使其在污水處理領(lǐng)域展現(xiàn)了潛在的應(yīng)用價(jià)值。
摘要: 利用冷凍干燥法制備了純海藻酸鈣(CA)和氧化石墨烯/海藻酸鈣(GO/CA)復(fù)合薄膜材料。采用掃描電子顯微鏡和傅里葉變換紅外光譜儀對材料的表面形貌和化學(xué)特性進(jìn)行表征。研究了GO與CA重量百分比、接觸時(shí)間、吸附劑加入量、溫度和溶液pH等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對GO/CA薄膜吸附亞甲基藍(lán)(MB)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:GO的加入有助于提高復(fù)合材料的吸附容量,GO的重量百分比為20%時(shí),復(fù)合薄膜對MB的吸附容量達(dá)到187.5 mg/g,吸附平衡時(shí)間大約為600 min,隨著吸附劑加入量從5增加到35 mg,MB的去除率由87.1%增至99.1%,說明GO/CA薄膜是一種良好的MB吸附材料。
摘要: 碳化硅因其高硬度和良好的耐磨性而成為一種重要磨料。在碳化硅制備過程中往往會(huì)產(chǎn)生一些超細(xì)的碳化硅粉體,無法達(dá)到磨料使用要求。本文以所制備的硅鋁溶膠作為粘結(jié)劑與碳化硅微粉進(jìn)行混合、制粒、燒結(jié),以獲得可用作磨料的碳化硅粉體。通過激光粒度、XRD、SEM對樣品進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn):硅鋁溶膠作為結(jié)合劑能有效結(jié)合碳化硅微粉,增大碳化硅顆粒粒徑。硅鋁溶膠濃度和燒結(jié)溫度對樣品粒徑均有一定影響,溶膠濃度和燒結(jié)溫度升高可以增大樣品的粒徑,但濃度過高對于粒徑增加有限反而影響制粒,在溶膠濃度為10 wt%、燒結(jié)溫度1300℃達(dá)到最優(yōu)效果。
摘要: 采用真空熱壓法原位形成強(qiáng)化相Al2O3,制備出Al2O3顆粒增強(qiáng)Ti2AlN基復(fù)合材料。本文采用金相顯微鏡,掃描電鏡,透射電鏡分析了熱壓態(tài)復(fù)合材料的微觀組織,采用x-射線衍射分析(XRD)分析了熱壓態(tài)復(fù)合材料的相組成。制備的Al2O3/Ti2AlN復(fù)合材料由熱力學(xué)穩(wěn)定的α-Al2O3相和Ti2AlN相組成,其中Al2O3顆粒彌散分布在連續(xù)的Ti2AlN基體里。Al2O3相的體積分?jǐn)?shù)為40% ± 5%,呈等軸狀,顆粒尺寸分布在500 nm~2 μm之間,平均為1 μm左右。Ti2AlN相晶粒為盤狀,厚度大約是100 nm,長度在0.5~2 μm之間,平均幾何尺寸0.3 μm左右。
摘要: 石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能、高導(dǎo)熱系數(shù)和低密度,被公認(rèn)為金屬基復(fù)合材料(MMC)的理想增強(qiáng)材料。本文綜述了石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法,歸納了粉末冶金法、攪拌鋳造法及其他多種方法的研究現(xiàn)狀。重點(diǎn)討論了不同制備方法對石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織和性能的影響。并對石墨烯增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的工業(yè)化應(yīng)用前景作了展望。
摘要: 我國是鋁塑復(fù)合材料消費(fèi)量最大的國家之一,但其回收率卻很低。本研究以綠色無污染、高酸性的磷鎢酸作為鋁塑分離劑,考察了磷鎢酸濃度、液固比、分離溫度對鋁塑分離時(shí)間和鋁塑損失率的影響。研究結(jié)果表明,磷鎢酸是一種優(yōu)異的分離劑,在濃度為0.6 mol/L,液固比為300 L/kg,分離溫度為90℃條件下,鋁塑完全分離時(shí)間為32 min,鋁塑損失率為12.9%。開發(fā)低揮發(fā)性且綠色環(huán)保的固體雜多酸有望成為實(shí)現(xiàn)鋁塑高效分離回收的新型分離劑。
利用Al-La2O3的原位反應(yīng)和粉末冶金工藝制備出(Al11La3+Al2O3)/Al復(fù)合材料。結(jié)果表明,高能球磨和高溫?zé)Y(jié)促進(jìn)了原位反應(yīng),使Al與La2O3充分反應(yīng)并制備出致密無缺陷的材料。對其微觀組織的分析表明,微米Al11La3和納米Al2O3顆粒均勻分散于基體之中。這種復(fù)合材料的室溫抗拉強(qiáng)度為328 MPa、延伸率為10.5%,350℃的高溫抗拉強(qiáng)度為119 MPa、延伸率為10.2%。與傳統(tǒng)Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐熱鋁合金相比,本文的制備的(Al11La3+Al2O3)/Al復(fù)合材料其高溫抗拉強(qiáng)度提高了大約20%。這種材料的室溫強(qiáng)化機(jī)制源于Al11La3和Al2O3的位錯(cuò)強(qiáng)化和載荷傳遞強(qiáng)化,而高溫強(qiáng)化機(jī)制則源于Al2O3的晶界釘扎。
使用不同粒徑的SiC和亞微米Al2O3添加劑制備重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅并表征其物相組成、微觀形貌、孔徑分布和耐壓性能,研究了亞微米Al2O3對重結(jié)晶碳化硅的作用機(jī)制。結(jié)果表明,在亞微米Al2O3作用下,重結(jié)晶碳化硅的燒結(jié)過程可分為液相燒結(jié)和重結(jié)晶燒結(jié)兩個(gè)階段。在液相燒結(jié)過程中高活性的亞微米Al2O3促進(jìn)了液相的形成,使SiC的傳質(zhì)方式由擴(kuò)散傳質(zhì)演變?yōu)檎承粤鲃?dòng)傳質(zhì)。在重結(jié)晶燒結(jié)溫度SiC的傳質(zhì)以蒸發(fā)-凝聚為主,形成含鋁氣相并與SiC固溶促進(jìn)了6H-SiC向4H-SiC晶型的轉(zhuǎn)變。引入亞微米Al2O3后,重結(jié)晶碳化硅材料的孔徑分布由單峰分布轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾宸植?其中孔徑較小的特征峰對應(yīng)重結(jié)晶燒結(jié)形成,而較大孔徑的特征峰則來源于液相燒結(jié)的形成;同時(shí),隨著保溫時(shí)間的延長SiC晶粒生長發(fā)育更為完全,由不規(guī)則顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)檩^規(guī)則六方結(jié)構(gòu)。但是,體積密度的下降、SiC晶粒尺寸不均一以及材料孔徑的多峰分布使其耐壓強(qiáng)度降低。
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