纳米陶瓷多空微粒绝热节能材料涂层技术

纳米陶瓷多空微粒绝热节能材料涂层技术
纳米陶瓷多空微粒绝热节能材料涂层技术

纳米陶瓷多空微粒绝热节能材料涂层技术

一、技术名称:纳米陶瓷多空微粒绝热节能材料涂层技术

二、适用范围:通用于油气储存设备、运输设备、生产设备等

三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状:

油品储存温度愈高,且罐内温差愈大时,油料蒸发愈严重。在相同温度和密封条件下储存同一种汽油,装油量为油罐容积20%时的蒸发损失比装油量为油罐容积95%时大8 倍;油罐的密封程度对蒸发损耗也有影响,一座5000m3油罐,因孔盖不严密引起自然通风,一个月内可损失汽油53×103kg,损失原油28×103kg;储油罐大小呼吸损耗,大呼吸次数愈多,油料蒸发损耗愈大。在蒸发损耗中,小呼吸损失约占10%。有关资料表明:一座10000m3地上金属罐储存汽油,每年小呼吸损失可达117 吨,损失率为1.7%。

四、技术内容:

1.技术原理

采用纳米级的多空陶瓷微粒为主要原料,该产品具有低导热系数(k=0.0159)及高辐射率(88%)、高反射率(97%)等特点。将该产品喷涂到设备表面,使设备表面热辐射及红外温度迅速反射及辐射掉,不会或减低形成温度场。

2.关键技术

纳米陶瓷多空微粒绝热技术、附加复合防腐性能设计、水性环保涂料工艺、超长耐老化及使用年限、具有耐高温性能及防静电设计等。

3.工艺流程

设备表面处理清洁后,直接将该产品按0.25mm 厚度用无空气喷涂机按序喷涂,喷涂两遍后喷涂保护面漆,使得设备表面长时间洁净,降低表面温度。

五、主要技术指标:

导热系数:0.110W/mk,耐酸性(53%HCl 溶液):168 小时无异常;耐碱性(20%NaOH):300 小时无异常;防水性:(0.3MPa,0.5h):不透水;环保:不含可溶性铅、镉、铬、汞等重金属,不含苯,游离甲醛含量低于指标要求;抗老化:有超常使用年限。

六、技术应用情况:

该技术通过国家建筑科学院建筑材料鉴定中心的全项检测,已在我国塔里木油田、吐哈油田野营房和储油罐、中东地区80%的油罐及相关油田设备上得到推广应用。

七、典型用户及投资效益:

典型用户:塔里木油田、吐哈油田油气储罐及野营房

1)吐哈油田油库、甲醇厂、采油厂等油气储罐、野营房。建设规模:超过8 万m2储罐及设施绝热改造。主要改造内容:95 套原油、成品油等储罐及设施采用0.6mm 厚的涂料涂层,将环境中的大部分日照热量反射或辐射出去,降低罐体表面温度,减少“呼吸”现象所逸出的油气。节能技改投资额1865 万元,建设期4 个月。节能量:1 万m2原油储罐(环境温度31.5℃时)减少损耗0.113t/d,500 m2 溶剂油储罐(环境温度21℃时)减少损耗0.015t/d,2000 m2石脑油

储罐(环境温度20.7℃时)减少损耗0.15t/d,250 m2柴油储罐(环境温度21℃时)减少损耗0.0005t/d。每年总计可减少2596t 原油、52t 凝析油、434t 汽油和46t 溶剂油的损耗,折合4484tce,取得节能经济效益708 万元,投资回收期2.5 年。

2)建设规模:8 套、264 间野营房绝热改造。主要改造内容:对钻井队的8 套共264 间生活营房喷涂绝热保温涂料以降低夏季室内温度。节能技改投资额500 万元,建设期3 个月。全年可节电370 万kWh,折合1235tce,取得节能经济效益220 万元,投资回收期2.5 年。

八、推广前景和节能潜力:

该技术在石油石化工业、海上采油设备的绝热、防腐、防盐雾等方面的应用可取得显著节能效果,油田装备、野营房、石油/天然气管道、铁路/公路油料运输车,采油场温度敏感设备器材等均是该产品的潜在市场,应用领域广泛。预计到2015 年,该技术可推广到40%,形成10 万tce/a 的节能能力。

纳米陶瓷涂层的典型应用领域

纳米陶瓷涂层的一些典型应用领域: 飞机发动机、燃气轮机零部件: 热障涂层(TBC)被广泛地应用在飞机发动机、涡轮机和汽轮机叶片上,保护高温合金基体免受高温氧化、腐蚀,起到隔热、提高发动机进口温度和发动机推重比作用的一种陶瓷涂层材料。8YSZ材料被用做热障涂层材料在军用发动机已应用几十年了,它的缺点是不能突破1200o C的使用温度,但现在军用发动机的使用温度已经超过1200o C,因此急需材料方面的突破。另外,地面燃气轮机的热障涂层材料基本受制于国外,也亟待国产化。国内外研究指出含锆酸盐的双陶瓷热障涂层被认为是未来发展长期使用温度高于1200o C的最有前景的涂层结构之一。用纳米结构锆酸盐粉体喂料制备的纳米结构双陶瓷型n-LZ/8YSZ热障涂层的隔热效果明显好于其它现有涂层,与相同厚度的传统微米结构单陶瓷型8YSZ 热障涂层相比,隔热效果提高了70%。而且,纳米结构的双陶瓷型涂层具有比其它两种涂层层更好的热震性能。 军舰船舶零部件: 纳米结构的热喷涂陶瓷涂层早已广泛应用于美国海军装备(包括军舰、潜艇、扫雷艇和航空母舰)上的数百种零部件。纳米结构陶瓷涂层的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、热震抗力等均比目前国内外商用陶瓷涂层材料中质量好、销量大的美科130涂层的性能显著提高。有着高出1倍的韧性,高出4-8倍的耐磨性,高出1-2倍的结合强度和抗热震性能和高出约10倍的疲劳性能。表1给出了纳米结构的热喷涂陶瓷涂层在美国海军舰船上的一些典型应用。 表1 一些美国海军舰船上应用的热喷涂纳米Al2O3/TiO2陶瓷涂层 零部件船上系统基体材料使用环境 水泵轴储水槽NiCu合金盐水 阀杆主柱塞阀不锈钢蒸汽 轴主加速器碳钢盐水 涡轮转子辅助蒸汽碳钢油 端轴主推进发动机青铜盐水 阀杆主馈泵控制不锈钢蒸汽 膨胀接头弹射蒸汽装置CuNi合金蒸汽 支杆潜艇舱门不锈钢盐水 流量泵燃料油碳钢燃料油 柴油机、工程机械零部件: 高性能纳米结构陶瓷涂层可以大幅度提高材料或零部件的硬度、韧性、耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性能,因此可广泛应用于柴油发动机、工程机械等领域。如缸体、泵轴、机轴、曲轴、凸轮轴、轴瓦、连杆瓦、柱塞、阀杆、阀座、液压支杆、缸盖、活塞销、活塞和活塞环等零部件。如:纳米陶瓷涂层来大幅度提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性;纳米陶瓷涂层用于活塞无疑会是最具有高性价比的工艺技术;纳米陶瓷涂层将给与主轴瓦及连杆瓦以更高的强度、硬度和韧性,显著提高其耐磨性能,极大地减小曲轴的磨损、有效地防止烧瓦、抱瓦及烧

微纳米粉体表面包覆技术的应用研究

微纳米粉体表面包覆技术的应用研究 当前社会发展背景下,新的科学技术不断出现,新一代纳米技术的进步,使微/纳米颗粒以其特有的宏观量子隧道效应以及小尺寸效应等众多的应用优点引起人们的高度关注。 微/纳米粉体表面有机包覆技术的应用 有机包覆技术应用过程中的自组装技术分析。自组装技术是通过静电作用使溶液中的高分子单体自由吸附于胶体 颗粒以及将带有相反电荷的高分子过饱和溶液中的高分子 自由单体进行洗涤和离心分离。一般而言,可以采用高分子电解质对可分解的球形聚合物模板进行修饰,从而使其表面中带有静电,然后将二氧化硅粒子与吸附纳米级的金粒有效吸附,然后经过离心运动多次循环往复洗涤分离,最终获得致密而且均匀的多层包覆膜。另外,还可采用两步组装技术对聚合物中的电解质进行包覆组装,将经过有效组装包覆的基体置于悬浮溶液中,悬浮液中的粒子在受到表层聚合电解质作用就会不断下沉,从而制备成完整的多层超薄膜。该技术具有操作简便的优点,而且在实际的操作中不需过多特殊的操作设备。因此这种技术可以逐渐朝着实用化以及功能化方向发展。 有机包覆技术应用过程中的聚合物包裹技术分析。聚合物包裹法主要是将单体在纳米颗粒中的聚合物经过纳米颗

粒以及聚合物的作用使其成功得到包裹,这种包裹方式与自组装包裹技术相比,具有很好的分散性,而且相对于上一种包裹技术,操作过程更加简单,有广泛的适用面,不仅可以实现在无机粒子中进行包裹,而且可以实现在有机粒子中进行包裹。通常适用于一些形状不太规则的粒子包裹过程中,但是其也具有一定的包裹局限性,例如这种包裹法会导致核粒径在高分子的聚合物母体中产生严重的团聚现象。 有机包覆技术应用过程中的微胶囊化改性技术分析。微胶囊化改性技术是指在颗粒子的表层中覆盖一层厚膜,从而使颗粒表面受到良好的屏蔽作用和保护作用。主要的应用优点是具有良好的稳定性与吸光率。 微/纳米粉体表面无机包覆技术的应用 无机包覆技术应用过程中的气相包覆技术分析。这种技术是利用气体或者其它的手段使壳层物转化为一种气体,这种气体经过化学反应或者物理反应使纳米颗粒被有效包覆。这种包覆技术所制备的复合粉体尽管纯度高、组分易于控制、团聚少,但是这种包覆技术在实际应用过程中对包覆设备的要求很高,因此不利于其广泛推行应用。 无机包覆技术应用过程中的固相包覆技术分析。与有机包覆技术相比,无机包覆技术主要是采用其它机械设备以及混料设备、研磨设备对固相材料进行机械处理从而得到微/ 纳米包覆粉体,这一包覆技术可以有效缓解包覆电离子在充

二氧化硅包覆的微纳米材料的制备与应用

第45卷第10期 2017年10月 硅 酸 盐 学 报 Vol. 45,No. 10 October ,2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.360docs.net/doc/c310215367.html, DOI :10.14062/j.issn.0454-5648.2017.10.05 二氧化硅包覆的微纳米材料的制备与应用 张建峰1,赵春龙1,童 晶1,涂 溶2 (1. 河海大学力学与材料学院,南京 211100;2. 武汉理工大学,材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070) 摘 要:核壳粒子作为一种新型的微纳米材料,在电学、生物学、磁学、光学以及催化学等不同领域表现出优异的性能,已经引起了国内外学者极大的兴趣和关注。经过近30年的发展,由于二氧化硅具备非凡的性能使其成为了此领域研究最为广泛的包覆材料,进而产生了大量二氧化硅包覆不同粒子的有效方法。综述了几乎所有用来制备二氧化硅包覆材料的方法及这种材料在不同领域兴起的应用,总结了不同包覆方法的优缺点,并对其发展前景进行了简要阐述。 关键词:核壳材料;二氧化硅包覆;制备;应用 中图分类号:TB383 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2017)10–1410–11 网络出版时间:2017–07–14 11:38:40 网络出版地址:https://www.360docs.net/doc/c310215367.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20170714.1138.006.html Silica-Coated Micro- and Nano-materials: Synthesis and Applications ZHANG Jianfeng 1, ZHAO Chunlong 1, TONG Jing 1, TU Rong 2 (1. College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 211100, China; 2. State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China) Abstract: Core/shell particles, as a new micro/nano-material, have attracted much attention since these particles exhibit superior properties in different fields like electronics, biology, magnetism, optics, and catalysis. For almost 30-year development, silica becomes one of the most intensively investigated coating materials due to its superior properties, resulting in many preparation methods for silica coating on different particles. This review provided an overview of almost all the strategies to synthesize silica-coated materials and their emerging applications in different fields, and summarized the advantages and disadvantages of different methods. In addition, its prospect of future development was also described. Keywords: core/shell materials; silica coating; synthesis; applications 纳米材料具备一些区别于相同化学元素形成的其它物质材料的特殊物理或化学特性(如小尺寸效应、表面效应、量子效应等),一直是学术界研究的热门领域。随着纳米科学和技术的深入发展,人们对纳米材料的制备、性质、应用提出了更广、更高的要求。单一物质的纳米微粒体系的性质是有限的,集中物质组装的纳米结构复合体系往往具有更优异的性质。将两种及两种以上的材料在纳米尺度上复合或包覆形成纳米尺度的有序组装结构,是更高层次的复合纳米结构。这种结构可以产生单一纳米粒子无法获得的多种新性能,具有比单一纳米粒子更广的应用,因此受到广泛的重视。其中,核壳结构作为一种新型的复合结构研究最为广泛,根据“核”与“壳”这两组分材料的性质划分,可以将核壳材料分为4类:无机/无机、无机/有机、有机/无机和有机/有机核壳材料[1]。正是由于“核”材料的表面活性中心被适当的“壳”所改变,常常表现出不同于模板“核”的性能。通过选用所需的“核”“壳”材料,运用适当的制备方法,能制备出满足不同应用需求的核壳材料。通过图1的统计数据可以发现 收稿日期:2017–05–21 。 修订日期:2017–06–13。 基金项目:国家自然科学基金(51372188);江苏省自然科学基金 (BK20161506);材料复合新技术国家重点实验室开放基金(2016-KF-8)。 第一作者:张建峰(1978—),男,博士,教授。 Received date: 2017–05–21. Revised date: 2017–06–13. First author: ZHANG Jianfeng (1978–), male, PhD., Professor. E-mail: jfzhang@https://www.360docs.net/doc/c310215367.html,

现代桥梁钢结构防腐涂层体系设计

现代桥梁钢结构防腐涂层体系设计 发表时间:2019-06-28T16:32:24.130Z 来源:《防护工程》2019年第2期作者:王新峰窦威 [导读] 钢结构是现代桥梁重要的基础结构,也是桥梁主要的承力结构,钢结构所具备的力学性能和质量,直接决定了桥梁的运行安全。中交世通(重庆)重工有限公司重庆市 402160 摘要:钢结构是现代桥梁重要的基础结构,也是桥梁主要的承力结构,钢结构所具备的力学性能和质量,直接决定了桥梁的运行安全。桥梁钢结构腐蚀是威胁钢结构安全性能和承力性能的主要因素,加强对桥梁钢结构相关防腐涂层体系的科学设计,优化钢结构防腐涂层整体的防腐效果,对于维持桥梁长期的运行安全和稳定具有重要意义。 关键词:现代桥梁;钢结构;防腐涂层;涂层体系设计 引言:随着我国经济的不断发展,科技的不断进步,基础设施建设更加完善,钢结构桥梁在国内大规模的发展建设,其中钢结构桥梁腐蚀问题是影响桥梁本身的安全性能,使用寿命的重要因素,因此我们针对钢结构桥梁防腐经常出现的问题,在钢结构桥梁防腐施工工艺等方面提出技术措施,才能更好地解决并提升桥梁钢结构防腐施工工艺水平,延长钢结构桥梁的使用寿命。 1桥梁钢结构防腐涂层体系的一般设计原则分析 就现代桥梁建筑而言,其钢结构防腐涂层体系的设计,是一项系统、复杂的工作,需要根据不同桥梁所处的环境和条件,并联系不同涂层部位特殊的防腐需求,有选择、有针对性地进行涂层体系设计,在保障防腐涂层防腐性能达标的基础上,还需尽量满足防腐涂层体系设计的经济性、环保性要求,综合提高防腐涂层体系设计的科学性和合理性。 1.1立足于实际环境进行防腐涂层体系设计 现实生活当中,桥梁建筑多处于露天的环境下运行,桥梁钢结构也大多直接裸露在大气环境当中,如钢结构金属材料表面直接与大气环境中的水分和腐蚀因子接触,就会发生电化学腐蚀,进而威胁钢结构的安全性能。同时,钢结构所处环境的污染情况,也会对钢结构的腐蚀速率和腐蚀严重程度,造成直接的影响。具体来说,在进行防腐涂层体系设计时,相关设计人员需重点加强对于气候环境和微环境的关注,前者需考虑到不同地区的差异性气候变化要求,根据气候造成的湿度变化进行反复涂层设计;后者则要从微观的角度,侧重于钢结构局部环境以及微环境下的腐蚀设计,综合大气环境污染变化和局部温度、湿度变化,提高涂层设计整体的科学性和实效性。 1.2针对不同钢结构部位进行差异性的涂层设计 随着社会经济和科学技术不断发展,现代桥梁的结构和功能愈发复杂,不同位置、不同功能的钢结构部位,对于防腐涂层体系设计也有着不同的要求。对于部分裸露在户外环境中的钢结构来说,自然环境中的雨水、日照、气体污染物以及环境温度、湿度的变化,是决定钢结构是否发生腐蚀、腐蚀速率快慢以及腐蚀严重程度的关键因素;但对于处于桥梁结构内部的钢结构来说,由于该环境的相对湿度较高、通风条件较差,其很少会受到外部环境因素的腐蚀影响,多是内部冷凝作用导致的腐蚀问题。因此,相关设计人员必须体现出钢结构防腐涂层的设计差异性,以提高设计整体的科学性和实效性;目前,我国相关标准规范中,将桥梁钢结构对应的涂层部分分为七类,具体分类如下:一,钢结构外表面;二,封闭环境下的钢结构表面;三,非封闭环境下的钢结构表面;四,钢结构的钢桥面;五,水下及干湿交替区域的钢结构;六,具有防滑要求的钢结构摩擦面;七,其他钢结构附属钢材构件表面,常见构件有灯座、扶手护栏等。 1.3合理控制防腐涂层的使用寿命 我国相关标准规范中,主要将钢结构防腐涂层保护年限分为普通型和长效型两种,前者需满足连续使用10~15年的年限要求,后者则需要满足连续使用15~25年的年限要求。近几年,我国科学技术发展迅速,尤其是新型漆材料以及新型涂层喷涂技术的研发,有效提高了钢结构防腐涂层的使用性能和有效年限,如富锌底漆、氟碳面漆、聚硅氧烷漆等新型材质,以及热喷锌、热喷铝等新型技术的应用,已经将钢结构防腐涂层的有效使用年限延长至20~25年,进一步保障了桥梁钢结构的运行安全。 2钢结构桥梁维护工艺及依据 2.1钢结构桥梁底漆材料选择新旧涂层的有效切合 对原来钢结构桥梁原涂层进行清理是修复过程中一个重要的工序,原涂层如果不能及时清理干净,会对以后钢结构桥梁表层修复时候造成一定的影响。必须及时清理掉原涂层才能进行新漆的涂抹工作,从而达到新漆和原涂层的基本切合要求。如果施工中没有达到要求就会出现返工的情况,浪费大量的人力物力,影响工程的质量。相比较喷漆技术,刷漆和滚漆是目前钢结构桥梁修复时候的主要技术方法,喷漆技术在施工中对环境影响较大,对人体的身体健康也会造成一定的损伤,反之刷漆和滚漆技术在施工中成本低,如果遇到问题返修也能方便快捷,效果比较好,属于现代比较实用有效地处理方法。 2.2面漆选择的条件 因为面漆中含氟量的不同,面漆的价格也有所不同,目前为止我们在钢结构桥梁面漆的使用中常用的为聚氨酯面漆,但也存在一些工程施工中使用低价的面漆情况。 2.3防腐涂装技术 在最开始的工程施工中,一般都是先涂装然后在安装的工作方法,然而在我们进行钢结构桥梁涂装维护的时候,就要和工程开始的时候不一样,在已经安装好的涂层上进行施工工序。所以在施工过程中会受到一定的影响,对我们的工作提出更高的要求。我们一般针对防腐涂料腐蚀的情况不同进行不同的维修处理,腐蚀严重的区域,我们要将涂层和腐蚀的部分进行清理干净,确保新的涂层可以和钢结构桥梁有更好的附着力。在高空作业的时候,使用工具打磨是目前为止简单,方便的方法,经济成本低使用范围广泛。 2.4喷砂除锈工艺分析 喷砂工艺是目前清理钢结构表面铁锈、污渍等杂质的一种有效的方式,通过压缩空气的冲击力,把石英砂或铁砂等物质对钢结构有腐蚀的地方进行喷射以达到除锈的目的。 3防腐涂漆的材质选择分析 3.1底漆涂料的选择分析 防腐涂漆的选择和使用直接决定了防腐涂层体系整体的防腐性能和防腐效果,尤其在进行底漆涂料的选择时,必须根据不同钢结构部

【包装印刷造纸】高阻隔食品包装材料浅谈

PET 之高阻隔性浅谈 曾凯 高分子科学与工程学院2007级加工三班 摘要:聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET)是一种线性的热塑性高聚物,俗称涤纶,最早是1948年由英国ICI公司和美国杜邦公司开发生产,开始主要用于纤维工业生产。随着有关聚酯生产工艺、成型加工技术等方面研究的不断深入,聚酷产能的不断扩大,聚酯产品的应用领域也在不断拓宽。在包装领域,聚酷树脂是近二十多年来塑料包装制品中最具有发展潜力的,也是增长速度最快的品种。由于其与常用的塑料相比在强度、透光性、可印刷性、可回收性、阻隔性、耐热性、等方面有显著提高, PET被用于制造包装容器,并很快被食品、饮料包装业所接受,目前已成为碳酸类饮料的主要包装容器之一。但是由于啤酒是一种对氧气十分敏感的饮料,很容易因氧气的进入和二氧化碳溢出而影响口味。这就要求包装材料对氧气和二氧化碳气体有足够的阻隔性。 关键词:PET 高阻隔啤酒瓶 第一章绪论 1.1前沿 包装的主要功能是保护商品,使之便于使用和保存。而对于食品来说,由于其与人们的身体健康息息相关,因此,为防止食品污染变质,不仅要求食品包装外形美观宜人,方便实用,更重的是保证质量,确保食品安全。因此,现代包装除了作为产品的容器,有合理的尺寸、形状、方便使用外,作为产品安全的第一道防线,还需要提供必要的阻隔性和整体密封性,以满足保质期要求的物理强度,并经受运输过程可能面临的任何情况。包装材料的阻隔性,狭义来讲,包括氧气阻隔性和水蒸气阻隔性。氧气阻隔性对于食品特别是含有脂肪、蛋白质的食品保质期起到关键作用,这是因为食品中的脂肪等成分在氧气存在条件下容易发生氧化、变质,所以像油脂含量高的食物如食用油、零食、肉类、月饼等必须采用有一定氧气阻隔性的包装材料,才能保证保质期内食品不发生变质,因此,食品包装材料氧气透过性的降低有非常重要的意义。 啤酒作为大众喜爱的饮品之一,在全球的消费量十分巨大,其包装材料的需求量也相当可观,市场前景广阔。目前用于包装啤酒的材料主要是玻璃瓶,铝制易拉罐,木质啤酒桶和少量的聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET)塑料啤酒瓶。根据《中国酿酒工业年鉴一2002》的统计,玻璃瓶包装占居了92.2%的份额。传统的玻璃啤酒瓶虽然具有阻隔性好、刚性大、耐压力高、透明度好及制造成本低廉等许多优点,但是生产能耗大、易破碎、质重、运输和储存费用高,存在爆瓶等安全隐患。因此开发性能更优的啤酒包装材料以替代传统的玻璃瓶成为国内外研究的热点。 聚对苯二甲酸乙二醇酷(PET)是一种线性的热塑性高聚物,俗称涤纶,最早是1948年由英国ICI公司和美国杜邦公司开发生产,开始主要用于纤维工业生产。随着有关聚酯生产工艺、成型加工技术等方面研究的不断深入,聚酷产能的不断扩大,聚酯产品的应用领域也在不断拓宽。在包装领域,聚酷树脂是近二十多年来塑料包装制品中最具有发展潜力的,也是增长速度最快的品种。由于其与常用的塑料相比在强度、透光性、可印刷性、可回收性、阻隔性、耐热性、等方面有显著提高【1】, PET被用于制造包装容器,并很快被食品、饮料包装业所接受,目前已成为碳酸类饮料的主要包装容器之一。但是由于啤酒是一种对氧气十分敏感的饮料,很容易因氧气的进入和二氧化碳溢出而影响口味。这就要求包装材料对氧气和二氧化碳气体有足够的阻隔性。而纯PET塑料瓶的阻隔性能还不能满足这一要求。因此提高PET啤酒瓶包装材料的阻隔性成为研究的关键。 第二章渗透机理

陶瓷基复合材料综述

浅论陶瓷复合材料的研究现状及应用前景 董超2009107219金属材料工程 摘要 本文主要对陶瓷复合材料的研究现状及应用前景进行了研究,并对当今陶瓷复合材料发展面临的问题进行了概括,希望对陶瓷复合材料的进一步发展起到一定的作用。 本文首先对Al2O3陶瓷复合材料和玻璃陶瓷复合材料的研究进展及发展前景进行了详细的研究。然后对整个陶瓷复合材料的发展趋势及存在的问题进行了分析,得出了在新的时期陶瓷复合材料主要向功能、多功能、机敏、智能复合材料、纳米复合材料、仿生复合材料方向发展;目前复合材料面临的主要问题是基础理论研究问题和新的设计和制备方法问题。 关键词:Al2O3陶瓷复合材料玻璃陶瓷复合材料研究现状应用前景 1. 前言 以粉体为原料,通过成型和烧结等所制得的无机非金属材料制品统称为陶瓷。陶瓷的种类繁多,根据陶瓷的化学组成、性能特点、用途等不同,可将陶瓷分为普通陶瓷和特殊陶瓷两大类。而在许多重要的应用及研究领域,特殊陶瓷是主要研究对象。 陶瓷复合材料是特殊陶瓷的一种。在高技术领域内,对结构材料要求具有轻质高强、耐高温、抗氧化、耐腐蚀和高韧性的特点。陶瓷具有优良的综合机械性能,耐磨性好、硬度高、以及耐热性和耐腐蚀性好等特点。但是它的最大缺点是脆性大。近年来,通过往陶瓷中加入或生成颗粒、晶须、纤维等增强材料,使陶瓷的韧性大大地改善,而且强度及模量也有一定提高。因此引起各国科学家的重视。本文主要介绍了各种陶瓷复合材料的研究现状及其应用前景,并对陶瓷复合材料近年来的发展进行综述。 2.研究现状 随着现代科学技术快速发展,新型陶瓷材料的开发与生产发展异常迅速,新理论、新工艺、新技术和新装备不断出现,形成了新兴的先进无机材料领域和新兴产业。科学技术的发展对材料的要求日益苛刻,先进复合材料已成为现代科学技术发展的关键,它的发展水平是衡量一个国家科学技术水平的一个重要指标,因此世界各国都高度重视其研究和发展。 复合材料的可设计性大,能满足某些对材料的特殊要求,特别是在航空航天技术领域的应用得到迅速发展。陶瓷复合材料的研究,根本目的在于提高陶瓷材料的韧性,提高其可靠性,发挥陶瓷材料的优势,扩大应用领域。本文就几类典型的陶瓷复合材料介绍其研究现状。 2.1Al2O3陶瓷复合材料的研究进展及发展前景 Al2O3陶瓷作为常见陶瓷材料,既具有普通陶瓷耐高温、耐磨损、耐腐蚀、

钛合金高温防护陶瓷涂层的制备与性能

钛合金高温防护陶瓷涂层的制备与性能本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 引言 钛合金因具有比强度高的特点而在航空航天等领域得到了广泛的应用。由于金属钛的化学活性较高,在高温环境中极易被氧化,生成脆性的无保护性疏松氧化层,氧分子可以透过氧化层继续氧化钛合金基体,钛合金器件在高温环境中迅速失效,因而在高温环境中使用的钛合金器件需要对其进行抗高温氧化防护处理。 表面改性处理是提高钛合金抗高温氧化性能的重要途径之一,其原理主要是在钛合金表面形成一层阻隔层来阻挡高温腐蚀空气与钛合金基体接触。目前针对钛合金抗高温氧化表面防护技术主要可分为扩散涂层、气相沉积陶瓷涂层、溅射涂层、搪瓷涂层等,但是制备过程中温度较高,工艺较为复杂,制备温度一般在1 000 ℃以上,较高的温度会影响基体组织,进而恶化基体的力学性能,降低制备温度成为高温防护陶瓷涂层技术亟须解决的问题之一。 1 试验部分

试验材料 涂料配方及配制方法 经过前期正交试验优化,得到的涂料配方所列。 无机陶瓷涂料的配制步骤如下:将g 磷酸二氢铝溶液溶于g 蒸馏水中,形成均匀溶液后加入g 正硅酸四乙酯后密封搅拌24 h,形成均匀透明的溶液,随后加入g 氧化锌与g 氧化镁,使之完全溶解。加入g 纳米六方氮化硼粉末,分散均匀后加入g 纳米氧化铝粉末,分散均匀后在超声震荡的条件下搅拌15 min。 样品制备 用砂布将TC18 钛合金表面打磨光亮,去除表层氧化皮。采用空气喷涂的方式在钛合金表面喷涂配制好的涂料,喷涂完成后涂料应完全覆盖合金表面,随后将喷涂好的试样转移到烘箱中固化,固化工艺为:120℃保温2 h、200 ℃保温5 h、350 ℃保温5 h。 性能检测方法 试样制备完成后,采用上海中奕KSY-6D-16K 箱式电阻炉进行抗热震性试验以及高温氧化试验。抗热震性试验采用急冷裂纹判定法进行,将试样从900℃电阻炉中取出后分别置于室温环境中进行空冷和水冷却,冷却后重新加热,一直循环到试样出现明显缺陷。高温氧化试验采用增重法进行,试验温度为

注塑模具纳米陶瓷涂层

注塑成型过程中由于大量使用加玻纤材料及工程塑料的使用给模具带来严重的磨损和腐蚀, 以及模具在运行时产生与模具钢材本身的摩擦磨损,XR-I系列涂层的高硬度、坑腐蚀性及很 好的耐磨性,帮助塑胶模具在对抗磨损与腐蚀至关重要,以提高模具使用效率的高韧性、耐 磨性、抗腐蚀性及低摩擦特性。 XR-I系列涂层主要应用在注塑模具的模腔、模芯、顶针、斜顶、喷射器、热流道系统、进给 系统、浇注口衬套、注塑机螺杆等。 涂层的优势 改善模具填充 减少脱模阻力 更强的耐磨性 现代注塑加工中由于玻纤及工程塑料的广泛应用这些材料具有很高的硬度及腐蚀性对模具的 抗磨损和抗腐蚀性提出了更高的要求针对这些情况霖晨研发了XR-I涂层此涂层具有高硬度、耐腐蚀、低摩擦系数,而且还有多种颜色可选,在提升注塑模具有出色的表现。 技术参数: 涂层名称:XR-I 涂层厚度:2-3μm 抗氧化温度:400℃-700℃ 沉积温度:400℃ 涂层硬度HV0.05:2800-3500 沉积方式:PVD 对钢材的干摩擦:0.10-0.30 颜色:黑色/金色/灰色/银色 应用领域:注塑模具及配件,注塑机配件(如:螺杆)等。 使用效果:举例说明:(汽车高强度支架部件)无涂层前生产不到100模次就需要修模,经 过XR-S涂层处理后生产8000模次涂层才被磨损,经抛光后再涂层,像新模具一样使用。 .提升生产效率 .提升产品表明质量,减少产品后加工工序 .节能环保 涂层注意事项 可涂层材料: 各类模具钢材、工具钢、高速钢、不锈钢;硬质合金(钨钢);钛合金、镍合金;铍铜。 涂层部位: 待涂层的工件需要有可以装夹的部位,不太可能实现全部涂覆。如果有特殊部位不能涂层, 需要提前告知,建议您在工件上明确标识出以下部位:必须涂层的功能部位;不能涂层的部位;可涂可不涂的部位。 涂层工件表面要求:

陶瓷基复合材料论文 (1)

陶瓷基复合材料在航天领域的应用 概念:陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能,而其致命的弱点是具有脆性,处于应力状态时,会产生裂纹,甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合,则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展,从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料具有优异的耐高温性能,主要用作高温及耐磨制品。其最高使用温度主要取决于基体特征。 一、陶瓷基复合材料增强体 用于复合材料的增强体品种很多,根据复合材料的性能要求,主要分为以下几种 纤维类增强体 纤维类增强体有连续长纤维和短纤维。连续长纤维的连续长度均超过数百。纤维性能有方向性,一般沿轴向均有很高的强度和弹性模量。 颗粒类增强体 颗粒类增强体主要是一些具有高强度、高模量。耐热、耐磨。耐高温的陶瓷等无机非金属颗粒,主要有碳化硅、氧化铝、碳化钛、石墨。细金刚石、高岭土、滑石、碳酸钙等。主要还有一些金属和聚合物颗粒类增强体,后者主要有热塑性树脂粉末 晶须类增强体

晶须是在人工条件下制造出的细小单晶,一般呈棒状,其直径为~1微米,长度为几十微米,由于其具有细小组织结构,缺陷少,具有很高的强度和模量。 金属丝 用于复合材料的高强福、高模量金属丝增强物主要有铍丝、钢丝、不锈钢丝和钨丝等,金属丝一般用于金属基复合材料和水泥基复合材料的增强,但前者比较多见。 片状物增强体 用于复合材料的片状增强物主要是陶瓷薄片。将陶瓷薄片叠压起来形成的陶瓷复合材料具有很高的韧性。 二、陶瓷基的界面及强韧化理论 陶瓷基复合材料(CMC)具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能,被认为是推重比10以上航空发动机的理想耐高温结构材料。界面作为陶瓷基复合材料重要的组成相,其细观结构、力学性能和失效规律直接影响到复合材料的整体力学性能,因此研究界面特性对陶瓷基复合材料力学性能 的影响具有重要的意义。 界面的粘结形式 (1)机械结合(2)化学结合 陶瓷基复合材料往往在高温下制备,由于增强体与基体的原子扩散,在界面上更易形成固溶体和化合物。此时其界面是具有一定厚度的反应区,它与基体和增强体都能较好的

纳米陶瓷材料综述

纳米陶瓷材料综述 Summary of nano-ceramic material 摘要: 本文是一片比较全面的纳米陶瓷材料的综述文章。主要内容涵盖了陶瓷的发展,纳米陶瓷的发展,纳米陶瓷的结构与性能(力学性能、电学性能、超塑性等)、纳米陶瓷的应用(防护材料、耐高温材料、生物材料、压电材料、信息材料等)、纳米陶瓷的制备方法,包括纳米粉的制备,成型及烧结。此外还有纳米材料的发展展望。 关键词:纳米陶瓷结构与性能应用制备方法展望 Abstract: This paper is a comprehensive review article of the nano-ceramic material. The main content covers the development of the ceramic, the development of nano-ceramic nano-ceramic structure and properties (mechanical properties, electrical properties, superplasticity, etc.), the application of nano-ceramic (protective materials, high temperature materials, bio-materials, piezoelectric materials, information materials, etc.), nano-ceramic preparation methods, including nano-powders, molding and sintering. In addition to the development of nanomaterials Outlook. Keywords: nano-ceramic structure and performance preparation method Prospects 引言:著名的诺贝尔奖获得者Feynman在1959年就曾预言:“如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量异于寻常的特性,就会看到材料性能产生丰富的变化。”

高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料

高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料 产品特性及使用方法 产品型号:302(系列) 产品外观:(标准颜色) 白色(颜色可调,根据客户需求调) 适用基材: 碳钢、不锈钢、铸铁、铝合金、钛合金、高温合金钢、耐火隔热砖、隔热纤维、玻璃、陶瓷、高温浇注料、高温混泥土均可。 说明:不同基材不同的热膨胀系数,结合产品使用工况,对应的涂料配方也不同。在一定范围内,可根据基材不同膨胀系数调节涂料膨胀系数达到匹配。 适用温度: 最高耐受温度1300℃,耐火焰或高温气流直接冲刷。 根据不同底材的耐温情况,涂层的耐温有会有相应的变化;耐冷热冲击抗热震。 产品特性: 1、纳米涂料为单组份,醇体系无机纳米复合陶瓷涂料。施工方便,省涂料,环保无毒害。 2、涂层隔热保温性能稳定良好,热导率0.03W/M·K左右,可实现薄涂层(0.1mm以下) 良好的反射隔热。 3、涂层对热辐射反射率大于85%,有效提高热利用率 4、纳米涂料有相应规格的气凝胶复合,加强隔热保温性能。 5、涂层附着良好,耐高温冷热冲击,抗热震良好,隔热防腐一体完成,具有一定强度。 6、涂层具有良好的电绝缘性能,耐湿热 7、涂层酸碱腐蚀,氢氟酸和浓盐酸除外。 8、与配套的高温密封纳米复合陶瓷加强剂(型号:GN—F2A,后简称“高温密封加强剂”) 使用性能更稳定,具体使用见使用方法。 产品存储:避光密封保存,5℃—30℃环境中,纳米涂料保质期6个月。开盖后建议1月内用完,效果更佳(纳米颗粒表面能高,活性高,易团聚。在分散剂以及表面处理的作用下, 在一定时间内纳米颗粒保持稳定)。 特别备注: 1、本纳米涂料与配套的高温密封加强剂均为直接使用,不可添加其它任何组份(尤其是水), 否则该纳米涂料和配套的高温密封加强剂均会严重影响其功效甚至快速报废。 2、操作人员防护:跟普通涂料施工防护一样,涂布过程远离明火、电弧、电火花,具体参 照本产品的MSDS报告。 产品净重:标准包装:20 KG /桶;最小包装:5.0KG/桶。 产品图片:

纳米陶瓷材料的应用与发展

纳米陶瓷材料的应用与发展 新材料技术是介于基础科技与应用科技之间的应用性基础技术。而军用新材料技术则是用于军事领域的新材料技术,这部分技术是发展高技术武器的物质基础。目前,世界范围内的军用新材料技术已有上万种,并以每年5%的速 度递增,正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展。常见的军用新材料技术:高级复合材料,先进陶瓷材料,高分子材料,非晶态材料,功能材料。 先进陶瓷材料是当前世界上发展最快的高技术材料,它已经由单相陶瓷发展到多相复合陶瓷,由微米级陶瓷复合材料发展到纳米级陶瓷复合材料。先进陶瓷材料主要有功能陶瓷材料和结构陶瓷材料两大类。其中,在结构材料中,人们已经研制出氮化硅高温结构陶瓷,这种材料不仅克服了陶瓷的致命的脆弱性,而且具有很强的韧性、可塑性、耐磨性和抗冲击能力,与普通热燃气轮机相比,陶瓷热机的重量可减轻 30%,而功率则提高 30%,节约燃料 50%。 陶瓷是人类最早使用的材料之一, 在人类发展史上起着重要的作用。但是, 由于传统的陶瓷材料脆性大, 韧性和强度较差、可靠性低, 使陶瓷材料的应用领域受到较大限制。随着纳米技术的广泛应用, 纳米陶瓷随之产生。所谓纳米陶瓷, 是指陶瓷材料的显微结构中, 晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸都是在纳米级的水平上。纳米陶瓷复合材料通过有效的分散、复合而使异质纳米颗粒均匀弥散地保留于陶瓷基质结构中, 这大大改善了陶瓷材料的韧性、耐磨性和高温力学性能。纳米陶瓷材料不仅能在低温条件象金属材料那样可任意弯曲而不产生裂纹, 而且能够象金属材料那样进行机械切削加工甚至可以做成陶瓷弹簧。纳米陶瓷材料的这些优良力学性能, 使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等多方面得到广泛应用并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用。纳米陶瓷在人工关节、人工骨、人工齿以及牙种植体、耳听骨修饰体等人工器官制造及临床应用领域有广阔的应用前景。此外, 纳米陶瓷的高磁化率、高矫顽率、低饱和磁矩、低磁耗, 特别是光吸收效应都成为材料开拓应用的新领域, 是当今材料科学研究的热点。 表1 纳米陶瓷材料力学性能的改善

原位包覆金属纳米粒子的规模化制备及应用

收稿日期:2009-08-04原位包覆金属纳米粒子的规模化制备及应用 郑碧娟1,何俊武1,2,胡军辉1,2 (1.深圳华中科技大学研究院,广东深圳518057) (2.深圳市尊业纳米材料有限公司,广东深圳518118) 摘要:介绍激光感应复合加热制备金属纳米粒子的方法,以及基于该技术原位制备碳包覆金属纳米粒子和有机物包覆金属纳米粒子,概括了原位包覆金属纳米粒子的应用。根据实际应用条件选择合适的包覆方法和包覆材料,可以极大地提高金属纳米粒子的产品性能和适用性,获得更高的应用价值。 关键词:金属纳米粒子;激光-感应复合加热;碳包覆;有机物包覆 Large-scale Preparation and Application of In-situ Coating Metal Nanoparticles ZHENG Bi-juan1,HE Jun-wu1,2,HU Jun-hui1,2 (1Huazhong University of Science and Technology Research Institute in Shenzhen, Shenzhen518057,China) 2Shenzhen Junye Nano Material Co.,Ltd.,Shenzhen518118,China) Abstract:The practical application of metal nanoparticles has been seriously limited by their sensitivity to environment, such as quick oxidation reaction and losing activity in air.In-situ coating metallic nanoparticles was investigated in order to enhance the stability and retain the activity,expand the area of application.In this paper,the laser-induction complex heating method for preparation of metallic nanoparticles was introduced,and the in-situ carbon coating and organic compound coating metallic nanoparticles on the basis of the laser-induction complex heating technology were presented, at last the application directions of metallic nanoparticles complex were generalized.According to the actual application conditions,the proper coating method and materials were selected to greatly improve the performance and applicability of coating metal nanoparticles with higher application value. Keywords:Metal nanoparticles;laser-induction complex heating method;carbon-coating;organic compound coating 中图分类号:TF123文献标识码:A文章编号:1812-1918(2010)03-0010-04 0引言 金属纳米粒子比表面积大、表面能高、表面活性高及独特的量子尺寸效应和表面效应,使其具有化学反应活性高、烧结温度低、微波吸收等特性,因此,金属纳米粉体材料成为化工催化剂、烧结添加剂、导电浆料、润滑油添加剂、吸波材料等功能材料的理想选材,在信息通讯、生物医药、微电子、有机化工、航空航天等领域显示了极其重要的应用价值。 金属纳米粒子所具有的小尺寸和表面效应使 10

连续陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势

第27卷第2期 硅 酸 盐 通 报 Vo.l 27 No .2 2008年4月 BULLETI N OF T HE C H INESE CERA M IC S OC IET Y Apr i,l 2008 连续陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势 陈维平,黄 丹,何曾先,王 娟,梁泽钦 (华南理工大学机械工程学院,广州 510640) 摘要:连续陶瓷基复合材料(C4材料)是近年来出现的一种具有全新复合增强方式的陶瓷/金属复合材料。在这种 复合材料中,基体陶瓷增强相具有三维连通的内部结构,因而起增韧作用的金属填充在陶瓷骨架的空隙中,其在空 间上也是三维连通的。实现这种复合结构需要不同于传统的复合材料成型与制备技术。这种复合结构使得连续 陶瓷基复合材料能够将陶瓷与金属各自的性能特点与优点更多的保留在最终的复合材料中;同时,还表现出了与 传统复合材料(颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料等)不同的性能特性,具有广泛的应用前景。 关键词:连续陶瓷基复合材料;C4材料;三维连通 中图分类号:TQ174.758.2 文献标识码:A 文章编号:100121625(2008)022******* R esearch and Developm en t Per spective of C o 2con ti nuous C era m ic C o m posites C HE N Wei 2ping,H U A NG Dan,HE Ce ng 2xian,W A NG Juan,LIA NG Z e 2qin (School ofM echan icalE ngi neeri ng ,Sou t h Ch i na Un i versit y ofT echndogy ,Guangzhou 510640,Ch i na) Abstr act :Co 2conti n uous cera m ic co mposites (C4materials )are a ne w class of cera m ic /meta l co mposites w it h ne w ly rei n f orce men t manner ,where the reinf orc i n g cera m ic phase ,as t h e base of the co mposite ,is characterized as the t h ree 2di m ensional i n terpenetrati n g str ucture ;and the m etallic phase is filled i n t h e i n terspaces of the cera m ic net w or k,as the ductile phase of the co mposite .So me untraditi o na l f or m i n g and fabricating technol o gies f or the co mposites are required due to the spec i a l co 2conti n uous i n ter nal structure .The i n terna l structure of i n ter penetrati o n deter m i n es co 2conti n uous cera m ic co mposites can retain more f eatures and advantages of cera m ic and meta l respectively in the fi n al co mposite ,and also ,perf o r m the diff erent characteristics f ro m the traditi o na l co mposites (such as particle re i n f orced co mposites and fi b er reinf orced co mposites)so that this class of co mposites gain the extensive app li c ation perspectives . K ey w ord s :co 2continuous cera m ic co mposite ;C4m aterials ;three 2di m ensional i n terpenetrating 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50575076);广东省自然科学基金重点资助项目(粤科基办[2003]07号);教育部博士点基金资助 项目(20040510107) 作者简介:陈维平(19502),男,教授,博士生导师.主要从事高性能金属/陶瓷复合材料的研究.E 2m a i :l m e wpchen@sc u t .edu .cn 1 连续陶瓷基复合材料 连续陶瓷基复合材料(co 2continuous cera m ic co mposites),简称为C4材料,指的是陶瓷增强体具有三维连通骨架结构的陶瓷基复合材料。这种三维网络陶瓷(骨架)/铝合金复合材料由美国俄亥俄州大学的研究人员Bresli n 等发现,他们将这种复合类型的新材料称为连续陶瓷复合材料(co 2continuous cera m ic

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