关键词： 硅钙渣   硅灰石   微晶玻璃   粉煤灰  

摘要： 以高铝粉煤灰提铝硅钙尾渣为主要原料,采用烧结法制备了硅灰石微晶玻璃。利用DTA、XRD和SEM分析方法研究了热处理制度、硅钙渣用量对微晶玻璃的晶化过程、显微结构及物化性能的影响。结果表明:核化时间与晶化时间的延长有助于硅灰石晶体的定向生长与紧密排列,对微晶玻璃的力学性能影响显著,而晶化温度与核化温度的影响则相对较小;随着硅钙渣的用量增加,微晶玻璃中硅灰石的析出能力增强,当其用量为70.98%,在800℃下核化热处理90 min,920℃晶化处理90 min时,可制备出单一晶相的硅灰石微晶玻璃。

关键词： 高纯度   氧化铝粉   制备方法  

摘要： 高纯度的氧化铝凭借自身良好的物化特性,在电子、机械、光学、化工等领域有着非常广泛的应用,属于一种非常重 要的特种功能材料。本文对高纯氧化铝粉的制备方法进行了简要分析,总结了相关领域的研究进展。

关键词： 球形铝粉   片状铝粉   制备   活性铝含量   氧化反应活性  

摘要： 采用立式球磨机,在乙酸乙酯溶剂中对平均粒径14μm的球形铝粉进行球磨,制备了具有高活性的片状铝粉。采用激光粒度仪和扫描电子显微镜（SEM）对铝粉球磨前、后的粒度及形貌进行了分析。用X射线粉末衍射（XRD）对铝粉球磨前、后晶型进行了表征,发现球磨2 h后,得到的粒径大小为1μm的片状铝粉,其晶形与原料铝粉晶形一致。通过氧化还原滴定法测试了球磨前、后铝粉中活性铝的质量分数,分别为90.41%和98.42%。采用TG-DSC法对球磨前、后的铝粉进行了热反应特性研究,发现片状铝粉在480～980℃时,氧化增重84.8%,氧化反应活性明显高于原料铝粉。因此,铝粉片状化能够提高推进剂以及火炸药体系的能量。

关键词： 高铝粉煤灰   晶种分解   拟薄水铝石   比表面积   孔容  

摘要： 以高铝粉煤灰熟料经预脱硅—碱石灰烧结、溶出、二次脱硅后溶液为原料,通过晶种分解后生产拟薄水铝石产品,考察了种分条件对拟薄水铝石产品的影响,并对其进行表征。结果表明,种分法制备的拟薄水铝石产品孔容可达到0.829 1cm3/g,BET比表面积高达393.00m2/g,达到并优于普通大孔拟薄水铝石的理化指标,从而可实现高铝粉煤灰中铝资源的高附加值利用。

关键词： 环氧树脂   聚多巴胺   铝粉   化学包覆   导热  

摘要： 采用化学包覆的方法在平均粒径分别为4.5μm和20μm的铝(Al)粉上包覆一层有机聚多巴胺(PDA),以环氧树脂(EP)为基体,包覆改性后的铝粉(PDA@A1)为导热填料,采用浇铸法制备了高导热绝缘环氧基复合材料(EP/PDA@Al)。结果表明,PDA@Al的加入有利于提高EP的热稳定性以及热导率,且当PDA@(20μm)Al的含量为20%(质量分数,下同)时,复合材料的热导率为0.521 W/(m·K),相比纯EP的热导率提高了184%;相对纯Al填充的EP复合材料,EP/PDA@Al复合材料的绝缘性能显著提高。

关键词： 固相剪切碾磨   聚乙烯   铝粉   热导率   力学性能  

摘要： 采用固相剪切碾磨法(S3M)制备铝粉和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的复合粉体,再经熔融加工获得高性能LLDPE/Al导热复合材料。借助扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪等表征铝粉在基体中的微观形态和分散状态,同时研究LLDPE/Al复合材料的热导率、力学性能和热稳定性。结果表明:固相剪切碾磨过程中铝粉受磨盘挤压、拉伸、摩擦剪切等复合力场作用,由较小球形颗粒变为较大片状,同时在基体中均匀分散且界面结合得以增强,因此复合材料拥有更高的热导率、更好的力学性能和热稳定性。当铝粉填充质量分数为80%时,经固相剪切碾磨10次制备的复合材料热导率高达8.782W·m^(-1)·K^(-1),拉伸强度和弯曲强度分别为33.00MPa和31.16MPa,初始分解温度比基体提高约13℃。

关键词： 纳米铝粉   硝化细菌纤维素   复合材料   热分析   含能材料  

摘要： 为保护纳米铝粉(nm Al)的活性,以硝化细菌纤维素(NBC)和nm Al为原料,采用溶剂-非溶剂法制备NBC/nm Al复合材料,采用SEM,EDS,TG和DSC对其进行表征,并研究放置时间对nm Al和NBC/nm Al复合材料的影响。测试结果表明,与纯的nm Al相比,NBC/nm Al复合材料的放热量增加了,并且放热峰的峰温从798.45℃降低到766.42℃,同时,NBC/nm Al复合材料在空气中存放3个月后,放热量和增重基本不变,表明NBC可以有效保护nm Al的活性。

关键词： 含能材料   微米铝粉   高活性铝粉   多孔铝粉   氢化铝  

摘要： 为得到具有高活性多孔铝粉和氢化铝共存的混合体系,在常压下采用格氏试剂法对普通铝粉进行活化,通过半固相反应得到高活性微米多孔铝粉,用红外光谱、X 射线衍射、扫描电子显微镜、静态氮吸附等方法对样品进行了表征,通过氧化还原滴定法测试了微米多孔铝粉的活性.结果表明,制备所得样品的主要成分是铝粉,同时还有部分AlH3;样品具有多孔结构,粒径多数分布在30μm左右,不仅具有孔径在2~10 nm之间的中孔,还存在孔径分布在1 nm以下的部分微孔结构;总孔体积为普通铝粉的5~7 倍,比表面积为普通铝粉的2~3 倍,样品平均活性含量达到92.83%.这种含有AlH3 的高活性微米多孔铝粉混合体系在含能材料领域有很大的应用价值.

关键词： 纳米铝粉   复合含能材料   接触面积   放热行为   燃烧行为  

摘要： 纳米铝粉是复合含能材料中最常用的金属燃料。与普通铝粉和微米铝粉相比,纳米铝粉具有较低的点火阈值和良好的抗凝聚性能,能够显著提高含能材料的燃烧性能。但是纳米铝粉基含能材料也存在一定的问题：由于其较大的比表面积,导致其极易团聚,与反应物之间的接触面积小,极大的影响了其应用。因此,要想达到优异的含能性能必须增强反应物之间的接触面积,减小A1粉的团聚。本文分别制备了纳米Al/AP复合粒子、Al/CuO复合粒子以及Al/CuO-AP复合粒子,采用多种表征手段对其进行了表征,并对放热性能和燃烧性能进行了研究,具体研究内容和结果如下：(1)纳米Al/AP复合粒子的制备：选用丙酮为溶剂溶解AP,然后往溶剂中添加Al粉,采用溶剂蒸发法制备了纳米Al/AP复合粒子。结果表明复合粒子呈球形,大小均一,分散性好,Al粉和AP是通过物理作用结合在一起的,复合粒子中无杂质,纯度高。放热行为和燃烧行为表明,复合粒子中AP的存在有助于Al粉的放热和燃烧,而且Al粉含量为40%时放热性能和燃烧性能最优异。(2)纳米Al/CuO复合粒子的制备：首先采用快速沉淀法,以Cu(NO3)2·3H2O、 DMAC和NaOH为原料,制备了三种不同形貌的纳米CuO粒子。结果表明,球形粒子大小均匀,分散性良好,直径在5～6 nm左右；带状结构粒子分散性良好,粒子宽度为30 nm,长度为500 nm；纺锤形粒子分散性良好,粒子为直径约200nm,长度约400 nm。然后分别采用简单混合方法和自组装方法制备纳米Al/CuO复合粒子。结果表明,复合粒子以不同方法制备后,Al粉与CuO粒子在复合粒子中分布不一样,通过自组装方法制备得到的复合粒子中Al粉与CuO粒子接触更加紧密,且放热性能更优,其中,Al粉与球形CuO粒子采用自组装方法制备的复合粒子具有最高的放热量；最后在上述最优条件下复合粒子的基础上探究配比对放热量的影响,结果表明,配比为1.8时放热量最大,为2.944 kJ/g。(3)纳米Al/CuO-AP复合粒子的制备：选用丙酮为溶剂溶解AP,然后往溶剂中添加性能最优异的纳米Al/CuO复合粒子,采用溶剂蒸发法制备了纳米Al/CuO-AP复合粒子。结果表明复合粒子中AP包覆在Al/CuO复合粒子表面,AP和Al/CuO复合粒子是通过物理作用结合在一起的,复合粒子中无杂质,纯度高。放热行为和燃烧行为表明,复合粒子中AP的存在有助于Al/CuO复合粒子的放热反应,AP分解释放的气体有助于促进传质过程,有利于复合粒子的燃烧,Al/CuO复合粒子含量为60%时放热性能和燃烧性能最优异。

关键词： 氧化铝   微纳米结构   吸附   CO2   刚果红  

摘要： 分级微纳米结构氧化铝粉体因为微观上保持了纳米材料的特性,宏观上克服了纳米材料的缺点而广泛应用于吸附和催化等领域。本论文采用水热法和液相沉淀法分别制备了团簇状、六方柱状以及珊瑚状等系列分级微纳米结构氧化铝粉体,并研究了其在吸附领域的应用。主要研究结果如下:1.以AlCl3·6H2O为铝源、CH3COOK为沉淀剂、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为结构调节剂,采用温和的水热-焙烧法成功地制备了系列对CO2吸附性能增强的分级微纳米结构γ-Al2O3。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N2吸附-脱附等测试手段,对比研究了PSS浓度对产物物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO2循环吸附性能的影响。研究表明,PSS对产物形貌、织构性质及其CO2吸附性能均具有明显的调控作用。不添加PSS时产物表现为不规则的块状粒子,PSS浓度依次增加到2 g/L、4 g/L和6 g/L后,产物的形貌分别表现为不规则的棒状团簇体微米级粒子、类球形棒状团簇体微米级粒子和相互交织的纤维状微米级粒子,并且其比表面积和孔容逐渐增加;添加PSS后产物的CO2吸附量增加、吸附动力学加快,尤其是PSS浓度为6 g/L时,相应产物的最高吸附量为0.68 mmol/g,6次循环再生后其吸附量仍基本保持稳定。2.以硫酸铝钾为铝盐、乙酸钾为沉淀剂,分别以PSS、聚乙二醇（PEG）和三嵌段共聚物P123中的为结构调节剂,通过温和的水热-焙烧法成功制备了蚕蛹状、六方柱状等系列分级微纳米结构氧化铝粉体。采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、傅里叶红外光谱（FT-IR）和紫外分光光度计（UV）等测试手段,对比研究了产物的物相结构、形貌、织构性质等物理化学性质,以及对偶氮染料刚果红的循环吸附性能。研究发现,结构调节剂的加入对不同形貌产物的形成起到了关键的作用,其粒径在长1-2μm、高2-3μm之间变化。虽然所制备样品的比表面积均较低,但其对刚果红仍具有优异的吸附性能,说明样品的比表面积并非其吸附性能的决定因素。特别地,添加任一种结构调节剂后制得的产物对刚果红的吸附动力学均显著加快,尤其是以PSS为结构调节剂时,相应产物在30 min内对刚果红的去除率达到98.1%左右,在60 min时即能达到吸附平衡;而未添加结构调节剂的产物在180 min才能达到吸附平衡,并且添加结构调节剂PSS后制得样品经过4次循环再生后,其对刚果红的吸附量仍保持第一次的83.5%,达416.1mg/g,表现出了优异的循环再生能力。3.以硝酸铝为铝盐、碳酸铵为沉淀剂、PSS为结构调节剂,采用简单的液相沉淀法制备了珊瑚状的分级微纳米结构氧化铝粉体。采用XRD、SEM和N2吸附-脱附等测试手段,分析了产物的物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO2循环吸附性能的影响。结果表明,加入PSS结构调节剂后,样品的比表面积和孔容积均增大,孔结构的类型发生转变,得到的γ-Al2O3具有较高的比表面积274 m2/g和较大的孔容1.02 cm3/g。相应产物的对室温下CO2的最高吸附量达到了1.1 mmol/g,经过5次循环再生吸附后,产物的吸附量仍可达到0.92mmol/g,具有良好的稳定性和循环使用能力。