关键词： 氮化铝粉体   材料性能   制备方法  

摘要： 目前,氮化铝(AlN)粉体的主要制备方法包括碳热还原法、直接氮化法、自蔓延高温合成法、化学气相沉积法和等离子体合成法,而碳热还原法和直接氮化法是工业化制备高端氮化铝粉体的主要方法。然而,由于现有制备方法自身的技术壁垒和国外的技术封锁,国产氮化铝粉体品质亟待提高。相比于现有氮化铝粉体制备方法,利用高温、富氮、稳定的纯氮层流等离子体束制备高端氮化铝粉体为高端氮化铝粉体制备提供了新思路,也是有望提高国产氮化铝粉体品质的新方法。

关键词： 硅橡胶   银包覆铝粉   镍包覆铝粉   电磁屏蔽  

摘要： 采用银包覆铝粉和镍包覆铝粉为导电填料,将其与液体硅橡胶分别混合制备了两种导电硅橡胶复合材料,系统研究了两种金属包覆铝粉在不同填充量下对其硅橡胶复合材料微观形貌、导电网络结构、电导率、机械性能以及电磁屏蔽性能的影响。银及镍包覆铝粉均能在硅橡胶基体中获得良好分散并形成导电网络,从而赋予硅橡胶导电性能并能较好保留其柔性和变形能力。在适宜的粒子填充量下,两种金属包覆铝粉填充硅橡胶复合材料在2~18 GHz范围内都显示出优异的屏蔽性能,其中银包覆铝粉质量分数在75%填充量下复合材料的平均屏蔽效能可达120 dB。对电磁波的反射作用是两种金属包覆铝粉填充硅橡胶复合材料的首要屏蔽机制,电导率依然是主导其屏蔽效能的重要因素。

关键词： 高铝粉煤灰   资源化利用   重金属   物质流   生态环境风险  

摘要： 产生并堆积于中国内蒙古西部的高铝粉煤灰,不仅占用大量土地资源,还造成了严重的生态环境问题,但因其含有丰富的铝硅资源,可通过制备铝硅系材料对其进行资源化利用.然而,类似这种固废资源化产品,其生产和使用全生命周期过程的环境影响却少有系统研究,尤其是重金属迁移转化所带来的区域环境风险.因此,本研究基于物质代谢和全生命周期分析方法,并结合Nemero污染指数和Hakanson风险模型,对高铝粉煤灰制备莫来石产品因重金属元素迁移可能带来的环境风险进行了系统研究.结果表明:物理球磨活化过程明显增加了高铝粉煤灰中各重金属的释放,80%以上的铁族元素(Cr、Mn)迁移到酸活化过程产生的聚铝残渣中,最终进入莫来石产品中的Cr、Mn、Zn、Pb、Cu分别为20%、9%、24%、22%、24%;另外,聚铝残渣的潜在生态环境风险较大,超过极强水平标准6.6倍,其中尤以Cr的风险最突出;硅酸钙产品重金属浸出毒性表现为Zn>Mn>Cu>Pb>Cr,莫来石产品重金属浸出毒性表现为Mn>Cu>Zn>Pb>Cr,但均远低于地下水质量标准限值.总体而言,尽管在制备莫来石产品的同时实现了75%以上粉煤灰的减量化,但因此产生的聚铝残渣等二次固废处置问题仍然需要重点关注.同时,本研究进一步可为固废综合利用,尤其是含重金属类的固废资源化过程的环境风险控制提供科学依据,也可为固废资源化产品的生态设计提供思路.

关键词： 氧化铝   除杂   结晶氯化铝   氯化亚铁  

摘要： 为了研究高铝粉煤灰盐酸法制备氧化铝工艺中部分杂质的去除工艺,除杂(Na,K,Ca,Mg)实验以某企业提供的低铁结晶氯化铝固体为原料,采用氯化铝低温热解-水解产物高压水洗方法,探究了焙烧过程中温度、时间对物料焙烧前后失重率的影响,采用正交实验研究了温度、时间、固液比对杂质去除率的影响,得到最佳实验条件为140℃,20 min,1∶10,去除率达90%以上.除Fe实验以自配含铁物料为原料,采用氯化铝低温热解-水解产物常压酸洗的方法,探究了焙烧过程中温度、时间对物料焙烧前后失重率、Fe氧化率及产物物相组成的影响,采用正交实验研究了时间、pH值、固液比对杂质去除率的影响,得到最佳实验条件为120 min,pH=2,1∶10,此时Fe可部分去除,去除率在50%以上.

关键词： IGBT模块   通信设备   散热基板   电子封装   热膨胀系数   新能源汽车   介电性能   承载体  

摘要： 技术概述氮化铝(AlN)具有高的热导率(理论可达320 W/(m·K)),其热膨胀系数较低(3.5×10^(-6)K^(-1))且能与Si材料相匹配,同时还具有高温绝缘性以及介电性能好的特点,因此,是电子封装和散热基板用的理想材料。AlN基板作为新能源汽车IGBT模块的关键承载体,同时也作为高频5G组件重要的低损耗、高导热的散热板,其市场价值不断提高。随着5G通信技术的发展,通信设备朝着小型化、集成化发展,对器件的散热提出了更高的要求。

关键词： 铝粉   石墨烯   燃烧性能   燃烧效率  

摘要： 为了考察石墨烯包覆对微米铝粉燃烧性能的影响规律,利用氧化还原法制备少层还原石墨烯,并采用原位还原法制备石墨烯复合铝粉,用XRD、SEM、XPS、氧弹量热法等手段分析石墨烯对铝粉的包覆效果,比较了铝粉和复合铝粉的燃烧效率。结果表明:5 nm石墨烯包覆层的铝粉较纯铝粉表现出更优异的燃烧性能,质量燃烧热为24532 J/g,燃烧效率达到80.32%,远超纯铝粉的63.31%。基于对复合铝粉燃烧产物的表征结果,对石墨烯影响铝粉燃烧性能的机理作出了合理推测,认为石墨烯的导热性和较大的比表面积加速了铝粒子的热量传导,提升了活性铝粒子的反应参与度。

关键词： 包膜铝粉   低发射率   隔热涂层   红外隐身  

摘要： 针对车辆等装备的低温热源部位红外隐身受限于红外特性屏蔽与可见光隐身特性兼容的难点,提出了一种基于包膜铝粉技术的低明度低发射率涂层制备方法。首先,利用油酸刻蚀包膜铝粉,显著降低了铝粉的明度,同时不影响其发射率性能;然后,利用包膜铝粉与玻璃微珠、红外透明颜料、树脂等相结合,成功制备了明度低于38、8~12μm发射率低于0.48的红外隐身涂层,并将该涂层应用于车辆轮毂以及舰船模型的喷涂。结果表明:该方法所制备的涂层在显著降低目标亮度的同时,还能有效屏蔽目标的红外辐射特性,达到良好的光学与红外兼容隐身效果,可用于车辆等装备的低温热源部位红外隐身。

关键词： 铝粉   片状   球状   包覆改性   水性涂料   贮存稳定性  

摘要： 以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了应用于水性涂料体系的SiO_(2)包覆改性铝粉,通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和析氢试验对改性铝粉的表面形貌、成分和在水性涂料中的稳定性进行表征,通过长期贮存试验和电化学测量技术考察了含铝粉涂层的贮存稳定性和耐蚀性。结果表明:改性铝粉表面形成了致密的SiO_(2)保护膜,而球状铝粉的包覆效果要好于片状铝粉。经50℃析氢试验100 h后,1 000目和2 000目的改性球状铝粉的析氢量较改性前下降了99%以上。以改性球状铝粉制备的水性涂料放置6个月后状态良好,其涂层与含未包覆铝粉的涂层相比具有更好的耐蚀性。

关键词： 高性能铝粉   彩色铝颜料   包覆改性   复合材料   耐碱性  

摘要： 片状铝粉因其强烈的金属光泽和闪光视觉感成为应用最广泛的金属颜料,高性能的铝颜料在各个领域深受欢迎。随着社会的发展,单一的纯银色耐腐蚀铝颜料已经逐渐满足不了环保的高要求以及人们的审美观念,高性能铝粉颜料,例如彩色铝颜料,是各个领域迫切需求的。在本文中,我们通过对铝粉的表面着色化、功能化结构构筑设计,从三类不同类型的颜料出发,制备了三种高性能铝粉。论文主要包括以下几个部分:（一）设计了一种无机-有机杂化包覆的高性能彩色铝粉。以片状铝粉、硫代乙酰胺（TAA）和五水四氯化锡（5H2O·Sn Cl4）为原料,通过一步溶剂热法在铝粉表面生长二硫化锡,制备了一种高闪光性的金色铝粉。采用原位聚合法在金色铝粉上包覆了一层由三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）和甲基丙烯酸三氟乙酯（TFEMA）形成的含氟聚合物膜,制备了无机颜料着色-有机含氟膜封装的高性能铝粉。硫源是二硫化锡片层生长的关键,反应条件可以改变二硫化锡生长的状态及片层间隙,从而改变样品的颜色。FESEM、EDS、XPS等结果证明了杂化包覆的高性能铝粉成功制备。制备的金色铝粉色彩鲜艳,光泽度优异;杂化包覆型铝粉耐碱性优异,能抵御5 wt%碱液的侵蚀,对基材有很好的保护作用。（二）设计了一种色彩鲜艳的乙烯基砜型活性染料封装的高性能水性彩色铝粉。采用溶胶-凝胶法,利用乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）作为改性剂,在片状铝粉表面引入了乙烯基改性层。活性蓝19（RB-19）作为典型的乙烯基砜型活性染料,在铝粉表面发生聚合反应,得到RB-19封装的高性能水性彩色铝粉。优化了最佳制备条件,反应条件可以调控最终样品的颜色。FESEM、TEM、XPS等测试结果证实了乙烯基改性层和染料层的存在。RB-19在铝粉表面呈针织花样结构,染料层致密均匀,赋予了铝粉表面润湿性及耐腐蚀性能。制备的高性能铝粉色彩鲜艳,耐碱性优异,72 h内在5 wt%碱液中没有析氢行为。（三）设计了一种化学性质稳定的色彩鲜艳的有机颜料着色的彩色铝粉。采用聚苯乙烯磺酸钠（PSS）作为分散改性试剂,通过球磨机的作用力,对喹吖啶酮红、酞菁蓝等有机颜料表面富集阴离子,然后通过铜离子将分散改性的有机颜料锚定在铝粉表面,制备出颜色鲜艳的彩色铝粉。通过粒径分析优化最佳有机颜料改性条件,有机颜料在醇水体系中分散粒径降低至650 nm左右。FESEM、XPS等测试结果证实了该方法可以使得鲜艳的有机颜料着色在铝粉表面。所制备的彩色铝粉色彩鲜艳,光泽度好,装饰效果优异。