关键词： PTFE复合涂层   碳化硅晶须   均匀分散   骨架结构   界面载荷支撑   减磨  

摘要： 纤维填充是增强聚四氟乙烯（PTFE）复合涂层耐磨性和力学性能的常用手段。目前PTFE复合涂层中纤维含量通常在10%左右，若要实现更高的纤维含量则面临着纤维分散的难题。本研究通过优化晶须分散工艺，使用PTFE乳液，以硅树脂乳液为粘结剂，实现了高质量分数（17%-50%）且均匀分布的碳化硅晶须增强PTFE复合涂层制备。研究结果表明：当碳化硅晶须添加量较高时，均匀分散的晶须能够通过无序堆垛在复合涂层中形成自相似的连续骨架结构，有效抑制涂层中的裂纹扩展，复合涂层的冲击韧性提高了10倍、结合力提高了1倍以上。此外，晶须骨架为复合涂层提供了一个界面载荷支撑机制，增强了PTFE复合涂层对轴向力的抵抗，减小了磨损率。当加入的碳化硅晶须质量分数为17%时，复合涂层的综合性能最佳，抗冲击强度为50 kg·cm，磨损率为1.456×10-4mm3·N-1·m-1，维氏硬度HV为54.82，摩擦系数为0.12。该晶须骨架结构为高性能树脂基复合涂层的设计提供了参考。

关键词： 混凝土   纳米碳化硅   碳化硅晶须   碳化硅纤维   高温  

摘要： 将纳米碳化硅、碳化硅晶须和碳化硅纤维掺入混凝土,分别研究了三种碳化硅材料单掺对混凝土力学性能的影响,确定了三种碳化硅材料的最佳掺量,并对比分析了三种碳化硅材料对混凝土力学性能的提高效果。在此基础上,对混凝土进行了高温试验,研究了三种碳化硅材料对混凝土高温性能的影响。结合SEM试验,分析了三种碳化硅材料对混凝土性能的影响机理。结果表明,纳米碳化硅、碳化硅晶须和碳化硅纤维均可以提高混凝土的力学性能和高温性能。当纳米碳化硅、碳化硅晶须和碳化硅纤维的掺量分别为2.0%(质量分数)、3.0%(质量分数)、0.3%(体积分数)时,混凝土的力学性能最佳。纳米碳化硅对混凝土抗压强度和高温后残余抗压强度的提高效果最佳,碳化硅晶须对混凝土抗折强度、劈裂抗拉强度和高温后残余抗折强度的提高效果最佳。在混凝土中,纳米碳化硅发挥填充和纳米成核作用,碳化硅晶须发挥填充和阻裂作用,碳化硅纤维发挥阻裂作用。碳化硅材料具有良好的高温性能,在高温下保持完好,仍可发挥作用。

关键词： Graphene   Thin films   Silicon carbide whiskers   Electromagnetic interference shielding  

摘要： Developing lightweight and flexible thin films for electromagnetic interference(EMI)shielding is of great *** thin films of reduced graphene oxide containing SiC whiskers(SiC@RGO)for EMI shielding were prepared by a two-step reduction of graphene oxide(GO),in which the two steps were chemical reduction by HI and the solid phase microwave irradiation.A significant increase of the film thickness from around 20 to 200μm was achieved due to the formation of a porous structure by gases released during the 3 s of solid phase microwave *** total shielding effectiveness(SET)and the reflective SE(SE_(R))of the SiC@RGO porous thin films depended on the GO/SiC mass *** highest SET achieved was 35.6 dB while the SE_(R) was only 2.8 dB,when the GO/SiC mass ratio was 4∶*** addition of SiC whiskers was critical for the multi-reflection,interfacial po-larization and dielectric attenuation of EM waves.A multilayer film with a gradient change of SE values was constructed using SiC@RGO porous films and multi-walled carbon nanotubes *** highest SET of the multilayer films reached 75.1 dB with a SE_(R) of 2.7 dB for a film thickness of about 1.5 *** porous SiC@RGO thin films should find use in multilayer or sand-wich structures for EMI absorption in packaging or lining.

关键词： 超高性能混凝土   碳化硅晶须   长径比   力学性能   微观结构  

摘要： 研究了碳化硅晶须（Silicon carbide whiskers， SiCw）对超高性能混凝土（Ultra-high performance concrete， UHPC）力学性能的影响，并通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜和压汞法，对掺加碳化硅晶须后UHPC的微观结构进行了测定。结果表明：碳化硅晶须不利于基体早期（8 h内）力学性能的提高，但对其后期力学性能具有积极提升作用。这主要是由于：晶须外表面的SiO2保护膜早龄期时吸附溶液中的Ca2+，在一定程度上延缓了水泥水化的进行；而随着龄期的增加，晶须的成核效应、填充效应和桥接阻裂作用有效发挥，同时，晶须外表面的SiO2保护膜还会与水泥水化生成的氢氧化钙晶体发生反应，促使更多额外C-（A）-S-H凝胶的生成。此外，较大的长径比使得SiCw与UHPC基体的接触面积增加，二者间界面粘结力更强，导致晶须拔出过程中消耗能量更多，因此更有利于UHPC力学性能的提高。不过，但过高掺量的晶须难以均匀分散，它们容易团聚于UHPC基体中并形成缺陷，进而对混凝土的力学性能产生不利影响，试验以掺量0.15%时效果最佳。

关键词： 高密度聚乙烯   碳化硅晶须   导热性能   力学性能  

摘要： 采用碳化硅晶须(SiCw)用作高密度聚乙烯(HDPE)中的增强填料,制备高密度聚乙烯/碳化硅晶须(HDPE/SiCw)复合材料。通过对HDPE/SiCw复合材料导热系数、维卡软化温度、热性能及力学性能的表征和分析,探究SiCw掺量对HDPE复合材料力学及导热性能的影响。结果表明:随着SiCw掺量的增加,HDPE复合材料导热系数不断升高,且熔融温度T_(m)和热焓ΔH均不断增加。HDPE复合材料的热稳定性得到有效提升,同时,HDPE复合材料的维卡软化温度呈现先上升后小幅降低的趋势,HDPE复合材料的弹性模量、屈服强度及断裂强度均呈现先上升后波动或者稳定变化的趋势,而断裂伸长率呈现下降的趋势,在SiCw掺量为30%时,HDPE复合材料的导热系数为0.85 W/(m·K),而熔融温度T_(m)和热焓ΔH分别为144.12℃和162.1 J/g,HDPE复合材料的弹性模量、屈服强度及断裂强度分别为1 301.0、36.5、22.4 MPa,分别比纯HDPE增加了47.51%、36.70%、57.74%。

关键词： 聚酰亚胺   碳化硅晶须   硅烷偶联剂   弯曲强度   摩擦磨损  

摘要： 采用硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570对碳化硅晶须(SiCw)进行表面改性,研究了不同硅烷偶联剂改性SiCw/聚酰亚胺(PI)复合材料的硬度、弯曲强度和摩擦磨损性能。结果表明:KH550和KH560表面改性能有效提高复合材料的硬度和弯曲强度,KH560的提高效果更加明显,但KH570改性复合材料的硬度和弯曲强度明显降低。与GCr15球在6~12 N对磨时,KH550和KH560表面改性能够明显提高复合材料的耐磨性能。在较低载荷下(6 N)对磨时,KH560改性复合材料的磨损率最低,但随摩擦载荷增加磨损率迅速升高。在9~12 N较高载荷下,KH550改性复合材料的耐磨性能在各对比试样中最好。KH570改性试样在各载荷下的耐磨性能均较差,不适用于SiCw/PI复合材料中SiCw的表面改性。

关键词： 环氧树脂   碳化硅晶须   韧性   热导率   介电性能  

摘要： 针对饱和电抗器浇注用环氧树脂在受到电应力及机械振动时易出现老化开裂的问题,需要在保持其优良绝缘、抗腐蚀性能的基础上改善其力学性能及热学性能。本文以功能优化设计为原则,先通过热处理在碳化硅晶须(SiCw)表面形成二氧化硅介电层得到SiCw@SiO_(2),然后利用掺杂改性的方法制备SiCw@SiO_(2)/EP复合电介质,并对其介电性能、力学性能以及导热性能进行测试。结果表明:SiCw@SiO_(2)/EP复合电介质兼具高介电常数及低介质损耗,韧性也得到改善,且由于SiCw相互接触形成了连续导热网络,SiCw@SiO_(2)/EP复合电介质的导热系数相比纯环氧树脂提高了117%。

关键词： 碳化硅晶须   增韧补强   氧化铝复合材料   制备工艺  

摘要： 氧化铝是一种耐热、耐磨、电绝缘的陶瓷材料,在工业领域被广泛应用。氧化铝与其他材料复合制备而成的氧化铝复合材料性能优越,在航空等领域拥有广阔的应用空间。碳化硅晶须硬度最高、抗拉伸强度最大,同时也耐热,主要分为α型和β型两种形式,被广泛地应用到了航空等领域中。将碳化硅晶须加入到陶瓷基体中能够获得性能更为卓越的氧化铝复合材料。文章介绍了氧化铝复合材料及其性能、碳化硅及碳化硅晶须,其中提到了碳化硅晶须的三种制备工艺。其次介绍了碳化硅晶须在氧化铝复合材料制备工艺中的增强机理,最后,系统化地介绍了碳化硅晶须对氧化铝复合材料化学性能的影响。

关键词： 硅橡胶   碳化硅晶须   取向   导热性   绝缘性  

摘要： 随着电子产品的集成密度和功率密度不断增加,优化热界面材料变的尤为重要。本文以一维碳化硅晶须(SiC_(w))为填料,硅橡胶为基体制备出导热硅橡胶复合材料,综合分析了复合材料的微观形貌、物相结构、导热性及绝缘性。首先通过共沉淀法制备出Fe_(3)O_(4)对SiC_(w)包覆的改性材料,其次将包覆Fe_(3)O_(4)的SiC_(w)在液体硅橡胶基体中分散均匀,最后将其置于恒稳磁场中完成晶须取向及基体固化。结果表明:SiC_(w)晶须表面包覆一层Fe_(3)O_(4)纳米颗粒且在硅橡胶基体中呈现取向排列,制备出SiC_(w)取向结构的硅橡胶复合材料。当取向SiC_(w)含量达到10wt%时,相比于纯硅橡胶导热系数可提升72%,比未取向10wt%SiC_(w)填充的高40%。相比于纯硅橡胶体积电阻率下降两个数量级,但仍然具有良好的绝缘性。通过COMSOL对SiC_(w)随机分散与取向排列的硅橡胶复合材料进行模拟仿真,仿真结果表明,含量10wt%的SiC_(w)可使硅橡胶导热系数提升60%,体积电阻率在10^(15)Ω∙cm以上,而10wt%取向SiC_(w)可使硅橡胶导热系数提升170%,体积电阻率在10^(14)Ω∙cm以上,与实验结果的趋势相一致。