本文選題：溶膠-凝膠技術(shù)　切入點(diǎn)：涂層　出處：《中原工學(xué)院》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：本文分以異丙醇鋁、硝酸鋁、正硅酸乙酯為實(shí)驗(yàn)原料,采用溶膠-凝膠技術(shù)制備硅鋁氧化物前驅(qū)體溶膠,利用浸漬攪拌法將制備的硅鋁氧化物前驅(qū)體溶膠包覆于金剛石及碳纖維試樣的表面,熱處理后在金剛石和碳纖維的表面形成熱性能和機(jī)械性能良好的硅鋁氧化物涂層,通過(guò)分析DSC-TG、SEM、XRD、沖擊韌性測(cè)試和單顆�？箟簭�(qiáng)度測(cè)試等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)討論了硅鋁氧化物涂層對(duì)金剛石和碳纖維的熱性能和機(jī)械性能的影響。將包覆了硅鋁氧化物涂層的金剛石顆粒作為磨粒用于制備樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具,并進(jìn)行硬度、抗彎強(qiáng)度及耐磨性測(cè)試,將測(cè)得的數(shù)據(jù)與普通金剛石樹(shù)脂磨具進(jìn)行對(duì)比,討論了硅鋁氧化物涂層對(duì)磨具性能的影響。本文的實(shí)驗(yàn)部分包括:(1)Al2O3-SiO2系溶膠的制備工藝;(2)Al2O3-SiO2涂層對(duì)金剛石性能的影響;(3)Al2O3-SiO2涂層對(duì)樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具性能的影響;(4)3Al2O3-2SiO2涂層對(duì)碳纖維熱性能的影響。在制備Al2O3-SiO2前驅(qū)體溶膠的實(shí)驗(yàn)中,溶膠體系的pH需要通過(guò)控制乙酸的加入量進(jìn)行調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)體系的pH=3時(shí),此溶膠體系由溶液狀態(tài)完全轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài)所需要的時(shí)間為7.9h,當(dāng)體系在酸性環(huán)境時(shí),體系由溶液狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)所需要的時(shí)間隨體系pH的增大而增加。本章實(shí)驗(yàn)利用差示掃描量熱儀(DSC)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)熱處理后的Al2O3-SiO2粉體進(jìn)行熱性能分析和形貌分析,數(shù)據(jù)表明,此溶膠體系中體系pH的變化對(duì)Al2O3-SiO2粉體的熱性能有明顯的影響。在Al2O3-SiO2涂層對(duì)金剛石性能的影響的研究中,利用浸漬攪拌法將制得的Al2O3-SiO2前驅(qū)體溶膠包覆于金剛石表面,經(jīng)熱處理后在金剛石表面形成Al2O3-SiO2涂層。研究發(fā)現(xiàn),在金剛石的包覆過(guò)程中,不同的攪拌速度對(duì)金剛石表面最終形成的Al2O3-SiO2涂層的厚度及涂層對(duì)金剛石包覆的完整性有明顯的影響。數(shù)據(jù)表明,當(dāng)攪拌速度被設(shè)定為400rpm時(shí),經(jīng)過(guò)熱處理后在金剛石表面形成的Al2O3-SiO2涂層的厚度較大,涂層完整且致密。通過(guò)DSC-TG測(cè)試、沖擊韌性測(cè)試、單顆�？箟簭�(qiáng)度測(cè)試等方法對(duì)金剛石試樣進(jìn)行性能表征,數(shù)據(jù)表明,在金剛石表面形成的Al2O3-SiO2涂層使金剛石的抗氧化性提高了100℃,沖擊韌性提高11%,單顆�？箟簭�(qiáng)度提高100psi。在Al2O3-SiO2涂層對(duì)樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具性能的影響的研究中,使用表面存在Al2O3-SiO2涂層的金剛石作為磨粒制作樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石磨具,數(shù)據(jù)表明,涂層金剛石樹(shù)脂磨具的硬度和抗彎強(qiáng)度與普通金剛石樹(shù)脂磨相比具有了較大提高,其耐磨性提高了12%。在3Al2O3-2SiO2涂層對(duì)碳纖維熱性能的影響的研究中,在制備Al2O3-SiO2前驅(qū)體溶膠的基礎(chǔ)上通過(guò)調(diào)整硅源、鋁源的配比制備3Al2O3-2Si O2前驅(qū)體溶膠,并將溶膠包覆于碳纖維試樣表面,熱處理后在碳纖維表面形成3Al2O3-2SiO2涂層。利用TG測(cè)試、XRD分析等測(cè)試方法對(duì)涂層碳纖維試樣的熱性能進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn),3Al2O3-2SiO2前驅(qū)體溶膠的濃度對(duì)在碳纖維表面最終形成的3Al2O3-2SiO2涂層的厚度有明顯的影響,且涂層的存在使碳纖維在恒溫工作條件下的抗氧化性提高了40%,連續(xù)升溫工作條件下的抗氧化性提高200℃。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

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