吴胜坤, 黄天勇, 谢岩, 王展鹏, 包琦, 张敏, 叶航, 刘琦

2023, 42(6): 1897-1911.

摘要 ( 543 )

PDF (7841KB) ( 540 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了减缓建筑行业生产过程中CO₂排放对全球气候变化的影响,建筑行业提出了CO₂矿化封存技术,即利用CO₂与水泥基材料中的水泥熟料以及水泥水化产物等反应生成以方解石为主的碳酸钙(CaCO₃)沉淀和无定形高聚合度硅胶(SiO₂·nH₂O)。CO₂矿化养护水泥基材料在实现永久封存利用CO₂的同时,因其矿化产物具有较好的稳定性、填充效应和成核效应,矿化养护后的水泥基材料力学强度得以提升,耐久性得到改善,相比其他养护方法,短时间内可以获得具有高性能的水泥基材料。本文总结了现阶段CO₂矿化养护水泥基材料的最新研究进展,从反应机理和影响因素两方面进行了介绍,详细分析了预养护、相对湿度、水胶比、CO₂浓度、养护压力和温度等养护条件对水泥基材料CO₂矿化养护后性能、固碳率以及矿化程度的影响,并对CO₂矿化技术在水泥基材料中未来的发展和研究方向进行了展望。

蛇纹石混凝土研究应用进展

杨昭, 石建军, 许新春, 张志恒

2023, 42(6): 1912-1920.

摘要 ( 161 )

PDF (7129KB) ( 133 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

蛇纹石混凝土具有优异的中子屏蔽性,国外已将其广泛用于核工业及医疗行业屏蔽中子辐射。我国核事业发展迅速、蛇纹石矿产丰富,本应对蛇纹石混凝土有大量研究及应用,但事实上,蛇纹石混凝土在我国不仅研究较少,其应用更是远不及国外。基于此,本文归纳了蛇纹石骨料特性,对比了三种蛇纹石亚类骨料的物理性质、粒形特征和化学成分,详细阐述了蛇纹石骨料对混凝土性能的影响,并分析了当前蛇纹石混凝土研究存在的不足之处,梳理了蛇纹石混凝土应用现状。最后,为促进蛇纹石混凝土在我国的进一步研究与应用,对该领域未来发展进行展望。

基于生命周期的工业副产石膏制备胶凝材料碳足迹评价

李莹, 段鹏选, 倪文, 张大江

2023, 42(6): 1921-1930.

摘要 ( 137 )

PDF (1355KB) ( 135 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在“两山”理论、“双碳”目标的新形势下,我国发布了一系列政策及优惠条件鼓励以工业副产石膏为原料制备石膏胶凝材料,包括建筑石膏、α型高强石膏、混合相石膏等。迄今为止,国内鲜有关于石膏胶凝材料的碳足迹核算报告。本文基于生命周期评价方法,针对工业副产石膏制备石膏胶凝材料建立碳足迹核算模型,并以磷石膏制备α型高强石膏为例进行验证。结果表明,α型高强石膏产品原料获取、生产、运输三个阶段的碳足迹分别为3.95、288.04、14.31 kg CO₂ eq/t,总量为306.3 kg CO₂ eq/t,其中生产阶段碳排放量最大,是降低能耗、减少碳排放、节约成本的重要环节。本文建立的碳足迹核算模型适用于建筑石膏、α型高强石膏、无水石膏、混合相石膏等产品碳足迹核算。

高黏性水泥3D打印堵塞机理分析

王益博, 任常在, 闫明, 敖晨阳

2023, 42(6): 1931-1937.

摘要 ( 92 )

PDF (5847KB) ( 78 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为解决高黏性水泥3D打印堵塞问题,通过构建3D打印平台开展了物理模拟试验,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对硬化产物进行检测,并利用有限元软件Polyflow分析打印喷头内部流场,最后结合试验和数值仿真结果确认堵塞问题原因。结果表明:高黏性水泥的凝结时间在10~23 min,与普通硅酸盐水泥相比,其会更快地硬化形成棱形晶体;打印喷头内部的压力梯度在挤出口变径处达到峰值113.9 kPa,并且螺槽内的浆料以塞流形式输运;在3D打印过程中,部分浆料黏附在螺杆表面,并快速硬化形成的产物嵌入到螺杆微观凹凸表面中,而未黏附的浆料在筒内高压差作用下以塞流形式输送,在筒内变径处发生液相迁移,最终导致打印堵塞。研究结果可为高黏性水泥3D打印喷头设计提供理论支撑。

复合增稠剂对大流态薄层砂浆性能的影响及其抗裂机理

杨文秀, 赵青林, 周明凯, 吴德凡, 武苗苗, 沈卫国

2023, 42(6): 1938-1949.

摘要 ( 105 )

PDF (9911KB) ( 93 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

基于温轮胶(WG)和羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)这两种增稠剂的特点,将二者复掺以解决严酷环境下薄层施工用水泥基大流态砂浆易开裂的问题。研究中通过对比WG、HPMC及复合增稠剂的作用效果,明晰了复合增稠剂对大流态砂浆工作性能、力学性能及抗裂性能的影响规律,并结合冷冻扫描电镜对复合增稠剂抗裂作用机理进行了剖析。结果表明:单掺WG、HPMC均无法解决严酷环境下砂浆开裂的问题;复合增稠剂在保水性和抗裂性能上表现更优,且砂浆弹性模量降低,柔韧性提升,夏季在室外暴晒也不会开裂。砂浆抗裂机理在于复合增稠剂融合了WG和HPMC各自优势特点,在体系浆液空间形成三维网状结构与膜状结构的叠加,三维网状结构可大幅增强浆料稳定性,而膜状结构在再次增强浆料稳定性的同时大幅提升砂浆的保水性,进而减弱水分扩散蒸发,达到砂浆抗裂的目的。

基于接触电阻的水泥基材料裂缝自修复效果定量表征方法

张旋, 傅昌皓, 詹其伟, 苏依林, 潘志宏

2023, 42(6): 1950-1959.

摘要 ( 84 )

PDF (7228KB) ( 67 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

裂缝自修复效果是评价材料功能恢复水平的重要依据。为实现水泥基材料裂缝全断面修复效果的综合评定,开展了基于接触电阻理论的裂缝自修复评价方法研究,包括导电材料选择与优化、测试参数优化和计算方法推导等。结果表明,0.3%体积掺量碳纤维能有效降低水泥基材料电阻率,并同步改善力学性能。测量电压对电阻率测试结果无显著影响,电阻率随接触压力的增加逐渐降低。自修复过程即裂缝面接触形式变化的过程,同时伴随接触电阻的变化,从而可以构建接触电阻与自修复效果的定量计算公式。该方法仅与修复产物在裂缝面的分布数量有关,不受空间分布形式影响。研究结论为水泥基材料自修复效果定量表征提供借鉴。

细菌ECC的自愈合及力学性能研究

孙溪晨, 陈柄丞, 汪洋, 冯君

2023, 42(6): 1960-1969.

摘要 ( 99 )

PDF (11859KB) ( 90 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术已被广泛应用于水泥基材料改性中,以实现其微裂纹自愈合。工程水泥基复合材料(ECC)具有受拉细密多裂缝特性,可以掺入巴氏芽孢杆菌微生物来获得基于MICP技术原理的自愈合ECC。结合单轴压缩、单轴拉伸和SEM、XRD测试,对细菌ECC的力学性能及其自愈合性能开展试验研究。结果表明:MICP技术使细菌ECC具有良好的自主愈合能力,并能在一定程度上恢复细菌的ECC力学性能;自修复养护28 d后,细菌ECC抗压强度恢复了9.44%,极限抗拉强度恢复了15.4%,拉伸应变提高了21.3%,裂缝填充物为球霰石形貌的碳酸钙,本研究旨在获得一种基于MICP技术原理下具有强自愈合能力的新型细菌ECC。

吸水树脂集料混凝土的中心质效应研究

刘云鹏, 彭波, 王韶辉, 王发洲

2023, 42(6): 1970-1979.

摘要 ( 103 )

PDF (9910KB) ( 90 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文基于中心质假说,通过测试单个吸水树脂集料(SAP集料)或聚苯乙烯颗粒(EPS集料)的混凝土抗压强度,定量表征了不同颗粒粒径(6~20 mm)SAP集料的正、负中心质效应。结果表明,SAP集料释水对水泥砂浆表现出界面增强的正中心质效应与形成孔洞造成的负中心质效应。提出了SAP集料引入气孔带来负中心质效应的经验公式。随着SAP集料颗粒粒径增加,负中心质效应逐渐增强,同时正中心质效应呈先增强后变弱的趋向。提出了SAP集料在不同水灰比砂浆基体中的“临界尺寸”的概念,临界尺寸与基体的水灰比、养护龄期等因素有关。

回字形3D打印混凝土受压性能试验及数值模拟

张海燕, 唐国铭, 过民龙, 康胜国

2023, 42(6): 1980-1986.

摘要 ( 90 )

PDF (14548KB) ( 78 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文将回字形3D打印混凝土试样切割成中心回字型、边缘条纹型和角部拐角型三种类型试块,开展X、Y和Z三个方向的抗压强度试验,并利用基于界面黏结的有限元模型模拟其受压行为,探究回字形3D打印混凝土的强度不均匀性、各向异性和形成机理。结果表明:三种类型试块均为X向(顺打印条带方向)抗压强度最高,Z向(逐层叠加方向)强度最小,其中,中心回字型试块三个方向的平均强度最高,各向异性也最显著,但总体而言三种类型试块的平均强度差异不大;有限元模型的强度计算结果及损伤特征与试验结果基本吻合,说明黏结单元的引入能较好地模拟3D打印混凝土的界面行为;与受力方向垂直的水平界面对强度影响较大,不同加载方向上此类界面的数量和分布不同是导致3D打印混凝土强度各向异性的主要原因。上述研究为3D打印混凝土的打印路径规划提供了参考。

砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能试验研究

赵炎翡, 张诗凡, 闫兴非, 张涛, 彭帅, 吴波, 余振鹏, 杜晓庆

2023, 42(6): 1987-1995.

摘要 ( 75 )

PDF (9351KB) ( 65 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为探究砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能,设计混凝土、砂浆以及砂浆-混凝土接缝界面三种不同试件,应用液压伺服试验机和霍普金森杆(SHPB)对试件静动态力学性能展开试验研究,由试验获取不同拼接缝工况下试件破坏形态和力学特征参数。同时,利用CT扫描技术,分析了三种不同试样的动态增强效果,并从细观层面揭示了其作用机理。结果表明:在静态作用下,接缝试件整体抗压强度处于砂浆试件与混凝土试件之间;在动态作用下,三种不同试件抗压强度随着应变率提高逐步增加,混凝土对应变率有更强的敏感性,砂浆的敏感性最弱。相较于混凝土试件,砂浆和砂浆-混凝土接缝试件受压破坏后的完整性显著提升;利用试验数据并基于欧洲混凝土委员会提出的CEB公式优化得到适用于三种不同材料的动态提高因子(DIF)与应变率数学模型,该模型具有较好的适用性。

掺陶砂超高性能轻质混凝土的性能及其影响因素

王青, 高舒畅, 高嘉呈, 文长城, 徐港

2023, 42(6): 1996-2006.

摘要 ( 88 )

PDF (10547KB) ( 68 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文研究了水胶比、胶砂比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、钢纤维掺量和陶砂密度等级对掺陶砂超高性能轻质混凝土(UHPLC)工作性能、力学性能、表观密度和比强度的影响,确定了最佳配合比,制得了干表观密度为1 950 kg/m³、流动度为233 mm(略高于超高性能混凝土)、28 d抗压/抗折强度不小于120/20 MPa的UHPLC。借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜,探讨了UHPLC水化产物、微观形貌随时间的变化规律,并从微观结构角度分析了陶砂与基体、钢纤维与基体的界面过渡区特征,揭示了相同条件下UHPLC比强度随陶砂密度等级增大而增大的变化规律。经过标准化回归系数分析,发现钢纤维掺量对UHPLC强度、密度影响最大,贡献率均大于40%,而对UHPLC流动性影响最显著的因素是水胶比,贡献率为38.18%,胶砂比对流动性有较为明显的影响,贡献率为27.20%。

杂散电流环境下UHPC劣化特征研究

高德军, 黄玉龙, 王青, 王旋

2023, 42(6): 2007-2014.

摘要 ( 75 )

PDF (10326KB) ( 59 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为研究杂散电流环境下超高性能混凝土(UHPC)的耐久性问题,采用电迁移加速锈蚀试验方法,研究了环境类型、氯离子浓度、胶材类型对杂散电流环境下UHPC锈蚀形态、超声波速损失率、损伤深度、孔隙率及强度损失的影响。结果表明:杂散电流环境下UHPC试件首先在表面产生裂缝、剥落等现象,随通电时间增加,损伤由表及里递进发展,内部纤维严重锈蚀并与基体分离;杂散电流环境下UHPC损伤深度随通电时间的增加近似呈二次函数增长,无氯离子环境或氯离子浓度小于1%(质量分数)时,对UHPC损伤深度的影响不显著,但随氯离子浓度增大,影响渐趋显著,氯离子浓度为3%时UHPC的损伤深度较1%时大1倍;相同条件下,UHPC越密实,抗杂散电流损伤的能力越强,在UHPC中掺入磷渣粉或粉煤灰有助于增强其耐蚀性能。

基于核磁共振法的纳米TiO₂混凝土抗冻性能研究

赵燕茹, 张建新, 李娜, 关鹤

2023, 42(6): 2015-2026.

摘要 ( 76 )

PDF (14099KB) ( 62 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

孔结构演化对混凝土抗冻性能至关重要,为研究纳米TiO₂对混凝土孔结构及抗冻性能的影响,本文选取替代率分别为0%、1%、3%、5%(质量分数,下同)的纳米TiO₂混凝土为研究对象,进行了快冻法试验、抗压强度试验、核磁共振试验及扫描电子显微镜试验。通过纳米TiO₂混凝土冻融循环前后质量、动弹模量、抗压强度、孔结构及微观形貌的变化,评估-18~5 ℃条件下的冻融损伤并分析纳米TiO₂对混凝土性能的改善机理;同时建立抗压强度、相对动弹模量、自由水饱和度及裂缝占比响应模型以确定纳米TiO₂的最佳掺量。结果表明:适量的纳米TiO₂可有效改善混凝土微观形貌,增加混凝土微孔及中孔的比例,减小大孔及裂缝的比例,过量的纳米TiO₂会使混凝土中大孔和裂缝的比例增大,不利于混凝土抗冻性能的提高;纳米TiO₂掺量为1%时,混凝土抗冻性能最佳。基于抗冻性能指标与孔隙测试结果建立响应模型,确定纳米TiO₂最佳掺量接近1%,这与试验结果相符合。

内养生混凝土力学行为及抗氯离子渗透性能研究

刘玉涛, 高艺榕, 马必聪

2023, 42(6): 2027-2036.

摘要 ( 81 )

PDF (7023KB) ( 74 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

随着我国基础建设的不断推进,对混凝土材料的要求也越来越高,高吸水性树脂(SAP)作为一种新型内养生材料具有重量轻、吸水保水性好、受压后不易脱水等优点,受到越来越多国内外学者的关注。为了探究SAP内养生混凝土力学行为及抗氯离子渗透性能,制备了不同掺量和粒径的SAP混凝土进行试验,并借助核磁共振(NMR)与扫描电子显微镜(SEM)观察与分析SAP混凝土内部微观孔结构。结果发现,掺入SAP明显地降低了混凝土的早期强度,相较于基准组3 d强度最高降低可达25%,但对中后期强度影响较小。SAP的掺入对混凝土内部孔结构的影响明显,随着养护龄期的增长,SAP的内养护作用逐渐发挥,孔隙结构得到明显优化。SAP的掺入提高了混凝土的抗氯离子渗透能力,相较于基准组56 d抗渗性能最高提升38%,通过BP神经网络拟合可以较好地对氯离子扩散系数进行预测。

粒径和围压对珊瑚砂侧限压缩性能的影响

熊雪梅, 郑宇轩, 黄俊宇, 周风华

2023, 42(6): 2037-2046.

摘要 ( 77 )

PDF (7820KB) ( 60 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

珊瑚砂作为海洋岛礁的重要建筑材料,广泛应用于海岛地基、路基、机场跑道等军民用工程的吹填和建设。针对南海某岛礁珊瑚砂开展了一系列侧限压缩试验,量化研究了初始粒径和被动围压对珊瑚砂侧限压缩性能的影响规律,可为后续珊瑚砂粒径效应和被动围压效应的研究工作提供参考。试验结果表明,被动围压下珊瑚砂的轴向工程应力应变曲线呈递增硬化特性,珊瑚砂侧限压缩的应力路径与颗粒粒径基本无关,被动围压随轴向应力增加呈线性增长,约为轴向应力的35%。本文精确计算了珊瑚砂的屈服强度和可压缩指数,得到以下结论:珊瑚砂的屈服强度随着平均粒径的增大呈幂指数减小的趋势,而可压缩指数则呈幂指数上升的趋势,这表明粒径越大的珊瑚砂颗粒破碎起始应力越低,颗粒破碎越严重,试样可压缩性越高;珊瑚砂的屈服强度几乎不受被动围压水平的影响,只与试样本身的材料特性有关,而可压缩指数随着被动围压的增大而明显减小,这是由于高被动围压限制了珊瑚砂的颗粒破碎,使珊瑚砂可压缩性变低。

镉在黏土烧结过程中的固化机理

盛广宏, 王柯宜, 马研, 罗士宇, 王诗生, 刘玲

2023, 42(6): 2047-2053.

摘要 ( 77 )

PDF (5706KB) ( 62 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以黏土为原料,通过控制化学成分和烧结温度对Cd进行烧结固化,测试其对Cd的固化率和浸出浓度的影响,通过XRD、SEM、XPS、FTIR和重金属形态分析探讨黏土烧结过程中Cd的固化机理。结果表明:提高Fe₂O₃含量有利于赤铁矿的生成,Cd在750 ℃时的残渣态占比高于其他样品;提高铝硅比后,样品中CdAl₂Si₂O₈含量增多,当铝硅比为0.3、温度为1 050 ℃时,Cd的固化率最高可达99.64%;CaO含量提高至3%(质量分数)后,浸出浓度低于1 mg/L,钙长石的形成可提高浸出液的pH值进而抑制Cd的浸出。黏土经烧结后可形成更致密的结构,将Cd包裹在液相内,同时Cd²⁺可取代Ca²⁺进入晶体中生成稳定的CdAl₂Si₂O₈,使得Cd在黏土中被固定。

烧成温度对菱镁矿尾矿合成镁橄榄石性能的影响

董浩然, 聂建华, 梁永和, 蔡曼菲, 鞠茂奇, 温立冬, 李洲

2023, 42(6): 2054-2061.

摘要 ( 81 )

PDF (14418KB) ( 78 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以菱镁矿尾矿和硅石为原料,采用固相烧结法合成陶粒支撑剂用镁橄榄石原料,不仅有利于菱镁矿尾矿的二次资源化利用,还可代替天然镁橄榄石作为陶粒支撑剂原料,为其制备原料提供新的方向。本文通过对物相组成、显微结构、常温物理性能等表征,探究了不同烧成温度对合成镁橄榄石性能的影响,同时横向对比了不同烧成温度下试样的酸溶解度。结果表明,当烧成温度为1 400~1 550 ℃、恒温时间为3 h时,试样中的主物相均为镁橄榄石;随着烧成温度的提高,镁橄榄石晶粒不断增大,提高了试样的常温物理性能与耐酸性能,但过高的烧成温度会导致试样中玻璃相含量的增加,影响其性能。当烧成温度为1 500 ℃时,试样常温力学性能达到最大值,酸溶解度最低。

工程泥浆脱水泥饼制备烧结陶粒及其性能研究

沈益航, 陈萍, 楼洪海, 沈云扬, 王子昂, 詹良通

2023, 42(6): 2062-2070.

摘要 ( 80 )

PDF (7858KB) ( 61 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了寻求工程泥浆的高值资源化利用有效途径,以经机械脱水泥饼为主要原料,掺加不同比例的粉煤灰和钢渣制备陶粒,设计了高含水率泥饼制备陶粒的成型设备和工艺流程,探究了化学组成对陶粒性能的影响,测试了陶粒混凝土和易性及强度性能,并与普通混凝土进行了对比。研究表明:掺入适量钢渣能有效提升陶粒的强度,降低吸水率;而粉煤灰则反之,主要原因是钢渣的掺入优化了黏土的SA/R(难熔成分与助熔成分质量比),而粉煤灰的掺入则劣化了该比值。当钢渣掺入量为10%(质量分数)时,烧结陶粒的筒压强度为5.8 MPa,吸水率为10.4%,堆积密度为1 076 kg·m^-3,表观密度为2 010 kg·m^-3,满足《陶粒混凝土技术规程》(DBJ/T 15-62—2021)中关于高强陶粒的使用要求,可以应用于陶粒混凝土。按C45设计的陶粒混凝土抗压强度为23.49 MPa,流动性较好,表观密度较低,能降低其12.4%的自重,适用于非承重结构。

电解锰渣中锰的柠檬酸浸出工艺及机理研究

张欢欢, 方双明, 付娟, 程金科

2023, 42(6): 2071-2080.

摘要 ( 103 )

PDF (7867KB) ( 69 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

电解锰渣中锰浓度较高,不仅浪费锰资源,还会制约锰渣综合利用。以柠檬酸为助剂高效浸出锰渣中的锰可促进锰渣资源化利用和电解锰行业绿色低碳发展。本文研究浸出工艺参数对锰渣中锰浸出浓度的影响,通过物相、结构、价态、形貌和动力学分析建立锰浸出模型,探讨浸出机理。结果表明:当柠檬酸掺量25%(质量分数)、液固比5∶1、浸出时间30 min时,锰浸出效果较好,浸出率为93.6%。锰浸出动力学符合收缩核模型,受化学反应和固体膜层混合控制。柠檬酸将高价态锰还原为二价锰,二价锰与柠檬酸以1∶2配位形成螯合物,螯合方式为柠檬酸分子的羧基和羟基共同参与成键。

粉煤灰基多孔地聚物的结构及过滤性能

陈曦平, 王诏田, 罗洪杰, 程岩, 吴林丽, 姜昊

2023, 42(6): 2081-2091.

摘要 ( 122 )

PDF (15495KB) ( 116 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

目前,工业除尘滤袋的工作温度不高于280 ℃,通常在过滤前需先将高温烟气进行降温处理。为了制备高效且耐温性良好的新型过滤材料,本文以粉煤灰为主要原料,以H₂O₂为发泡剂,通过聚合反应制备了多孔地聚物,并对其形貌、孔结构、抗折强度和过滤性能进行了表征。结果表明:H₂O₂的最佳添加量为0.98％(质量分数),此时多孔地聚物下表面与内部的平均孔径分别为17.3和171.5 μm,孔隙率为56.2％,常温下抗折强度为2.2 MPa,过滤阻力为6.2×10^-3 MPa,对PM10和PM2.5的过滤效率分别为98.2％和93.3％,经800 ℃的热处理后,抗折强度增加到3.4 MPa,对PM10和PM2.5的过滤效率均保持在90％以上,过滤阻力增加了1×10^-3 MPa。因此,以粉煤灰基多孔地聚物作为高温烟气过滤材料具有良好的应用前景。

偏高岭土-矿渣地聚物孔结构及介质传输性能研究

谢虢伦, 钟卿瑜, 杨翼玮, 黄敦文, 彭晖

2023, 42(6): 2092-2105.

摘要 ( 91 )

PDF (5820KB) ( 91 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

地聚物是通过化学激发生成的具有低碳属性的新型胶凝材料,具有部分取代水泥的巨大潜力。本文通过压汞试验表征了偏高岭土-矿渣地聚物净浆及砂浆的孔隙结构,分析了液固比、砂体积分数等因素对孔结构特性的影响,明确了孔结构特性与面分形维数的相关性。采用氯离子非稳态电迁移试验、非稳态自然扩散试验和水分扩散试验,研究了偏高岭土-矿渣地聚物净浆与砂浆的抗渗透性能,分析了液固比、砂体积分数及孔面分形维数与浆体介质传输性能的相关性。结果表明:随着液固比增大,地聚物净浆的孔隙率和最可几孔径均增大,抗渗透性能降低;地聚物砂浆的抗渗透性能优于水泥砂浆,砂体积分数增加时,地聚物砂浆的最可几孔径和介质传输系数均先减小后增大,抗渗透性能先增强后减弱;孔面分形维数能较好地表征地聚物浆体孔结构特性,并与抗渗透性能相关性良好。

碱激发矿粉-粉煤灰-偏高岭土地聚物水化行为和力学性能

刘刚, 丁明巍, 刘金军, 万惠文, 薛永杰, 蹇守卫

2023, 42(6): 2106-2114.

摘要 ( 154 )

PDF (12941KB) ( 134 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

通过改变矿粉、粉煤灰、偏高岭土的配合比,用复配后的水玻璃进行碱激发,制备三元地聚物,测试了三元地聚物凝结时间以及抗折、抗压强度。利用XRD、SEM、EDS及DTG研究硬化浆体中水化产物的形貌和成分,并对水化过程进行分析。结果表明,该三元地聚物是由原材料在碱激发水化作用下生成的以水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶为主的复合胶凝材料。矿粉掺量越高,新拌浆体凝结时间越短,水化产物中钙系凝胶越多,试件强度越高。矿粉含量为10%、30%、50%、70%、90%(质量分数)的5组试件3 d抗压强度分别为2.1、14.1、24.2、29.7、37.9 MPa。养护龄期越长,反应越完全,水化产物越多,试件抗压强度越高。当矿粉含量为50%时,三元地聚物1、3、7、28 d抗压强度分别为12.3、24.2、27.3、36.8 MPa。当矿粉含量为90%、养护龄期为28 d时,试件抗折、抗压强度最高,分别为12.0、52.0 MPa。该体系较短的凝结时间使其在道路修补材料及3D打印等领域有着较为广阔的应用前景。

硫氧镁水泥改性半水磷石膏试验研究

翁友法, 李沫弦, 王超凡, 陈兵

2023, 42(6): 2115-2120.

摘要 ( 96 )

PDF (7479KB) ( 72 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对半水磷石膏硬化后力学性能低和耐水性能差等问题,采用硫氧镁水泥对其改性,研究了硫氧镁水泥掺量对半水磷石膏凝结时间、力学性能和耐水性能的影响,从微观结构角度分析了硫氧镁水泥改性半水石膏的作用机理。结果表明,掺入硫氧镁水泥显著延缓了半水磷石膏的终凝时间,保证了半水磷石膏的施工操作时间。半水磷石膏溶解电离出的硫酸根离子参与硫氧镁水泥水化,形成稳定的517相填充在二水石膏中,大幅度提升了半水磷石膏的力学性能和耐水性能。

水泥-磷石膏稳定碎石路面基层材料的研究与应用

刘超, 赵德强, 马倩, 陈贵, 黄娅, 沈卫国

2023, 42(6): 2121-2130.

摘要 ( 136 )

PDF (13342KB) ( 99 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了促进磷石膏的综合利用,改善水泥稳定碎石的抗裂性能。本文通过磷石膏部分取代细集料制备了一种水泥-磷石膏稳定碎石材料,系统地分析了材料强度、水稳性能和抗裂性能的影响因素。结果表明,水泥剂量、磷石膏掺量和集料级配均对水泥-磷石膏稳定碎石材料的强度有较大影响。适当将细集料的质量分数降低5%~10%,更有利于材料形成骨架密实型结构。磷石膏除了具有细集料的填充作用,还可以促进膨胀性钙矾石(AFt)晶体生长。磷石膏掺量为8%(质量分数)的水泥-磷石膏稳定碎石泡水养护7 d的强度保持率为73.4%,水稳性能良好,与水泥稳定碎石相比,其7 d强度提高了26.7%,28 d干缩应变降低了40.3%。在贵州省某二级路进行了工程应用,试验段检测的合格率为100%,验证了生产配合比的可行性。

缓凝剂对磷石膏-硫铝酸盐水泥复合胶凝体系性能影响

万子恒, 金子豪, 苏英, 王丽玥, 王斌

2023, 42(6): 2131-2039.

摘要 ( 77 )

PDF (11012KB) ( 83 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文研究了柠檬酸(CA)和蛋白质类(SC)两种缓凝剂对磷石膏-硫铝酸盐水泥复合胶凝体系性能的影响,并对其进行流动度、凝结时间、抗压强度测试,以此来评价复合体系的工作性能和力学性能,通过分析浆体电导率、物相组成和微观形貌的变化来阐明不同缓凝剂的影响机制。结果表明,达到相同的凝结时间时, SC作用下复合胶凝体系的强度损失较CA更小。两种缓凝剂的引入对复合体系水化诱导期和加速期都有一定的抑制作用,同掺量下缓凝剂CA较SC的抑制作用更大。缓凝剂CA会导致二水石膏晶体呈扁平、粗大的结构,对复合体系的力学性能影响更大;而SC会使二水石膏晶体的整体尺度增大,但对晶体形貌影响不大,对复合体系力学性能的劣化作用更小。

新型生物质硅掺合料的活性及影响因素研究

曹锋, 乔宏霞, 张颖, 李双营, 赵紫岩

2023, 42(6): 2140-2149.

摘要 ( 84 )

PDF (13051KB) ( 69 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了解决废弃农作物青稞秸秆的资源处置问题,将废弃青稞秸秆在室外自然焚烧后再经过煅烧及研磨处理,从而制备成新型生物质硅掺合料。通过正交试验设计对青稞秸秆灰(HBSA)的制备条件及设计参数进行初步分析与二次验证;采用响应面优化分析方法建立响应面预测模型,对HBSA的制备条件进一步优化分析,从而验证正交试验结果的合理性;基于灰熵关联分析,确定了HBSA的活性影响因素的主次关系;采用多种微观测试技术对最优条件下制备的HBSA的微观结构进行测试分析,进而揭示HBSA能够作为活性掺合料的原因。结果表明,当二次煅烧温度为600 ℃、煅烧时间为2 h、研磨时间为2 h时,HBSA的活性最高,相对活性指数高达1.06。响应面优化方法能够有效用于HBSA的活性制备参数设计,响应面预测模型具有较高的预测精度,较好地验证了正交试验结果的准确性。煅烧温度的灰熵关联度最大,应作为HBSA制备过程中的首要控制因素。HBSA具有较细的粒度、较大的比表面积和较高的活性SiO₂含量,有效促进了HBSA的活性效应。

氧化锆全瓷冠光固化3D打印研究进展

周远恒, 陈才俊, 葛军显, 王佳新, 魏瑞勇, 邢占文

2023, 42(6): 2150-2160.

摘要 ( 261 )

PDF (6428KB) ( 141 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

由龋病、牙周炎等疾病导致的牙齿缺失在我国十分常见,临床上主要采用口腔修复进行治疗。氧化锆凭借优异的力学性能、良好的生物相容性和好的美学表现成为齿科修复领域的理想修复材料。传统的计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)减材制造虽然加工精度高,边缘适合性好,但是存在材料浪费、刀具磨损和咬合面窝沟处制作精度不足等缺点。增材制造(3D打印)作为快速成型技术的典型代表,满足构建精准、个性化和复杂结构全瓷冠的基本要求,有望成为全瓷冠制备的潜在候选技术。本文综述了近年来国内外各研究团队在氧化锆全瓷冠光固化3D打印及应用的进展,对陶瓷浆料组成、打印过程支撑结构设计、打印参数优化、后处理工艺路线以及打印后产品性能的评价进行综述与分析,并辅以大量实例进行说明;最后指出氧化锆全瓷冠光固化3D打印领域未来将面临的挑战,并给出一定指导意见。

SiC与耐热钢在高温真空中的界面反应机制研究

谢莹莹, 陈毛, 宋子杰, 范冰冰, 张锐, 陈勇强

2023, 42(6): 2161-2171.

摘要 ( 103 )

PDF (22622KB) ( 77 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

碳化硅陶瓷可用作镁冶炼还原钢罐的内衬。在真空和1 200 ℃条件下,通过扩散偶试验,对SiC与耐热钢的界面反应进行了系统研究。结果表明,在反应初期,界面反应的主要产物为金属硅化物和石墨,其中分布在界面的片状石墨阻碍了界面反应。由于界面上低熔点硅镍化合物的熔化,片状石墨在Ni的催化作用下转变为纤维状石墨,失去了对碳化硅的保护作用。界面反应由固-固反应转变为固-液反应,界面反应过程加快,加速了钢对碳化硅的侵蚀。与耐热钢相比,SiC与纯铁的界面反应速率明显降低,金属熔化所需温度也显著升高。减少耐热钢中的Ni含量,可以有效阻止耐热钢和SiC之间的反应。

石棉尾矿制备原顽火辉石基微晶陶瓷的物相组成演变及性能研究

李湘, 孙红娟, 彭同江, 陈涛, 王璨

2023, 42(6): 2172-2181.

摘要 ( 78 )

PDF (14950KB) ( 64 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以石棉尾矿、石英砂尾矿为主要原料,采用一次烧结法制备原顽火辉石基微晶陶瓷。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜等测试手段,探究不同m(SiO₂)/m(MgO)质量比、烧结温度对微晶陶瓷晶相组成、微观结构及理化性能的影响。结果表明:随着m(SiO₂)/m(MgO)质量比、烧结温度的增加,微晶陶瓷中SiO₂与镁橄榄石反应生成的顽火辉石含量增加;经1 240~1 280 ℃烧结后,顽火辉石转变为其高温稳定形态的原顽火辉石,未参与反应的石英相会逐渐转变为方石英相;在m(SiO₂)/m(MgO)质量比为1.43~3.56、烧结温度为1 280 ℃时,吸水率、体积密度、线收缩率和抗折强度分别为0.67%~0.15%、2.74~2.16 g·cm^-3、10.29%~1.37%、107.51~40.35 MPa,酸碱失量分别小于1.36%和0.13%,各性能指标优于《陶瓷砖》(GB/T 4100—2015)中Ib类低吸水率炻质砖的标准。

烧结工艺对纳米晶种微晶陶瓷刚玉磨料结构与性能的影响

李海涛, 樊利存, 程浩艳, 石铁拴, 赵刚强, 胡浩

2023, 42(6): 2182-2189.

摘要 ( 77 )

PDF (8890KB) ( 63 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用溶胶-凝胶技术合成Al₂O₃刚玉前驱体,以SiO₂-MgO-CaO为助烧剂,α-Al₂O₃纳米粉体为晶种,利用传统烧结技术制备微晶陶瓷刚玉(SG)磨料。借助透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及热重-量热扫描(TG-DSC)等技术分析了晶种的特性和凝胶前驱体的热学性能,探讨了烧结温度和烧结时间对SG磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明,纳米α-Al₂O₃晶种的添加使θ-Al₂O₃→α-Al₂O₃相变温度降低了250 ℃。单颗粒抗压强度和密度随烧结温度的升高和烧结时间的延长先增大后减小,晶粒形貌由等轴晶转变为片状晶。在1 320 ℃烧结45 min制备的SG磨料的单颗粒抗压强度和密度分别为40.2 N和3.88 g/cm³,平均晶粒粒径为0.56 μm,优于用传统烧结技术制备的微米晶种磨料样品。

放电等离子烧结制备高致密LiNbO₃陶瓷的研究

侯俊峰, 张明哲, 田少华, 吴集思, 江文莉

2023, 42(6): 2190-2196.

摘要 ( 72 )

PDF (8420KB) ( 63 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为解决LiNbO₃粉体烧结活性低、高温下Li元素烧失导致的烧结体致密度低的问题,采用固相反应法合成化学计量比的LiNbO₃粉体,通过还原处理增加其氧空位浓度,然后采用放电等离子烧结(SPS)技术对其进行烧结,制备出高致密LiNbO₃陶瓷。利用XRD、EPR、XPS、Raman光谱仪、SEM对LiNbO₃粉体及其陶瓷进行表征和分析,结果表明,LiNbO₃粉体经700 ℃还原处理后氧空位浓度显著增大,且氧空位出现在Nb—O八面体中O原子的晶格位置。随着SPS温度的升高,LiNbO₃陶瓷的相对密度呈先增大后减小的趋势,900 ℃时烧结体的相对密度达到最大,为98.19%。经800 ℃退火增氧处理后,LiNbO₃陶瓷由黑色转变为白色,氧空位缺陷被消除,LiNbO₃陶瓷相对密度为98.32%。本研究为高致密碱金属铌酸盐陶瓷的制备提供了新思路。

聚硅氮烷的干法纺丝及纤维的紫外辐照交联研究

罗小雨, 李晓鸿, 张梦娜, 陈浩, 鲍之豪, 陈建军

2023, 42(6): 2197-2205.

摘要 ( 70 )

PDF (9176KB) ( 57 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

将不同质量的聚硅氮烷(PSZ)先驱体溶于二甲苯中,配制成不同浓度的纺丝液,并通过干法纺丝、紫外辐照交联法以及1 100 ℃高温裂解将PSZ纺丝液转化为硅碳氮(氧)(SiCN(O))纤维。采用旋转流变仪、FTIR、SEM、XPS和TG等手段研究了PSZ纺丝液的流变性能和PSZ纤维的紫外辐照交联过程,并对辐照前后的PSZ纤维及SiCN(O)纤维的组成、结构和性能进行了表征。结果表明,质量分数为87%的PSZ纺丝液在室温下存在切力变稀的行为,属于假塑性流体,具有优异的干法纺丝性能;PSZ纤维在波长为185 nm的紫外光下辐照7 h后,其陶瓷产率较原纤维提升了30.8%。本研究对于PSZ新的纺丝工艺和PSZ纤维的不熔化处理具有一定的探索意义。

三种典型直流特高压用氧化铝电瓷组成、结构与力学性能的对比研究

袁志勇, 阎法强, 许承铭, 吴佳莉, 廖仓冬, 郑猛, 吴英豪

2023, 42(6): 2206-2214.

摘要 ( 83 )

PDF (20723KB) ( 66 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

电瓷材料的组成和结构是决定其性能的两个本质因素。本文系统研究了三种典型直流特高压(UHVDC)用工业氧化铝电瓷在组成、结构和力学性能方面存在的差异,并分析了原因。结果表明,与日本碍子株式会社(NGK)的瓷件相比,国内两个厂家在瓷件配方中加入了更多的煅烧工业氧化铝、更少的钾长石和石英,并且没有根据配方适当提高烧结温度,因此国内两厂家瓷件表现出如下特点:1)Al₂O₃质量含量分别为47.22%和45.24%,比NGK高7.31%和5.33%,SiO₂质量含量分别为46.32%和48.44%,比NGK低7.09%和4.97%、K₂O+Na₂O总质量分别为3.21%和3.14%,比NGK低0.41%和0.48%;2)真气孔率分别为5.24%和4.18%,比NGK低3.46%和4.52%,内部气孔以5 μm以下的小气孔为主,孔径普遍更小,存在较多扁平、细长、裂纹状的异形气孔,以及环绕颗粒周边的环状气孔和裂纹;3)内部总晶相含量分别为48.10%和49.04%,比NGK高近10%,其中刚玉相高10%,石英相高4%,莫来石相少4%,莫来石相更细更短、交联程度更低;4)瓷件头部试条三点弯曲强度平均值分别为155和158 MPa,比NGK高,但是国内两厂家瓷件的强度分散性更大。

氧化锆含量及热处理升温速率对LAS透明微晶玻璃析晶行为的影响

胡伟, 尹勇明, 孟鸿

2023, 42(6): 2215-2222.

摘要 ( 134 )

PDF (4353KB) ( 139 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用常规熔融退火和两步结晶法制备了具有不同ZrO₂含量的Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)体系的高结晶度透明微晶玻璃。研究了LAS微晶玻璃的结晶动力学、相演变、微观结构和透光性能。结果表明,ZrO₂含量增加到一定量时,玻璃的析晶方式由一维生长逐渐变为二维生长,其析晶放热峰T_p值逐渐升高,而析晶活化能逐渐降低。通过控制热处理升温速率可实现玻璃中硅酸锂(Li₂SiO₃)、透锂长石(LiAlSi₄O₁₀)和二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)晶体的析出,并且发现晶体由硅酸锂(Li₂SiO₃)向二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)转变时,玻璃的透过率会增大。此外,SEM测试结果显示,随着热处理升温速率的减小,玻璃析出的晶体尺寸逐渐变大,晶体形貌主要为球形晶体。

Fe₂O₃含量及晶化工艺对无碱铝硅玻璃弹性模量的影响

湛玲丽, 谭豪, 马时宇, 韩利雄, 谢俊, 熊德华

2023, 42(6): 2223-2232.

摘要 ( 152 )

PDF (14765KB) ( 91 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

选用CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(CMAS)体系无碱铝硅玻璃为研究对象,设计8组Fe₂O₃组分变量,利用高温熔融法制备试验样品。利用XRD、SEM、TG-DSC等测试方法,先后对无碱玻璃样品的物相、析晶动力学、析晶行为和弹性模量等物化性能进行测试分析,进而探讨Fe₂O₃含量及晶化处理对无碱玻璃弹性模量的影响。结果表明:适量添加Fe₂O₃可以提升CMAS体系无碱玻璃的弹性模量,Fe₂O₃的质量分数为1.50%(F-6#)时,F-6#无碱玻璃弹性模量最大值为97.87 GPa,析晶活化能为347.1 kJ/mol,析晶指数n为1.383 4,为表面析晶。经整体析晶法晶化处理后,F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl₂Si₂O₈),晶体尺寸为200~400 nm;经烧结法晶化处理后,F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl₂Si₂O₈),晶体尺寸为300~500 nm。随着热处理温度的升高,析出主晶相数量变多,尺寸变大,但主晶相种类并未改变。由于钙长石的弹性模量小于基础玻璃,F-6#无碱玻璃析晶后所得微晶玻璃样品的弹性模量有所降低。

液-液溶剂置换法制备超疏水SiO₂气凝胶

刘维海, 夏晨康, 张鑫源, 郝名远, 苗洋, 高峰

2023, 42(6): 2233-2241.

摘要 ( 94 )

PDF (21510KB) ( 112 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在保温领域中,SiO₂气凝胶以其突出的性能而备受关注,但有机硅源的制备成本高,限制了其推广和应用。为了降低生产成本,研究人员将目光投向了无机硅源,但无机硅源制备SiO₂气凝胶时需要进行繁琐的溶剂置换。为解决溶剂置换的弊端,本文以煤矸石为原料,采用新型的液-液溶剂置换法并联合低温活化法来制备超疏水SiO₂气凝胶。研究表明,当活化温度为200 ℃、矸酸比为1.0∶1.0(固体质量和液体体积之比)、滤渣与NaOH溶液比值为1.0∶1.0(固体质量和液体体积之比)时活化条件最佳,制备的SiO₂气凝胶具有独特的三维网络结构、高比表面积(687.7 m²/g)、超疏水性(161.9°)和低密度(0.034 g/cm³)。此方法为无机硅源制备SiO₂气凝胶提供了新思路,并显著降低了制备SiO₂气凝胶的成本。

硼氮共掺杂生物质炭的制备及吸附性能研究

许蒙, 郭玉呈, 林国强, 李建保, 陈拥军, 骆丽杰

2023, 42(6): 2242-2250.

摘要 ( 90 )

PDF (8169KB) ( 71 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以木棉、硼酸(HBO₃)、尿素(CO(NH₂)₂)为原料,在氨气(NH₃)气氛下通过高温反应制备了硼氮共掺杂生物质炭材料,利用聚乙烯亚胺(PEI)对硼碳氮(BCN)材料进行处理,得到PEI-BCN材料,并研究了该材料的吸附性能。结果表明:当反应温度为1 100 ℃时,制备得到的BCN材料为多孔结构,其平均孔径为11.0 nm;BCN材料的吸附能力优于生物质炭,经PEI改性处理后,BCN材料的吸附性能得到大幅提高,其对有机染料孔雀石绿(MG)的吸附量高达710.0 mg/g;PEI-BCN材料的吸附与准一级吸附动力学模型吻合,其对MG的吸附属于Langmuir等温吸附。

煤气化渣合成4A分子筛及其吸附性能研究

徐啟斌, 牛香力, 陈婷婷, 陈雨欣, 李杨, 张华, 倪红卫

2023, 42(6): 2251-2261.

摘要 ( 67 )

PDF (15941KB) ( 66 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文针对煤气化渣(CGFS)资源化利用困难的问题,以CGFS为原料,采用碱熔活化-水浸-水热法合成4A分子筛。在水钠比(n(H₂O)/n(Na₂O),摩尔比)为80、硅铝比(n(SiO₂)/n(Al₂O₃),摩尔比)为2的条件下,探讨了反应时间、水热温度和前驱液老化对合成的4A分子筛物相结构和微观形貌的影响,提出了活化CGFS-P1分子筛-4A分子筛快速高效的转晶合成机理,并利用硫酸铜溶液模拟含重金属离子工业废水,测试了制备的4A分子筛对Cu²⁺的吸附性。结果表明,在100 ℃反应12 h条件下能够制备出尺寸均一且结晶良好的4A分子筛,其对Cu²⁺的吸附主要发生在前10 min,吸附率达69.7%,90 min时的最大吸附率高达97.3%,饱和吸附容量为196.4 mg/g,制备的4A分子筛表现出良好的吸附性能,为CGFS高值化利用提供了理论依据和试验基础。

基于原子力显微镜的G/FTO双层薄膜接触特性研究

王敏, 蔡文豪, 郁建元, 王智浩, 周昊哲, 赵洪力

2023, 42(6): 2262-2272.

摘要 ( 73 )

PDF (14944KB) ( 71 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文采用湿法刻蚀法将单层石墨烯(G)与掺氟二氧化锡(FTO)薄膜复合在一起,采用拉曼(Raman)光谱、聚焦离子束(FIB)和透射电子显微镜(TEM)研究了G/FTO双层薄膜的结构、表面和界面形貌、元素分布等信息;采用基于原子力显微镜(AFM)的开尔文探针力显微镜(KPFM)和导电原子力显微镜(C-AFM)研究了FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的形貌、接触电势差(CPD)、功函数、接触势垒。结果表明,FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的接触电势差分别为-0.474、-0.441 V,两者功函数分别为5.329、5.296 eV。与FTO薄膜相比,G/FTO双层薄膜的迁移率由21.26 cm²·V^-1·s^-1增加到23.82 cm²·V^-1·s^-1。FTO薄膜和G/FTO双层薄膜相应的势垒高度分别(0.39±0.06) V和(0.33±0.05) V,G/FTO双层薄膜的势垒高度更小。

层状Al₂O₃/EP复合材料的可控制备及性能研究

侯俊峰, 唐鹏程, 田少华, 张明哲, 吴集思

2023, 42(6): 2273-2280.

摘要 ( 72 )

PDF (18108KB) ( 68 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用冰模板法构筑具有层状结构的Al₂O₃三维网络骨架,并通过真空浸渍工艺制备出Al₂O₃/环氧树脂(EP)复合材料。研究了楔形硅橡胶角度、浆料固相含量、冷冻温度对层状Al₂O₃三维网络骨架微观结构的影响,分析了片层间距对Al₂O₃/EP复合材料导热、介电和绝缘性能的影响。结果表明:楔形硅橡胶角度为10°和15°时Al₂O₃三维网络骨架的层状有序性最佳,固相含量的增加和冷冻温度的降低均会使片层间距减小;Al₂O₃/EP复合材料的热导率和介电常数随着片层间距的减小而增大,但体积电阻率呈降低趋势;当片层间距为45 μm时,热导率达到0.52 W/(m·K),体积电阻率为10¹² Ω·cm。

当期目录