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《山东大学》 2011年
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氮化铝晶须的制备技术研究

贾婧  
【摘要】:随着现代高科技的迅速发展,新型陶瓷基复合材料、金属基复合材料和树脂基复合材料的优异性能越来越引起了世界各国材料科学工作者的关注。晶须是制备各种复合材料的主要补强增韧材料之一,新型复合材料的飞速发展极大地推动了各种晶须材料的研制和开发。 晶须是原子排列高度有序,结晶完善的单晶体,具有断裂强度高、弹性模量大、耐高温、耐腐蚀等特点。利用晶须优异的力学和物理化学性能,将其与玻璃、陶瓷、金属、聚合物材料等进行复合,不仅可以提高基体材料的强度、改善其韧性,而且可以改变其物理化学性能,增加其功能性。 氮化铝材料具有热导率高、电绝缘性好、热膨胀系数低等优异的物理化学特性,是近年来发展迅速的一种新材料。氮化铝晶须不仅具有氮化铝材料的固有特性,而且具有长径比高、晶体结构完整,内部缺陷较少,其强度和模量高的特点。因此,氮化铝晶须是高性能氮化物及陶瓷复合材料的一种理想增韧材料。本文分别采用前驱体法和碳热还原法制备了氮化铝晶须,并系统研究了工艺条件对晶须物相组成和表面形貌的影响。 以三聚氰胺和硝酸铝为主要原料,采用前驱体法制备了氮化铝晶须。研究了不同原料配比、不同浓度和反应时间对制备前驱体的影响,研究了不掺碳、固相掺碳、液相掺碳、氮化温度及除碳保温时间对制备晶须的影响。并通过X射线衍射、扫描电子显微镜和光学显微镜对晶须和前驱体进行物相组成和形貌检测分析。 研究结果表明:当原料配比C3H6N6/Al(NO3)3·9H20=1:3,溶液浓度为0.2mol/L时,合成的AlN晶须前驱体的产率最高,可获得细长且尺寸大小均匀的前驱体,直径为1-2μm,长度约为80μm。通过固相掺碳和液相掺碳制备试样的主要成分是A1N,并且后者晶须纯度高、结晶度好。提高氮化温度利于晶须形成。经1800℃氮化,生成大量的AlN晶须,晶须形貌为表面光滑的长柱状,尺寸大小均匀,直径约为1μm,长度为10-20μm。在700℃下除碳保温240min时,残余碳成分即可全部除尽,获得纯度较高的氮化铝晶须。 以γ-氧化铝、α-氧化铝、氢氧化铝和活性碳为主要原料,采用碳热还原法制备了氮化铝晶须,研究了不同铝源、混合料湿混球磨时间和氮化温度对制备晶须的影响。并通过X射线衍射和扫描电子显微镜对晶须的成分组成和表面形貌进行分析。 研究结果表明:以γ-Al2O3和α-Al2O3为铝源制备的试样能合成AlN,但是存在大量的Al2O3成分,以Al(OH)3为铝源制备试样的主要成分是AlN。延长球磨时间对碳热还原法制备氮化铝晶须具有促进作用。混合料湿混球磨24h后制备试样的主要成分是氮化铝,且生成率接近100%。提高氮化温度有利于碳热还原反应的进行,有助于晶须的生成。混合料经1800℃氮化后制备的晶须为粗短的棒状,直径为1-2μm,长度在20-30μm之间。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ174.1

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【引证文献】
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1 宋丽丽;氮化铝纳米粉体的制备及表征[D];哈尔滨理工大学;2012年
【参考文献】
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1 聂立芳;张玉军;魏红康;;碳化硅晶须增韧陶瓷基复合材料的研究进展[J];山东陶瓷;2006年02期
2 马晓燕;梁国正;贾巧英;;晶须在复合材料中的应用[J];材料导报;2001年07期
3 胡晓兰;梁国正;朱光明;;钛酸钾晶须改性聚合物基复合材料的研究[J];材料导报;2001年11期
4 陈艺锋;唐谟堂;杨声海;张保平;;四针状氧化锌晶须的研究进展[J];材料导报;2004年01期
5 贺云果;宋永才;;碳酸钙晶须的制备与应用研究进展[J];材料导报;2005年07期
6 赵铭姝,翟玉春,田彦文;高温熔剂法制备硼酸铝晶须的研究[J];材料科学与工艺;1998年03期
7 杨洁颖;梁国正;唐玉生;房红强;;硼酸铝晶须增强氰酸酯树脂的性能[J];材料研究学报;2005年06期
8 张洪涛,徐重阳;sol-gel法制备纳米碳化硅晶须的研究[J];电子元件与材料;2000年03期
9 陈绪煌;凌秀菊;卢丽红;;六钛酸钾晶须的表面处理及其在高分子材料中的应用[J];塑料制造;2007年Z1期
10 常志宏;郭奋;俞江华;王国全;陈建峰;;镁盐晶须增强阻燃LDPE/EVA/ATH复合材料的研究[J];高分子材料科学与工程;2006年05期
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1 相湛昌;镁盐晶须水热晶化生长规律研究[D];中国海洋大学;2009年
【共引文献】
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1 杨桂生;复合型热塑性工程塑料的进展[J];工程塑料应用;1995年03期
2 杨桂生,李文东,周文;聚丙烯轿车专用料的光老化和光稳定[J];工程塑料应用;1995年05期
3 张化廷,陆承祖;煤矿井下抗静电阻燃塑料管接件[J];工程塑料应用;1997年02期
4 傅宏生;阻燃、抗静电PA6柱靴的开发与应用[J];工程塑料应用;1998年01期
5 王岩,刘学惠,胡孝杰,宁卫群,夏国章,李胜;改性聚丙烯板框专用料研究[J];工程塑料应用;1999年08期
6 张亦豪,边积慧;PC建筑采光板的生产、应用及发展趋势[J];工程塑料应用;2000年03期
7 银贵晨;无阻燃剂阻燃酚醛塑料的研制[J];工程塑料应用;2000年04期
8 李学闵;山东省树脂基复合材料工业发展评述[J];工程塑料应用;2000年05期
9 雷文,凌志达;玻璃钢在我国建筑领域的应用[J];工程塑料应用;2000年07期
10 陶炜,高志秋,金文兰,吴炅;阻燃抗静电增强尼龙6风机叶片的开发与应用[J];工程塑料应用;2001年01期
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1 马毓;赵启林;江克斌;;树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
2 朱坤宁;万水;;复合材料桥面板截面参数分析与设计研究[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
3 张龑华;冯鹏;叶列平;;FRP抗屈曲加固轴心受压十字形钢柱的试验[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
4 李曙光;冯鹏;叶列平;姚继涛;;FRP板胶栓混接研究综述[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
5 徐建中;尚俊敏;唐婷婷;屈红强;;疏水氢氧化镁的制备及其在阻燃PVC中的应用[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
6 刘双;陈孝鹏;张博明;;3D编织/RTM复合材料在带法兰圆筒壳结构中的应用研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
7 鞠金山;汪方宝;王亚锋;;碳纤维天线反射面热变形的有限元分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
8 刘秀芝;潘迎春;何政治;张巍;黄领才;;飞机复合材料构件胶接修补技术研究及应用[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 唐妹红;彭小强;;低膨胀纤维增强复合材料杆件的测试研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
10 郝继军;张佐光;孙志杰;李敏;顾轶卓;;X-Cor泡沫夹层结构侧压性能实验研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
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1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
2 孙勇;碱土金属钼酸盐微晶的电化学合成与发光性能研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
3 郭远臣;再生骨料/水泥复合材料干缩性能研究[D];昆明理工大学;2010年
4 张爱敏;快速热循环注塑材料ABS/PMMA的物理改性及其成型性能研究[D];山东大学;2010年
5 李秀悌;纳米碱式氯化镁(BMC)晶须的合成、改性以其在塑料中的应用[D];浙江大学;2011年
6 孟庆芬;钴硼酸盐晶须的制备与机理初探[D];西北大学;2011年
7 李亮;浮区法生长Zn_2TiO_4、ZnNb_2O_6和MgNb_2O_6单晶及性能研究[D];吉林大学;2011年
8 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
9 赵文东;铁基粉末触媒合成金刚石作用机理的研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
10 徐民;Nd_xLu_(1-x)VO_4系列激光晶体的生长及其性能研究[D];山东大学;2011年
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1 殷雪萌;烧结温度与升温速率对牙科可切削硅藻土全瓷材料性能影响的实验研究[D];南京医科大学;2010年
2 朱利文;常压酸化法制备无水硫酸钙晶须工艺研究[D];山东科技大学;2010年
3 路绍琰;碱式硼酸镁晶须和六方片状氢氧化镁的水热制备及表征[D];中国海洋大学;2010年
4 林峰;载银二氧化钛纳米粒子的制备及其在抗菌塑料中的应用[D];湖南工业大学;2010年
5 李剑秋;均相沉淀法制备羟基磷灰石晶须及其台阶生长机理研究[D];武汉工程大学;2010年
6 张慧娜;连续升温条件下高硫煤还原磷石膏产物特性研究[D];昆明理工大学;2009年
7 高伟;表面改性羟基磷灰石晶须填料增强牙科复合树脂研究[D];昆明理工大学;2009年
8 方来鹏;Al-IB族掺杂ZnO薄膜的制备及第一性原理计算[D];昆明理工大学;2010年
9 陈锐;不同晶形的硫酸钙晶体生长控制研究[D];昆明理工大学;2009年
10 谢长虹;超高分子量聚乙烯基固体润滑剂添加剂改性及应用研究[D];武汉理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 张帷;刘彩池;郝秋艳;;选择性生长技术制备GaN薄膜的研究进展[J];半导体技术;2007年02期
2 李凝芳,周毅;氮化铝(AlN)及其制品的研究动向[J];材料导报;1993年05期
3 林健凉,曲选辉,黄栋生,秦明礼,李笃信;AlN陶瓷粉末制备方法特点和进展[J];功能材料;2001年06期
4 李沐山;;氮化铝粉末的制取方法[J];硅酸盐通报;1989年03期
5 仝建峰,周洋,陈大明;氮化铝粉末的制备方法与机理[J];硅酸盐通报;2002年05期
6 吴华忠;李华;徐清艳;;AlN-C复相陶瓷热导率影响因素分析[J];硅酸盐通报;2009年03期
7 王杰;张战营;吕新璐;;氮化铝陶瓷粉体制备方法研究进展及展望[J];硅酸盐通报;2010年05期
8 刘新宽,马明亮,周敬恩;碳热还原法制备氮化铝反应机制的研究进展[J];硅酸盐通报;1999年01期
9 李远强,丘泰,周宛玲,李梅,何旭初,徐洁;热处理对氮化铝粉末抗水性的影响[J];硅酸盐学报;1997年05期
10 邱羽,高濂;NH_4Cl/KCl添加剂对铝粉氮化反应的影响[J];无机材料学报;2004年01期
【二级参考文献】
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1 吕通建,隗学礼,赵宽放,李岩,倪凯,顾春梅,索立新;钛酸钾晶须增强PA6的研究[J];工程塑料应用;1995年06期
2 尚文宇,刘庆峰,陈寿田;碳酸钙晶须填充改性PP的研究[J];工程塑料应用;1999年10期
3 廖明义,隗学礼;镁盐晶须增强聚丙烯力学性能研究[J];工程塑料应用;2000年01期
4 邱孜学,贺飞峰;晶须增强聚酰亚胺塑料研究[J];工程塑料应用;2000年08期
5 周健;王毓琦;孟海宾;;钛酸钾晶须改性聚丙烯的性能研究[J];工程塑料应用;2005年11期
6 石功奇,王健,丁培道;热碳反应合成AlN粉末的研究[J];兵器材料科学与工程;1995年02期
7 李凝芳,周毅;氮化铝(A1N)粉末的合成与高热导率A1N基片的研制[J];材料导报;1994年02期
8 邓建新,李兆前,艾兴;晶须增韧陶瓷基复合材料的进展[J];材料导报;1994年05期
9 毕刚,王浩伟,吴人洁;陶瓷质晶须及其在复合材料中的应用[J];材料导报;1999年05期
10 刘玲,殷宁,亢茂青,王心葵;晶须补强复合材料机理的研究[J];材料导报;2000年06期
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1 王瑜;碱式氯化镁晶须的合成[D];河北工业大学;2002年
2 李静;碱式氯化镁晶须合成及应用的研究[D];河北工业大学;2003年
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1 陶庭先,吴之传;氮化铝陶瓷化学镀铜工艺研究[J];安徽机电学院学报;1995年02期
2 毛寒松,王传声,崔嵩;氮化铝陶瓷的制造与应用[J];世界产品与技术;2001年02期
3 秦明礼,曲选辉,黄栋生,林健凉,肖平安,祝宝军;高热导率氮化铝陶瓷制备技术进展[J];粉末冶金材料科学与工程;2001年01期
4 苏威;日本透光性氮化铝陶瓷在美、英获得专利[J];无机盐工业;1987年05期
5 张雯;用作基片材料的氮化铝陶瓷的现状与展望[J];陶瓷研究;1996年02期
6 秦明礼,曲选辉,林健凉,肖平安,祝宝军,汤春峰;氮化铝陶瓷研究和发展[J];稀有金属材料与工程;2002年01期
7 霍素真;氮化铝陶瓷[J];国外耐火材料;2004年04期
8 ;日研制出新型氮化铝陶瓷[J];精细化工基地信息通讯;1999年06期
9 刘志国;氮化铝陶瓷及其用途[J];佛山陶瓷;2002年04期
10 饶荣水,庄汉锐,蔡咏虹,王惠龄;氮化铝陶瓷低温热导率的实验研究[J];低温与超导;2003年03期
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1 夏章能;徐洁;;AlN陶瓷化学镀法金属化机理[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
2 秦明礼;曲选辉;杜学丽;;高导热氮化铝陶瓷的粉末注射成形技术研究[A];2009全国粉末冶金学术会议论文集[C];2009年
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2 杨东升;氮化铝陶瓷的烧结技术[D];北京工业大学;2002年
3 杨清华;低温烧结高热导氮化铝陶瓷及其热传导性能研究[D];中国计量学院;2012年
4 刘科科;高导热绝缘环氧树脂基复合材料的制备及其性能研究[D];南京航空航天大学;2013年
5 孔岩岩;AlN/环氧树脂复合材料性能的研究[D];重庆大学;2012年
6 段成军;空心阴极等离子烧结氮化铝陶瓷[D];北京工业大学;2003年
7 张文娟;氮化铝基复合基板材料的低温烧结及其性能研究[D];中国计量学院;2013年
8 王钊;低温铜和氮化铝接触界面热阻实验研究[D];华中科技大学;2011年
9 余晖;热界面材料的制备及其导热性能的研究[D];清华大学;2012年
10 张满成;新型大分子偶联剂的合成及应用研究[D];苏州大学;2012年
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