ZrC纳米粉的制备及其有机悬浊液的静置特性研究

发布时间：2018-09-08 17:34

【摘要】：ZrC是具有多种优良物理、化学特性的重要高温结构材料之一,例如ZrC具有高熔点(3550℃),高硬度(25 GPa),强耐磨及耐腐蚀性和高电导率,ZrC的这些特性使得其成为在许多应用领域里都很有前景的材料,诸如刀具,耐磨部件,机械工业用熔炉,特别是由于ZrC具有低中子吸收截面和良好的抗辐射使得其用于核反应堆核心材料。由于团聚会严重影响甚至使微纳米粉体失去原有的优良性能,因此为了实现ZrC微纳米粉体在实际中的应用,本文研究了ZrC粉体在高分子溶剂中的悬浮和均匀分散的问题,制备出固相含量为30wt%、静置24h后保持稳定分散的碳化锆-酚醛树脂悬浮液。本论文采用ZrO2-Mg-C12H22O11体系为研究对象,通过调控整个反应体系中吸热反应与放热反应的比例,有效控制体系的反应温度,达到化学反应稀释自蔓延高温合成反应的目的。实验研究了稀释比例、原料球磨工艺对最终产物形貌及化学组成的影响。实验结果表明,原料的球磨预处理工艺对于该体系能否反应完全具有重要作用。原料未经球磨处理,无论吸热反应所占比例高低,体系反应均不完全,有除ZrC外的杂质存在,如ZrO2和Zr2O。原料经过行星球磨后,吸热反应所占比例为40%时,体系反应可以制得纯度较高,平均粒径为60nm的ZrC粉末。产物氧化过程约开始于200℃,说明实验合成的微纳米ZrC粉末在较低温度下更易被氧化,可能是因为ZrC粉末具有更小的粒径以及较高的表面活性能。本文研究制备具有良好流动性和静置稳定性的ZrC-PF悬浊液,探索有机溶剂、分散剂的选择与配比、ZrC-PF悬浊液的制备工艺、ZrC粉末的预处理工艺对ZrC-PF悬浊液的流动性与静置稳定性的影响。结果表明,采用经过最佳预处理工艺的ZrC粉末,当酚醛树脂、丙酮、分散剂、经预处理后得到的碳化锆粉末的质量比为1:2:0.1~0.3:1.42时,制得静置稳定性和流动性均较好的ZrC-PF悬浊液。ZrC-PF悬浮液的粘度在200mPa·s~800 mPa·s。其中ZrC粉末的最佳预处理工艺为:将碳化锆粉末与质量浓度为35%的浓盐酸按质量比1:5混合,室温搅拌10h,然后抽滤,所得滤饼用去离子水洗涤至中性,干燥后在有机溶剂中研磨得到经预处理后得到的碳化锆粉末。运用悬浊液静态压强测量仪,研究ZrC-PF悬浮液静置时间和定点静水压强的变化关系。在静置24小时后,按照配比关系所制备的ZrC-PF悬浮液上层特定液层的压强变化在20%以下,说明ZrC-PF悬浮液可以保持较好的稳定性,没有发生明显的沉降。
[Abstract]:ZrC is one of the important high-temperature structural materials with many excellent physical and chemical properties. ZrC, for example, has a high melting point (3550 鈩，

本文编号：2231211