RFI用环氧树脂膜的制备与应用研究

第一篇：RFI用环氧树脂膜的制备与应用研究

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第 21 卷第 5 期材 料 开 发 与 应 用?

材料研究

RF I 用环氧树脂膜的制备与应用研究

鞠,尹昌平,刘,曾竟成 ,肖加余 苏 钧

(国防科技大学航天与材料工程学院 ,湖南 长沙410073)

摘要 : 对用于 RFI 工艺的环氧树脂体系进行了研究 ,得到了满足 RFI 工艺要求的树

脂体系及其成膜工艺参数 ,测试了 所制得树脂膜的力学性能及存储性能 ,将制备出的树脂

膜用于 RFI 工艺制备复合材料 ,并对复合材料的性能进行了 考察。结果表明 ,制备出的树

脂膜可用于 RFI 工艺制备复合材料构件 ,制得的复合材料构件力学性能优良。关键词 :

RFI;树脂膜;环氧树脂;制备;应用 中图分类号 : TB 332文献标识码 :A

在复合材料领域 , 人们一直致力于研究高性 能复 合 材 料 的 低 成 本 制 造 技

术 , 树 脂 膜 熔 渗(Resin Film Inf usion ,RF I)工艺以其低成本、适合 于制造大

型制件等优点日益引起人们的关注 , 并 在航空、船舶制造等领域率先发展起来[ 1 ,2 ]。

RF I 工艺出现较晚 , 而且没有像手糊、TM R 等传统工艺那样得到大规模的推广和应用 ,制约 其发展的一个主要因素就是适用于 RF I 工艺的 树脂膜极少。RF I 工艺要求树脂基

体在室温环境 中具有很好的成膜性 , 所成薄膜能任意弯曲而不 破碎 ,并且不粘手;树脂

在工作温度(即熔融温度)下能够持续一段时间的低粘度 ,随温度的升高 ,粘 度增长较

快;树脂的固化温度要高于熔融温度 ,固 化条件下 ,粘度升高较快 ,固化中和固化后不易

发 生裂纹;树脂膜熔融时 ,对纤维预制体具有良好的 浸润性、匹配性和粘附性。此外 ,RF I 工艺主要 用于成型高性能复合材料 , 因此还要求树脂基体 的力学性能、耐热性和

耐湿热性能优异 [ 3 ]。目 前 ,应用于 RF I 工艺的树脂基体主要有环氧树 脂、饱 和 聚

酯、烯 基 酯 树 脂。Hexcel 公 司、不 乙 Advanced Composites Group 公司和 Ciba2

Geigy 已 分 别 商 品 化 生 产 HexPly M18、HexPly M36、XHTM 45、Fibreblix 914

型环氧树脂膜 [ 6 ]。国内 西北工业大学的梁国正等人制得了基于双马来酰 亚胺的高性能

树脂基体膜 , 对于以环氧树脂为基

体的树脂膜的开发还不多见。本文选用固化温度范围较广的环氧树脂为基 体 ,尝试制

备出能够在室温成膜 ,中低温固化的环 氧树脂膜 ,以用于制备大型复合材料制件。

1RFI 工艺的成型原理与特点

RFI 工艺是将树脂事先制备成预催化(已加入 固化剂)的膜或稠状树脂块安放在成型

模的底部 ,其

上层覆以预制体(预制体可采用缝合、三维编织等方 法制成),依照真空袋压成型工艺的要点将模腔封 装 ,在热环境下采用真空技术将树脂由下而上抽吸 , 填满整个预制体空

间 ,然后依照固化工艺 ,制成复合 材料制件[5 ]。图 1 所示为 RFI 工艺原理图。底模密封胶3 隔胶栏4 溢料栏5 树 2

脂膜预成型胚吸胶布透胶布溢 6 7 8 9 料口透气毡真空袋

真空阀 10 11 12 图 1RFI 工艺成型原理示意图

文章编号 :100321545(2006)0520001204

收稿日期 :2006202223 基金项目 : 国家 863 基金支持项目(2003AA333120)作者简

介 : 鞠苏 ,男 ,1982 年生 ,湖北黄石人 ,硕士研究生 ,主要从事聚合物基复合材料研究。?

材 料 开 发 与 应 用 2006 年 10 月

与其它浸渍工艺相比 , RF I 工艺的优点主要 有 : 树脂基体的存贮运输方便 , 操作简便;成型压 力低 , 模具制造与材料选择的机动性强 , 投资低;制备出的复合材料性能优异 ,树脂体系挥发分少。但 RF I 工艺对树脂体系要求严格 , 不适合成型形

制备出适用的树脂膜是该工艺的关键[ 6 ]。

2试验部分

211原材料 状复杂的小型制件 , 因此选择合适的树脂体系并 本试验中所用的主要原材料列于表 1。表1主要原材料

名称 状态 规格 生产厂家 中碱玻璃纤维 04 编织布

室温下 E244 为浅黄色液体 , C YD2011 为白 色片状晶体 ,这两种环氧树脂各自单独使用不能 满足 RF I 工艺室温成膜的要求。本文采用以不 能使其发粘、发软 ,基本符合室温成膜的要求。将 其熔融后重复以上操作过程 , 通过试验测试其室 温成膜性能的好坏及相应时间的固化度。213树脂膜的制备及性能测试 成膜工艺主要有熔融流延法、溶剂流延法和 刮膜法等 ,分别采用这 3 种成膜工艺进行树脂膜 的制备。树脂体系为选定的 1 ∶(质量比)E244/ 1 C YD2011 混配树脂和单一树脂体系 E231 ,固化剂 为 704。根据 RF I 工艺用树脂膜的制备要求 , 将 树脂体系熔融混合均匀后冷却至 50 ℃进行成膜 操作。此时树脂体系粘度较大 , 通过对以上几种 成膜方法的尝试 , 发现刮膜法制备出来的树脂膜 质量较好 , 厚度易于控制 , 操作简单 , 适合该体系 树脂膜的制备。熔融流延法在操作温度下树脂粘

同比例混配这两种树脂的方法来制备树脂膜 , 并 考察了不同混配比例树脂体系的工艺操作性及成 膜性。将这两种树脂按不同质量比加热至 100 ℃ 使其熔融 , 待树脂混合均匀后冷却至 50 ℃, 加入 固化剂(704),混合均匀后将该树脂体系倒在脱模

纸上流延成膜 ,温度降至室温后 ,隔一定时间测一 次固化度 ,并观测膜的柔韧度是否符合工艺要求。固化度按 GB 2576289 纤维增强塑料树脂不可溶 《 分含量试验方法》 测量。E231 室温下是淡黄色固体 , 手掌接触体温就

212树脂体系的确定

704(22甲基咪唑与环氧丙烷异丁基醚加成物)

C YD2011 环氧树脂

E244 环氧树脂 E231 环氧树脂

淡黄色粘稠液体 淡黄色固体

工业品 工业品 工业品 工业品

岳阳石油化工总厂环氧树脂厂 上海巨兴化工有限公司

白色片状晶体 棕黑色液体

岳阳石油化工总厂环氧树脂厂 天津化学试剂有限公司 江西九江祥云玻纤厂

面密度 298g/ m2

度较大 , 流延性不好 , 厚度无法控制;溶剂流延法 则须在树脂体系中混入溶剂 ,溶剂难以挥发 ,这将 会直接影响 RF I 制品的性能 ,因而不被采纳。RF I 工艺对树脂膜有一定的强度要求 , 因此 对制得 的 树 脂 膜 进 行 拉 伸 性 能 测 试。试 验 按 GB2568295 树脂浇铸体拉伸试验方法》 《 进行。试 样在室温下放置 12h 后再进行测试。214I 复合材料的制备及性能测试 RF 将制得的树脂膜用于 RF I 工艺制备复合材 料板件。先铺覆标准树脂膜 10 份 ,04 玻璃纤维 布 20 层 , 并且在真空袋膜上覆盖保温袋 , 组装 RF I 工艺设备 , 预抽真空 5min , 待真空度达到要 求后 ,启动加热装置 ,由室温缓慢升至 80 ℃,考察 树脂膜对纤维预制体的浸润情况。制得的复合材 料板长 210mm ,宽 210mm。为了将 RF I 工艺和其他工艺制备的复合材 料性能进行比较 , 这里采用相同树脂

体系和相同 固化制度另用手糊工艺和 R TM 工艺制备了复合 材料板材 ,对 3 种工艺制备的复合材料板材性能 进行了比较。测试按 GB 1447283 玻璃纤维增强 《 塑料拉伸性能试验方法》 GB 1449283 和 《玻璃纤 维增强塑料弯曲性能试验方法》 进行。

3结果分析与讨论

311树脂体系的确定

树脂混配试验结果如表 2 所示。由该表可 知 ,环氧树脂 E244∶ YD2011(质量比)= 1∶ 的树 C 1

第 21 卷第 5 期鞠 苏等 : RFI 用环氧树脂膜的制备与应用研究?

表2混合树脂成膜性能

样品 号2 3 4 5

混合质量比

E244∶ YD2011 C 9∶ 1 8∶ 2 7∶ 3 6∶ 4 1∶ 1 4∶ 6 3∶ 7

℃ 粘度 / mPa? s 4070 8630 14900 36000 96500

℃ 流

延性 很好 好 较好 一般 较差

备注 在聚酯膜上自动流延成薄膜 , 冷却至室温时树脂仍可流动 , 无法 成固体。可流延成膜 ,冷却至室温呈半固态 ,可流动。可流延成膜 ,室温呈半固态 ,很粘手。可流延成膜 ,冷却至室温为半固态。膜发软 ,受外力易变形。流延成膜 ,厚度无法控制。用刮膜法刮出的膜在室温下呈膜固态 透明 ,可任意弯曲不粘手 ,有一定强度 ,韧性良好。可从杯中倒出 , 刮膜操作较困难。膜冷却至室温后硬度高 , 韧性 差 ,表现出脆性 ,弯曲时发生断裂。呈半固态无法自杯中倒出。7

> 100000 > 100000

差 很差

脂体系成膜性最佳 , 制得的树脂膜气泡少 , 厚度 均一 ,柔韧性也符 合 RF I 工 艺 铺 覆 的 要 求 , 因 此可以选用该树脂 体 系 来 制 备 RF I 工 艺 用 树 脂膜。对于环氧树脂 E231 , 用其制备的树脂膜冷却 制得的树脂膜两边覆盖了一层聚酯膜以方便 表3不同存放时间树脂膜的固化度 %

配比

24h1)48h1)72h1)12h2)24h2)100∶ 1130 4 100∶ 1146 6 100∶ 2 100∶ 6 0193 1116 1110 0152 1120 3183 0182 1129 7133的测试 ,试验结果如表 4 所示。表4树脂膜拉伸强度和延伸率

树脂与固化剂

(E244∶ YD C

至室温后 , 柔韧性基本复合要求 , 稍有些粘手 , 但

基本符合制备 RF I 工艺用树脂膜的要求。比较 E244∶ YD2011(质量比)= 1 ∶ 的树脂体系和 E2 C 1

体系 , 在 60 ℃ 左右的低温时 , 前者的粘度比后

者要低一些 ,成膜性优于后者。

存储。为了考察树脂膜体系的室温贮存性 , 测试所示。由 表 中 数 据 可 以 看 出 , E244 ∶ YD2011 C

树脂与 固化剂:1)冰箱环境 ,-27 ℃;2)室温环境 ,20～24 ℃。注 2011 = 1∶)1 与 704

E231 与 704 100∶ 4(E244∶ YD 100∶ 1118 C 2

了树脂膜不同存放时间的固化度 , 试验结果如表

(质量比)= 1∶ 的树脂膜更适合在低温环境中储 1

由表 4 数据可知 ,对于选定的两种树脂基体 , 随着固化剂含量的增加 ,树脂膜的拉伸强度增加 , 但延伸率下降了。将以上 6 种配比的树脂膜进行 实际 RF I 工艺大曲率面铺覆操作 , 发现树脂与固 化剂(质量比)配比为 100∶ 的树脂膜在铺覆过程 2 中容易变形 ,而且调整铺覆位置和移动树脂膜都 不方便;配比为 100 ∶ 的树脂膜在铺覆过程中硬 6 度太大 ,在铺覆曲率较大的工艺面时容易发生折 断现象;而配比为 100 ∶ 的树脂膜则能较好地满 4 足 RF I 工艺的操作要求。因此树脂基体中固化 剂的含量应控制在 315 %～415 %之间。313复合材料制备及其性能

存 ,而 E231 树脂膜在室温环境中就能储存 , 这一 点明显优于前者。

1119 13104 31171 1122 18118 65142 1135 35147 88104

图 2 所示为 RF I 工艺初步试验的温度控制 曲线 ,图 3 所示为加热过程中树脂对纤维的浸渍 状况照片。试验表明 ,温度在从 15 ℃ 升至 60 ℃ 过(用时 50min),纤维铺层已经被完全浸润 , 树 程中 脂膜熔融后 ,浸润纤维铺层用时很短 ,约 10min。312树脂膜的性能

配比

100∶ 2 100∶ 4 100∶ 6 100∶ 2 100∶ 4 100∶ 6

对采用刮膜法制备的树脂膜进行了拉伸性能

储期/ h 强度/ kPa 延伸率/ %12 12 12 12 12 157141 646110 333133 836103 47166 30218 18319 24611 4615 9316 5915

2011 = 1∶)1 与 704

E231 与 704

1421162?

材 料 开 发 与 应 用 2006 年 10 月

提高了 32 % ,弯曲模量提高了 36 % , 纤维体积含 量提高了 56 %。

4结论

= 1∶ 和环氧树脂 E231 所构成的树脂体系分别 1

forced Plastics ,1997(1):22～261 Technical york :A IAA ,19771922～10011 [ D ] 1 天津工业大学 ,2003 ,31 tion of low cost manufacturing technologies for large scale composite ship structure [ C ] 1 In : Collection of [J ] 1 纤维复合材料 ,2000 ,(3):11～141

图2初步 RFI 工艺试验温度控制曲线

满足了 RF I 工艺成膜要求。(2)刮膜法被确定为本研究中较佳的成膜工 艺 ,制备出的树脂膜力学性能良好。(3)按照确定的树脂体系及成膜工艺制备出

图3加热过程中树脂的浸渍状况照片

从采用 RF I 工艺制备的复合材料板材上取 下材料试件 , 和采用 R TM 工艺以及手糊工艺制 备的同种复合材料试件进行性能对比试验 , 结果 如表 5 所示。表5不同工艺制备的复合材料力学性能

工艺 手糊

R TM RFI

拉伸强度 弯曲强度 拉伸模量 弯曲模量 纤维体积

/ MPa 19213 21518 22216 / MPa 22015 24012 25716 / GPa 10125 12135 13153 / GPa 11169 13126 15197

含量/ %

2816 3912 4418

由上表数据可知 , RF I 工艺成型的复合材料 具有一定的优势 ,与手糊工艺相比较 ,试件拉伸强度提高了 15 % ,弯曲强度提高了 16 % , 拉伸模量

Preparation of Epoxy Resin Film and Its Application in RFI Technology

(College of Astronautics and Material Engineering ,National Universit y of Defense Technology ,Changsha 410073 ,China)

technology and t he mechanical property of t he composites was detecred1 The results indicated t hat t he resin film is suitable for manufacturing of t he composite in RFI technology process and t he mechanical property of t he composite is satisfactory1 Keywords : RFI;Resin film;Epoxy;Composite manufacture;Applicationmechanical property and storage behavior of t he resin film were tested1 The resin film was applied to make composites in RFI

Abstract :Resin matrix and met hods to prepare resin film which is used in RFI technology were investigated in t his paper1 The

J U S u , Y IN Chang2pi ng , L I U J u n , Z EN G Ji ng2cheng , X IA O Jia2y u树脂膜 ,进而用 RF I 工艺制备出表面质量及浸渍 情况良好的复合材料试件 , 复合材料拉伸强度和 弯曲强度分别达到了 22216M Pa 和 25716M Pa。与 R TM 工艺和手糊工艺比较 , 复合材料力学性 能有较大的提高 , 表明所制备的环氧树脂膜可用 于 RF I 工艺制备大尺寸结构件。参考文献 :

[ 1 ]George Marsh1 Putting SCRIMP in context [J ] 1 Rein2 [3]王东 ,梁国正 1 RFI 工艺用双马来酰亚胺树脂膜 [J ] [4 ]张国利 1 T 型整体壁板制件 RFI 工艺与性能的研究 [5]王东 , 梁国正 1 树脂膜溶渗工艺(RFI)的研究现状 [6 ]王东 ,梁国正 1 用于 RFI 工艺的高性能树脂膜的研 [2 ]Nguyen Loc B ,J uska Thomas ,Mayes Steven1 Evalua2

(1)采用混配树脂 E244 ∶ YD2011(质量比)C

究 [J ] 1 复合材料学报 ,2001 ,18(1):38～411 1 高分子材料科学与工程 ,2002 ,18(1):67～701

Structure.Structural Dynamics &Materials Conf 1New

Paper2A IAA/ ASME/ ASCE/ AHE/ ASC

第二篇：氧化锌纳米材料制备及应用研究

纳米ZnO的合成及光催化的研究进展

摘要：综合叙述了以纳米ZnO半导体光催化材料的研究现状。主要包括纳米光催化材料的制备、结构性质以及应用，同时结合纳米ZnO的应用和光催化的优势阐述了后续研究工作的主要的研究方向。

关键词：纳米；光催化；应用

1.1 ZnO光催化材料的研究进展

纳米氧化锌的制备技术国内外有不少研究报道，国内的研究源于20世纪90年代初，起步比较晚。目前，世界各国对纳米氧化锌的研究主要包括制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面，其中制备技术是关键，因为制备工艺过程的研究与控制对其微观结构和宏观性能具有重要的影响[1]。综合起来，纳米氧化锌的化学制备技术大体分为三大类：固相法、液相法和气相法。1.1.1固相法

固相法又分为机械粉碎法和固相反应法两大类，前者较少采用，而后者固相反应法，是将金属盐或金属氧化锌按一定比例充分混合，研磨后进行燃烧，通过发生固相反应直接制得超细粉或再次粉碎的超细粉。固相配位化学反应法是近几年刚发展起来的一个新的研究领域，它是在室温或低温下制备可在较低温度分解的固相金属配合物，然后将固相产物在一定温度下热分解，得到氧化物超细粉。运用固相法制备纳米氧化锌具有操作和设备简单安全，工艺流程短等优点，所以工业化生产前景比较乐观，其不足之处是制备过程中容易引入杂质，纯度低，颗粒不均匀以及形状难以控制。

王疆瑛等人[2]以酒石酸和乙二胺四乙酸为原料，采用固相化学反应法在450℃热分解4h得到具有纤锌矿结构的ZnO粉体，通过X射线衍射及透射电镜结果分析，合成的产物粒径均小于100nm，属于纳米颗粒范围，而且颗粒大小均匀，粒径分布较窄，并采用静态配气法对气敏特性的研究发现，对乙醇气体表现了良好的灵敏性和选择性。1.1.2气相法

气相法是直接利用气体或通过各种手段将物质变为气体并使之在气体状态下发生物理或化学变化，最后在冷却过程中凝聚长大形成超微粉的方法。气相法包括溅射法、化学气相反应法、化学气相凝聚法、等离子体法、激光气相合成法、喷雾热分解法等。运用气相法能制备出纯度高、分散性好的纳米氧化锌粉体，但是其工艺复杂，设备昂贵，一般需要较高的温度和能耗。

赵新宇等[3]利用喷雾热解技术，以二水合醋酸锌为前驱体通过研究各操作参数对粒子形态和组成的影响，在优化的工艺条件下制得20-30nm粒度均匀的高纯六方晶系ZnO粒子。研究发现，产物粒子分解程度随反应温度的提高、溶液浓度和流量程度的降低而增大，随压力的升高先增大后略有减小，粒子形态与分解程度密切相关，只有当分解程度高于90%以上，才能获得形态规则、粒度均匀的产物粒子，并且由理论计算和实验结果的比较推断出喷雾热解过程超细ZnO粒子的形成机理为一次粒子成核-分裂机理。

1.1.3液相法

液相法制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂分离，溶质形成一定形状和大小的颗粒，得到所需粉末的前驱体，热解后得到纳米微粒。液相法是目前实验室和工业广泛采用的制备纳米粉体的方法。与其他方法相比，该法具有设备简单，原料容易获得，纯度高，均匀性好，化学组成控制准确等优点，主要用于氧化物超微粉的制备。因此本课题也就是基于此来研究几种液相法制备纳米级氧化锌粉体的机理及其工艺。液相法包括沉淀法、水解法、水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等。

(1)沉淀法。

沉淀法是液相化学合成高纯纳米粒子采用的最广泛的方法。它是把沉淀剂加入金属盐溶液中进行沉淀处理，再将沉淀物加热分解，得到所需的最终化合物产品的方法。沉淀法可分为直接沉淀法和均匀沉淀法。直接沉淀法优点是容易制取高纯度的氧化物超微粉，缺点是易于产生局部沉淀不均匀。为避免直接添加沉淀剂产生局部浓度不均匀，可在溶液中加入某种物质使之通过溶液中的化学反应，缓慢的生成沉淀剂，即均匀沉淀法，此法可获得凝聚少、纯度高的超细粉，其代表性的试剂是尿素。

祖庸等[4]以硝酸锌为原料，尿素为沉淀剂，采用均匀沉淀法分别制得了粒径为8-60nm的球形六方晶系ZnO粒子，粒度均匀、分散性好。并且为了考察小试数据的可靠性和进一步给中试提供数据，进行了28倍和168倍放大试验，产品收率达89%，为进一步工业化打下良好的基础。

(2)溶胶-凝胶法。

溶胶-凝胶法是将金属醇盐(如醋酸锌等)溶解于有机溶剂(如乙醇)中，并使醇盐水解，聚合形成溶胶，溶胶陈化转变成凝胶，经过高温锻烧制得ZnO纳米粉体。也可在真空状态下低温干燥，得到疏松的干凝胶，再进行高温锻烧处理。该法制备的氧化物粉末粒度小，且粒度分布窄，可以通过控制其水解产物的缩聚过程来控制聚合产物颗粒的大小。但由于金属醇盐原料有限，因此也出现了一些应用无机盐为原料制备溶胶的方法。

丛昱等[5]以草酸锌为原料、柠檬酸为络合剂，通过溶胶-凝胶法对Zn(OH)2凝胶在400℃下锻烧2h获得结晶型圆球状六方晶型纳米级ZnO超细粉，纯度为99.25%(wt)，平均粒径为30nm，粒径分布范围窄。曹建明[6]分别以草酸、柠檬酸和柠檬酸为络合剂，利用溶胶-凝胶法制备了ZnO超细粉体。通过实验摸索出制备小粒径ZnO的最佳工艺条件为：草酸浓度0.3mol/L，乙酸锌浓度0.2mol/L，它们之间的摩尔比为3:1，经分析此时所得ZnO微粉为六方晶型，平均晶粒尺寸在 15.3nm左右，从激光散射测试结果得知，ZnO纳米颗粒在水溶液中存在着软团聚，团聚体最小尺寸为79.4nm，并且对丁烷气体表现出良好的敏感性，可用于制备丁烷传感器。

(3)微乳液法。

微乳液法是两种互不相容的溶剂，在表面活性剂作用下形成乳液，在微泡中经成核、凝结、团聚、热处理后得到纳米微粒。与其他化学法相比，微乳液法具有微粒不易聚结，大小可控且分散性好等优点。

崔若梅等[7]以无水乙醇作辅助表面活性剂，Zn(CH3COO)2·2H2O为原料，添加到十二烷基苯磺酸钠、甲苯、水和吐温80、环己烷、水自发生成的两种不同的微乳液体系中制备出平均粒径位25nm和30nm的超细ZnO粒子，粒度分布均匀，样品纯度也较高。冯悦兵等[8]也采用不同的微乳体系合成了粒径在10-30nm之间的超细ZnO球形粒子,粒度均匀，分散性好，与普通氧化锌相比，粒径减小了一个数量级，并具有特殊的光学性能，即在可见光区有良好的透光率，在紫外区表现出强的宽带吸收，特别是长波紫外线有很强的吸收能力。杨华等[9]采用双微乳液混合法制备了纳米ZnO粉体，经研究分析，所得产物为球形六方晶系结构，平均粒径27nm，粒径尺寸分布范围较窄，99%的颗粒在纳米级范围。另外，还有人用超声辐射沉淀法、水解加热法、超临界流体干燥法等液相法也制得了纳米氧化锌粉体。

随着纳米材料科学技术的进一步发展，新的制备合成工艺被不断的提出并得到利用。国外对纳米氧化锌的研究相对已比较成熟，许多厂家已将先进的技术实现了产业化，制造出高品质的纳米氧化锌产品。目前，山西丰海纳米科技有限公司作为全国最大的纳米氧化锌专业生产企业，现生产能力己达5000 t/a，二期工程正在扩建阶段，完成后生产能力将达到30000 t/a。成都汇丰化工厂开发出纯度大于99.7%、平均粒径为20nm的高纯度纳米级氧化锌，并建成500 t/a的生产线。该厂生产的高纯纳米级氧化锌成本仅有进口的1/10，可广泛用于防晒化妆品、抗菌自洁卫生洁具、压敏及其它功能陶瓷、冰箱空调微波炉用抗菌剂、高级船舶用涂料、高级汽车面漆、气体传感器、光催化剂以及航天航空领域 [10]。

1.2 ZnO的结构和性质

ZnO 晶体具有四种结构：纤锌矿相（四配位，六角结构，B4）、闪锌矿相（也是四配位，但和 B4 相原子排列不同）、NaCl 结构（也叫岩盐结构，B1）和 CsCl 结构（B2）。通常情况下，ZnO 以纤锌矿结构存在，当外界压强增大，大约是 9.6GPa 时向岩盐结构转变，当外界压强增大到 200 GPa 时，向 B2 相转变，而闪锌矿是在生长时形成的亚稳态结构。ZnO 的纤锌矿结构如图1.1 所示，有三个结晶面：(0001)、(10-10)和(11-20)，其相应表面能量密度分别为 0.99、0.123 和 0.209 eV/A2,(0001)面的表面自由能最小[11]。

ZnO 属于宽带隙半导体材料，室温下其禁带宽度为 3.37 eV，激子束缚能高达60meV，ZnO 具有较高的热稳性，无毒、无臭，是一种两性氧化物，能溶于强酸和强碱溶液，不溶于水和乙醇。纳米级的 ZnO 是一种人造粉体材料，由于其表面效应和体积效应，使其在磁性、光吸收与催化等方面具有奇异的性质。

各种形貌的 ZnO 材料可以采用不同的合成方法制得，例如棱镜型、椭圆型、笼型、球型、管、空心管、针状、笔状、花状、哑铃型、纳米丝、纳米竿和纳米束等[12]。在这些纳米构型中，一维（1D）ZnO 如纳米丝和纳米杆备受关注，尤其是溶液合成法制得的产品，因为此方法可以在低温下进行，且简单又经济实用。一方面因为一维纳米结构具有特殊的电子转移特性，常用于电子器件；另一方面由于 ZnO 独特的六方型晶体特征使其易于生成一维结构。由溶液合成法得到的延长 ZnO 材料同时具有极性和非极性，通常情况下，ZnO 核原子容易沿极性方面聚集而成一维结构（轴向生长），但是，如果加入成核改良物质使极性纯化，轴向生长受到抑制而易得到扁平结构如薄片或平板状 ZnO（横向生长），因此选择合适的改良剂，可以选择性的得到不同结构型貌的 ZnO晶体，以便开发新的用途[13]。

图.1.1 ZnO 的晶体结构-具有三个取向面(0001)、(10-10)和(11-20)的纤维矿结构

晶格常数为a=3.25A , c=5.2A, Z=2.最近，二维（2D）多孔 ZnO 纳米薄片因其同时具有薄层形貌和多孔结构，可以显著地提高其在光致发光和气敏元件应用方面的性质而备受瞩目，相对于低维（1D 和 2D）结构，三维（3D）结构更易具有特殊的性质，是目前研究的热点[14]。

1.3纳米ZnO粉体的应用

纳米氧化锌是由极细晶粒组成、特征维度尺寸为纳米数量级(1-100nm)的无机粉体材料，与一般尺寸的氧化锌相比，纳米尺寸的氧化锌具有小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，因而它具有许多独特的或更优越的性能，如无毒性、非迁移性、荧光性、压电性、吸收散射紫外能力等[15]。这些特性的存在进一步推广了氧化锌的应用，例如用作气体传感器、变阻器、紫外屏蔽材料、高效光催化剂等。1.3.1气敏材料[16]

环境污染目前是在全球范围内广受关注的问题。由于可挥发有机物(VOCs)广泛应用于染料、药物、塑料、橡胶、室内装修等行业，与人们的日常工作和生活有着密切的关系。人吸入过量的VOCs，会导致或加重过敏、哮喘、癌症、肺气肿等症状的发生。特别是近年来，由于室内装修空气质量不合格而导致住户死亡的报道屡见不鲜，人们对VOCs的检测提出了新的更高的要求。纳米材料的发展和应用已成为气敏材料的研究热点，这是因为纳米材料具有特殊的结构和效应，使其显示出良好的气敏特性。ZnO是最早使用的气敏材料，与广泛使用的SnO2相比，工作原理相同，检测灵敏度较SnO2低，除此之外，其它性能并不逊色，而且还具有价格便宜，适宜制备等优点。所以目前国内外在这方面的研究很多。ZnO气敏元件主要有烧结型、厚膜型、薄膜型三种。虽然目前薄膜型ZnO的研究非常活跃，但烧结型和厚膜型元件具有制作简单、价格便宜和检测方便等优点，易于使用化，有很好的应用前景，而这类元件都是以颗粒状ZnO为基础的，所以制备出纳米级ZnO颗粒是制备气敏元件的第一步。

新疆大学应用化学研究所沈茹娟等人以酒石酸和乙二胺甲基酸为原料，通过固相反应法制备的气敏材料氧化锌，测试了材料在不同工作温度下对乙醇、氨气、液化石油气的灵敏度。实验结果表明，所合成的纳米氧化锌具有工作温度低、对乙醇气体灵敏度高的特点。1.3.2光催化污水处理材料[17]

随着我国工业的飞速发展，一些化工厂、印染厂、造纸厂、洗涤剂厂、食品厂等工厂的有机物废水排放越来越受到环境保护法规的制约，而目前常用的有机物废水处理技术难以达到有效的治理。物理吸附法、混凝法等非破坏性的处理技术，只能将有机物从液相转移到固相，不能解决二次污染问题。而化学、生化等处理技术除净度低，废水中有机物含量仍远远高于国家废水排放标准。半导体多相光催化是近20年发展起来的新兴领域，许多有机化合物如烃、卤代烃、有机酸类、多环芳烃、取代苯胺、杂环化合物、表面活性剂、酚类、农药、细菌等都能有效地进行光催化降解反应生成无机小分子。因反应体系在催化剂作用下将吸收的光能直接转化为化学能，使许多难以实现的反应在温和的条件下顺利进行，能量消耗低，不会产生二次污染，应用范围相当广泛，对解决日益严重的农药废水污染问题极具有实用和推广价值。目前，人们对纳米TiO2催化剂进行广泛的研究，主要集中在水中污染物的光催化降解中，如降解苯酚、有机磷农药、染料等。由于纳米TiO2成本比较高、设备投资大等缺点，其应用受到限制，而纳米ZnO作为一种新型的功能材料，由于成本低廉，在光催化领域将具有很好的应用前景。

纳米ZnO是一种很好的光催化剂，在紫外光的照射下，能分解有机物质，能抗菌和除臭。水中的有害有机物质如有机氯化物、农药、界面活性剂、色素等，用目前的水处理技术充分去除是困难的。近年来广泛进行了把这些物质用光催化剂分解处理的尝试，已经召开了几届有关这方面的国际会议。其中重要的光催化剂包括氧化钛和氧化锌等。氧化锌作为光催化剂可以使有机物分解，研究表明，纳米氧化锌粒子的反应速度是普通氧化锌粒子100-1000倍，而且与普通粒子相比，它几乎不引起光的散射，且具有大的比表面积和宽的能带，因此被认为是极具应用前景的高活性光催化剂之一。1.3.3抗菌自洁陶瓷材料[18]

随着科技的进步，社会的发展和人民生活水平的提高，健康的生存环境日益成为人类的追求目标，环境保护问题已不可避免的越来越受到重视。抗菌(杀菌)陶瓷是一种保护环境的新型功能材料，是抗菌剂、抗菌技术与陶瓷材料结合的产物，也是材料科学与微生物学相结合的产物，是利用高科技抑制和杀灭细菌，使传统的产品增加科技含量的典型例证。它在保持陶瓷制品原有使用功能和装饰效果的同时，增加消毒、杀菌及化学降解的功能，即它具有抗菌、除臭、保健等功能，从而能够广泛用于卫生、医疗、家庭居室、民用或工业建筑，有着广阔的市场前景，已成为高技术产品研究的热点之一。现今用于陶瓷制品的抗菌材料主要是无机抗菌材料，按照抗菌材料的不同，抗菌陶瓷主要分为载银抗菌陶瓷和光触媒抗菌陶瓷，纳米光催化抗菌陶瓷具有抗菌持久、杀菌彻底、无毒健康、环境友好等优点，是传统银系抗菌陶瓷的换代产品。

纳米光催化抗菌陶瓷制品在色釉、形貌及力学性质上与传统的卫生陶瓷和建筑陶瓷相同，只需在未烧成的卫生陶瓷釉面上喷涂一定厚度的涂层并与卫生陶瓷上的釉形成混合层，干燥，高温烧结而成。纳米ZnO抗菌陶瓷就是将一定量的ZnO、Ca(OH)

2、AgNO3等制成涂层，由以下三种方法制成：(1)将含纳米ZnO釉涂在陶瓷坯釉面上而后烧成；(2)将含纳米氧化锌抗菌釉与传统釉料混匀后涂在陶瓷坯上烧成；(3)将氧化锌抗菌陶瓷釉直接涂在陶瓷坯面上烧成。但是目前光触媒应用于抗菌陶瓷最多的还是TiO2，关于纳米ZnO抗菌陶瓷的报道还很少。1.3.4半导体材料

作为重要氧化物半导体，纳米ZnO由于良好的光电性能早就引起人们的重视。研究表明，纳米ZnO存在很强的紫外及蓝光发射，可用于新型发光器件。

目前，人们已研制出ZnO纳米线、纳米管、纳米带，这些纳米材料表现出许多特异的性质。美国亚特兰大佐治亚理工学院王中林等在世界上首次获得了具有压电效应的半导体纳米带结构，进而又研制出了具有压电效应的纳米环。这种新型结构可用于微、纳米机电系统，是实现纳米尺度上机电藕合的关键材料，在微/纳米机电系统中有重要的应用价值，利用这种纳米带(环)的压电效应，可以设计研制各种纳米传感器、执行器、以及共振藕合器、甚至纳米压电马达。利用其优秀的光电性能，纳米ZnO半导体在纳米光电器件领域具有广阔的应用前景，如纳米尺度的激光二极管、紫外激光探测器等。利用ZnO的紫外发光特性，可以做成超小型的激光光源。杨培东[19]等在只有人类头发丝千分之一的纳米导线上制造出世界上最小的激光器—纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外光，经过调整后还能发射从蓝光到深紫外的光。室温下，纳米导线中的纯氧化锌晶体被另一种激光激活时，纯氧化锌晶体可以发射出波长只有17nm的激光。这种氧化锌纳米激光器是当今世界上最小的激光器，而且是从纳米技术诞生以来的第一项实际的应用，最终可能被用于鉴别化学物质、提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量。1.3.5磁性材料[20]

磁性材料是电子信息产业发展的基础，工业上广泛使用的锰锌铁氧体(Mn1-xZnx)Fe2O4，其化学成分的比例为Fe2O3:MnO:ZnO=(52.6:35.4:12.0)mol=(70.65:1.13:8.22)wt%，这是一种软磁性材料，具有很好的磁性能(如导磁率可达4000等)，该磁性材料的制造工艺极为复杂，需在1300℃下进行烧结。如果采用纳米ZnO作原料，不仅可以简化制造工艺(如不需球磨加工就能达到粒度要求直接配料等)，而且还可以提高产品的均一性和导磁率，减少产品在烧制过程中破裂的损失，降低烧结温度，使产品质量显著提高。1.3.6橡胶及涂料材料

在橡胶工业，纳米氧化锌是一种重要的无机活性材料，其不仅可降低普通氧化锌的用量，还可以提高橡胶产品的耐磨性和抗老化能力，延长使用寿命，加快硫化速度，使反应温度变宽。在不改变原有工艺的条件下，橡胶制品的外观平整度、光洁度、机械强度、耐磨度、耐温性、耐老化程度等性能指标均得到显著提高。

纳米氧化锌能大大提高涂料产品的遮盖力和着色力，还可以提高涂料的其它各项指标，并可应用于制备功能性纳米涂料。在涂料应用中，纳米氧化锌的紫外屏蔽性能是其中最大的开发点之一。以往常用的抗紫外剂多为有机化合物，如二甲苯酮类、水杨酸类等，其缺点是屏蔽紫外线的波段较短，有效作用时间不长，易对人体产生化学性过敏，存在有不同程度的毒性。金属氧化物粉末对光线的遮蔽能力，在其粒径为光波长的1/2时最大。在整个紫外光区(200-400nm)，氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。纳米氧化锌的有效作用时间长，对紫外屏蔽的波段长，对长波紫外线(UVA，波长320-400nm)和中波紫外线(UVA，波长280-320nm)均有屏蔽作用，能透过可见光，有很高的化学稳定性和热稳定性。同时由于纳米氧化锌的导电性也使涂层具有抗静电能力，提高了涂层的自洁功能。因此，充分利用纳米氧化锌的这些特性可以制备各种纳米功能涂料。例如：将一定量的超细ZnO·Ca(OH)2·AgNO3等加入25%(wt)的磷酸盐溶液中，经混合、干燥、粉碎等再制成涂层涂于电话机、微机等表面，有很好的抗菌性能。添加纳米ZnO紫外线屏蔽涂层的玻璃可抗紫外线、耐磨、抗菌和除臭，用作汽车玻璃和建筑玻璃。在石膏中掺入纳米ZnO及金属过氧化物粒子后，可制得色彩鲜艳、不易褪色的石膏产品，具有优异的抗菌性能，可用于建筑装饰材料。舰船长期航行、停泊在海洋环境中，用纳米氧化锌作为原料，制备舰船专用的涂料，不仅可起到屏蔽紫外线的作用，还可以杀灭各种微生物，从而提高航行速度并延长检修期限。1.3.7日用化工[21]

纳米氧化锌无毒、无味、对皮肤无刺激性、不分解、不变质、热稳定性好，本身为白色，可以简单的加以着色，价格便宜。而且氧化锌是皮肤的外用药物，对皮肤有收敛、消炎、防腐、防皱和保护等功能。可用于化妆品的防晒剂，以防止紫外线的伤害。纳米ZnO还可以用于生产防臭、抗菌、抗紫外线的纤维。例如，日本帝人公司生产的采用纳米ZnO和SiO2混合消臭剂的除臭纤维，能吸收臭味净化空气，可用于制造长期卧床病人和医院的消臭敷料、绷带、尿布、睡衣、窗帘及厕所用纺织品等。日本仓螺公司将ZnO微粉掺入异形截面的聚醋纤维或长丝中，开发出世界著名的防紫外线纤维，除具有屏蔽紫外线的功能外，还有抗菌、消毒、除臭的奇异功能，除用于制造手术服、护士服外，还可制造内衣、外装、鞋、帽、袜、浴巾、帐篷、日光伞、夏日服装、农用工作服、运动服等。1.3.8其它领域应用[22]

随着人们对纳米氧化锌性能认识的深化，纳米氧化锌的应用领域在不断扩大。例如利用活性炭、多孔陶瓷、金属网等材料做载体，负载纳米ZnO光催化剂，制成空气净化材料，可以作为空气净化器的核心部件。近年来开发的片式叠层纳米氧化锌压敏电阻器具有响应时间短、电压限制特性好、受温度影响小、通流能力大等特点，因而被广泛应用在IC(集成电路)保护和互补金属氧化物半导体、场效应管器件保护及汽车线路保护等方面。此外，纳米氧化锌在电容器、荧光材料、表面波材料、图像记录材料、抗静电复合材料等方面也表现出极其广阔的应用前景。

1.4.准备开展工作

我国经济的发展，与制造业、重工业的兴旺是分布开的。然而，这些工厂的发展的同时，也带来了很严重的环境问题——废水、废气、废渣，这些影响着人们的健康。焦化、农药、医药、化工、染料、树脂等行业，范围广，数量多，是环境污染物主要制造者。由于有机类物质具有致癌、致畸形、致突变的潜在毒性，已被各国环保部门列入环境优先污染物黑名单，也是重点监测和治理的对象之一。因此，废水的处理一直是环境保护研究中倍受关注的课题。

目前国内外处理废水的常用方法主要有吸附法、化学氧化法、溶剂萃取法、液膜法、离子交换法和生化法等，各种方法都有自身的优缺点。光催化氧化法属于化学氧化法的一种类型，是近年来发展起来的一种新型技术，由于其具有高效、价廉、对环境友好、容易循环使用等优点，在实验以亚甲基蓝为例，研究水中有机物的光催化降解，其中催化的原材料就是氧化锌和二氧化钛。这两种原料都简单易得、价格便宜、无毒无害，且其纳米颗粒具有良好的光催化性能，所以研究出高催化性能的光催化材料对于水的净化处理有着不言而喻的意义。在这种指导思想下，在后续研究工作中主要采用溶剂热法，以醋酸锌为原料，制备纳米级氧化锌粉体，并确定最佳的原料配比和工艺条件，同时利用X-射线衍射，透射电子显微镜和扫描电子显微镜等方法对制备的ZnO的微观结构进行了表征。希望可以制备出的形状和尺寸控制的氧化锌微粒。

参考文献

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第三篇：建筑用遮阳膜,征求意见稿

JG 中华人民共和国建筑工业行业标准 JG/T xxxx-xxxx

建筑用遮阳膜

Architectural shading membrane

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上

XXXX-XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施 XXXXXXXXXXX

发 布

目 次 前言..........................................................................II 1 范围...........................................................错误！未定义书签。规范性引用文件.................................................错误！未定义书签。术语和定义.....................................................错误！未定义书签。

3.1 建筑用遮阳膜 Architectural shading membrane................................错误!未定义书签。

3.2 基材 Base fabric...................................................................................错误!未定义书签。

3.3 涂层 coat..............................................................................................错误!未定义书签。分类和标记.....................................................错误！未定义书签。

4.1 分类.......................................................................................................错误!未定义书签。

4.2 标记示例...............................................................................................错误!未定义书签。要求...........................................................错误！未定义书签。

5.1 外观.......................................................................................................错误!未定义书签。

5.2 尺寸和克重...........................................................................................错误!未定义书签。

5.3 防火性能...............................................................................................错误!未定义书签。

5.4 环保性能...............................................................................................错误!未定义书签。

5.5 弯折性能...............................................................................................错误!未定义书签。

5.6 低温冲击...............................................................................................错误!未定义书签。

5.7 耐光老化性能.......................................................................................错误!未定义书签。

5.8 耐热老化性能.......................................................................................错误!未定义书签。

5.9 耐化学腐蚀性能...................................................................................错误!未定义书签。

5.10 耐候色牢度...........................................................................................错误!未定义书签。

5.11 耐光色牢度...........................................................................................错误!未定义书签。

5.12 定负荷伸长率.......................................................................................错误!未定义书签。

5.13 可见光透射率.......................................................................................错误!未定义书签。

5.14 紫外线透射率.......................................................................................错误!未定义书签。

5.15 抗渗水性能...........................................................................................错误!未定义书签。

5.16 液体芯吸性能.......................................................................................错误!未定义书签。试验方法.......................................................错误！未定义书签。

6.1 外观.......................................................................................................错误!未定义书签。

6.2 尺寸和克重...........................................................................................错误!未定义书签。

6.3 防火性能...............................................................................................错误!未定义书签。

6.4 环保性能...............................................................................................错误!未定义书签。

6.5 弯折性能...............................................................................................错误!未定义书签。

6.6 低温冲击...............................................................................................错误!未定义书签。

6.7 耐光老化性能.......................................................................................错误!未定义书签。

6.8 耐热老化性能.......................................................................................错误!未定义书签。

6.9 耐化学腐蚀性能...................................................................................错误!未定义书签。

6.10 耐候色牢度...........................................................................................错误!未定义书签。

6.11 耐光色牢度...........................................................................................错误!未定义书签。

6.12 定负荷伸长率.......................................................................................错误!未定义书签。

6.13 可见光透射率.......................................................................................错误!未定义书签。

6.14 紫外线透射率.......................................................................................错误!未定义书签。

6.15 抗渗水性能...........................................................................................错误!未定义书签。

6.16 液体芯吸性能.......................................................................................错误!未定义书签。检验规则.......................................................错误！未定义书签。

7.1 检验分类...............................................................................................错误!未定义书签。

7.2 出厂检验...............................................................................................错误!未定义书签。

7.3 型式检验...............................................................................................错误!未定义书签。标志、包装、运输、贮存.........................................错误！未定义书签。

8.1 产品标志...............................................................................................错误!未定义书签。

8.2 包装.......................................................................................................错误!未定义书签。

8.3 运输.......................................................................................................错误!未定义书签。

8.4 贮存.......................................................................................................错误!未定义书签。

JG/T xxxx-xxxx

II

前言 本标准按照 GB/T1.1—2009 给出的规则起草。

本标准由住房和城乡建设部建筑制品与构配件产品标准化技术委员会归口。

本标准负责起草单位：上海市装饰装修行业协会 本标准参加起草单位：上海交通大学、上海海勃膜结构有限公司、浙江正特集团有限公司、宁波先锋新材料股份有限公司、上海玻机智能幕墙股份有限公司、3M中国、上海市建筑科学研究院（集团）有限公司、上海市建材专业标准化技术委员会、中国建筑科学研究院物理研究所、中国建筑材料检验认证中心、圣戈班高性能塑料公司 本标准主要起草人：宋晓冰、杨建、单才华、范炎明、田学勤、杨涛、岳鹏、陈秀芬、忻国梁、张震善、沙峰、李黎

建筑用遮阳膜 1 范围 本标准规定了建筑用遮阳膜的术语与定义、分类和标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。

本标准适用于张拉在屋顶、广场及开放式建筑结构上的具有高断裂强力的涂层织物。规范性引用文件 GB250 评定变色用灰色样卡 GB/T 4666-2009 纺织品织物长度和幅宽的测定 GB/T 4669-2008 纺织品机织物单位长度质量和单位面积质量的测定 GB/T 14801-2009 机织物与针织物纬斜和弓纬试验方法 GB/T 3923.1-1997 纺织品织物拉伸性能第 1 部分断裂强力和断裂伸长率的测定条样法 GB/T 3917.3-2009 纺织品织物撕破性能第 1 部分：冲击摆锤法撕破强力的测定 GB 8624-2006 建筑材料及制品燃烧性能分级 GB/T2679.5-1995 纸和纸板耐折度的测定(MIT 耐折度仪法）

GB/T8427

纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧 GB/T8430

纺织品色牢度试验耐人造气候色牢度：氙弧 FZ/T01003-1991 涂层织物厚度试验方法 FZ/T 64014-2009 膜结构用涂层织物 FZ/T 01009-2008 纺织品织物透光性的测定 FZ/T 01004-2008 涂层织物抗渗水性的测定 FZ/T 01071-2008 纺织品毛细效应试验方法 FZ/T 01007-2008

涂层织物耐低温性的测定 FZ/T 7500-1993

涂层织物光加速老化试验方法氙弧法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 建筑用遮阳膜

Architectural shading membrane 以合成纤维、玻璃纤维为基材，表面覆盖聚合物连续层，应用于开放式建筑结构上的具有高断裂强力的涂层织物。

3.2 基材

Base fabric 由聚酯长丝、玻璃纤维等高强度纤维编织的织物面料。

3.3 涂层

coat 经浸渍、刮涂或层压等工艺在基本表面覆盖的聚合物连续层。分类和标记 4.1 分类 4.1.1 按纤维材质分 a）玻璃纤维 代号为 B b）聚酯纤维 代号为 J 4.1.2 按涂层种类分 a)聚四氟乙烯（PTFE）涂层 代号 T b)全氟烷氧基树脂（PFA）涂层 代号 F c)氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）涂层 代号 E d)有机硅（Si）涂层 代号 S e)聚氯乙烯（PVC）涂层 代号 C f)聚氨酯（PU）涂层 代号 U

4.1.3 按表面处理层分 a)聚氟乙烯（PVF）处理层 代号 V b)聚二氟乙烯（PVDF）处理层 代号 D c)聚丙烯（PAN）处理层 代号 A d)二氧化钛（TiO2）处理层 代号 T e)无表面处理层 代号 N 4.2 标记示例 4.2.1 标记 遮阳膜□—□—□—□—□—□–JG/T ***-****

阻燃等级（如：B）

幅宽（mm）

经向标称强度（N/5cm）

表面处理层种类 涂层种类 纤维材质 建筑用遮阳膜 4.2.2 示例 遮阳膜 BTN-2600-504-B 级表示：玻璃纤维，聚四氟乙烯涂层，无表面处理层，经向断裂强力 2600N/5CM，幅宽为 504，阻燃等级达到 B 级的建筑用遮阳膜 5 要求 5.1 外观 5.1.1 外观疵点：膜材织物的表面应平整、均匀，边缘平直整齐，不应有破边、荷叶边、裂缝、破洞、油污斑渍、漏涂、结胶、气泡、纱线断裂等缺陷。

5.1.2 色差应符合 GB 250 的规定，并达到 4 级及以上。

5.2 尺寸和克重 5.2.1 幅宽公差

不允许负公差。

5.2.2 厚度公差

允许公差 ＋12% － －12%。

5.2.3 纬斜 纬斜不超过 3%。

5.2.4 克重公差

允许公差 ＋10% — －10％。

5.2.5 力学性能应符合表 1 的规定。

表 1 项目 要求 经向 纬向 断裂强力（N）

≥5000 ≥4000 断裂伸长率（％）

≤10 ≤15 撕破强力（N）

≥300 剥离强力（N）

≥25

5.3 防火性能 应符合 GB/T 8624 的规定，达到 B 级要求。

5.4 环保性能 应符合 GB 18586-2001 的规定。

5.5 弯折性能 应符合 GB/T2679.5-1995 的规定，不低于初期弯折强度的 80%。

5.6 低温冲击 应符合 FZ/T 01007 的规定，裂缝长度≤1mm。

5.7 耐光老化性能 应符合 FZ/T 75002 规定的试验方法进行测试，耐光老化性能不低于初期强度的 70%。

5.8 耐热老化性能 应符合 FZ/T 75002 规定的试验方法进行测试，耐热老化性能不低于初期强度的 70%。

5.9 耐化学腐蚀性能 耐化学腐蚀性能不低于初期强度的 70%，并没有破损及裂缝。

5.10 耐候色牢度 耐候色牢度应符合表 2 的规定，分级方法应符合 GB/T 8430 的规定。

表 2 等级 1 2 3 4 耐候色牢度 4 级 5 级 6 级 7-8 级 5.11 耐光色牢度 耐光色牢度应符合表 3 的规定，分级方法应符合 GB/T 8427 的规定。

表 3 等级 1 2 3 4 耐光色牢度 4 级 5 级 6 级 7-8 级 5.12 定负荷伸长率 定负荷伸长率根据建筑设计要求不大于约定值。

5.13 可见光透射率 应符合 FZ/T 01009 的规定的试验方法进行测试，可见光透射率等级应符合表 4 的规定。

表 4 等级 1 2 3 4 效果 不透光 弱透光 适度透光 较强透光 可见光透射率T V /% 0 1≤T V <8 8≤T V <16 16≤T V ≤24 5.14 紫外线透射率 应符合 GB/T 18830 的规定的试验方法进行测试，紫外线透射率等级应符合表 5 的规定。

表 5 等级 1 2 3 4 效果 极好 好 中 弱 紫外线透射率T uV /% 0 1≤T uV <5 5≤T uV <9 T uV >9 5.15 抗渗水性能 应符合 FZ/T 01004-2008 的规定，水压不小于 40KPa,没有水渗透。

5.16 液体芯吸性能 应符合 FZ/T 01071-2008 的规定，液体芯吸高度不大于 2mm。试验方法

6.1 外观

6.1.1 外观疵点 以产品正面为主，检验应在平台上进行，采用正常白昼北光或日光灯照明，台面照度不低于750 lx，目光与台面距离 60 Cm 左右。以目视检查。

6.1.2 色差 按 GB250 评定变色用灰色样卡测定。

6.2 尺寸和克重 6.2.1 幅宽公差 按 GB/T 4666-2009 纺织品织物长度和幅宽的测定试验方法测定 6.2.2 厚度公差 按 FZ/T01003-1991 涂层织物厚度试验方法测定 6.2.3 纬斜 按 GB/T 14801-2009 机织物与针织物纬斜和弓纬试验方法测定 6.2.4 克重公差 按 GB/T 4669-2008 纺织品机织物单位长度质量和单位面积质量的测定试验方法测定 6.2.5 力学性能 6.2.5.1 断裂强力和断裂伸长率 按GB/T 3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定条样法测定 6.2.5.2 撕破强力 按 GB/T 3917.3-2009 纺织品织物撕破性能第 1 部分：冲击摆锤法撕破强力的测定 6.2.5.3 剥离强力 如图所示焊接膜材，焊接宽度为 50mm。剪取已经焊接的试样 5 块，尺寸为 60mm*400mm。修剪试样宽度至 50mm，避免出现断丝，人工剥离涂层 5mm。

测定和结果计算：设定拉伸仪器的隔距长度 400mm，拉伸速度 100mm/min。进行剥离试验见图 1，直至试样分开。取剥离曲线上系列峰值的平均值作为测试值，以 5 个试样的平均值作为试验结果，单位为 N/5 cm。

图 1

剥离试验示意图

6.3 防火性能 按 GB 8624-2006 建筑材料及制品燃烧性能分级 6.4 环保性能

按 GB 18586-2001 室内装饰装修材料 聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量 6.5 弯折性能 按 GB/T2679.5-1995 纸和纸板耐折度的测定(MIT 耐折度仪法)6.6 低温冲击 按 FZ/T 01007-2008 涂层织物耐低温性的测定 6.7 耐光老化性能 按 FZ/T 75002-1993 涂层织物光加速老化试验方法氙弧法试验方法测定 6.8 耐热老化性能 通风烘箱温度 70℃±1℃，试件数量有老化后需要进行的测试项目决定，加热 336h（14 天）后将试样从烘箱取出，调湿，测定比较材料老化前后的性能（断裂强力、伸长率等）变化。

6.9 耐化学腐蚀性能 浸入硝酸溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液中 7 天，涂层不破裂 6.10 耐候色牢度 按 GB/T8430 纺织品色牢度试验耐人造气候色牢度：氙弧测定 6.11 耐光色牢度 按 GB/T8427 纺织品色牢度试验耐人造光色牢度：氙弧测定 6.12 定负荷伸长率 经纬向各取 3 个试样，有效宽度 50mm，长度 300 mm。如采用拆线条样，截取试样宽度大约是 60mm，然后拆除两边纱各 5 mm。测量有效宽度，精确至 0.5mm。每块试样的中间部位，画两条与试样边线垂直的，间距为 L 0 =200mm 的测量标记线，精确至±1％。将一 200 N的恒定静负荷施加于试样上(负荷均匀分布于试样的整个宽度)，立即测量试样测量标记线之间的长度 L 1，保持该张力 24h，测量试样测量标记线之间的长度 L 2，将试样负荷回复至零，无应力状态下放置 24h，测量测量标记线之间的长度 L3。

(1)

(2)

(3)

式中：Ɛ——定负荷伸长率； Ɛ

c ——徐变伸长率； Ɛ r ——永久变形率；

6.13 可见光透射率 按 FZ/T 01009-2008 纺织品织物透光性的测定 6.14 紫外线透射率 按 FZ/T 01009-2008 纺织品织物透光性的测定 6.15 抗渗水性能 按 FZ/T 01004-2008 涂层织物抗渗水性的测定 6.16 液体芯吸性能 按 FZ/T 01071-2008 纺织品毛细效应试验方法测定 7 检验规则

7.1 检验分类 产品检验应符合表的规定

序号 检验项目 试验方法 出厂检验 型式检验 1 外观 5.1 6.1 ▲ ▲ 2 幅宽公差 5.2.1 6.2.1 ▲ ▲ 3 厚度公差 5.2.2 6.2.2 ▲ ▲ 4 纬斜 5.2.3 6.2.3 ▲ ▲ 5 克重公差 5.2.4 6.2.4 ▲ ▲ 6 断裂强力和断裂伸长率 5.2.5 6.2.5.1、6.2.5.2 ▲ ▲ 7 撕破强力 5.2.5 6.2.5.3

▲ 8 剥离强力 5.2.5 6.2.5.4

▲ 9 防火性能 5.3 6.3

▲ 10 环保性能 5.4 6.4 ▲弯折性能 5.5 6.5

△ 12 低温冲击 5.6 6.6

▲ 13 耐光老化性能 5.7 6.7

▲ 14 耐热老化性能 5.8 6.8

▲ 15 耐化学腐蚀性能 5.9 6.9

▲ 16 耐候色牢度 5.10 6.10

△ 17 耐光色牢度 5.11 6.11

△ 18 定负荷伸长率 5.12 6.12

▲ 19 可见光透光率 5.13 6.13

△ 20 紫外线透射率 5.14 6.14

△ 21 抗渗水性能 5.15 6.15

△ 22 液体芯吸性能 5.16 6.16

△ ▲为必检项目、△选择项目、空白为不需检验 7.2 出厂检验 产品出厂时必须进行出厂检验，出厂检验项目应包括：织物的幅宽、织物的长度、织物的密度、单位面积质量和外观 7.3 型式检验 7.3.1 当遇到下列情况之一时，应进行型式检验：

a)新产品试制或老产品转厂生产时； b)原材料或生产工艺有了较大改变时； c)停产半年以上重新恢复生产时； d)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时； f)国家质量监督机构要求进行型式检验时。标志、包装、运输、贮存 8.1 产品标志 8.1.1 基本标志内容 标志应包括下列内容：

a)产品名称或商标； b）产品执行的标准编号； c）制造商名称、生产日期或批号； d)标称长度或净质量 e)产品质量检验的合格证明 f)包装贮运的图示标志 8.2 包装 8.2.1 每卷布用塑料薄膜闭封，放入纸管内，然后用封盖密封。其他包装要求由供需双方商定。

8.2.2 包装应保证在正常运输和保管条件下，不致因颠震、装卸、受潮或侵入灰尘，而使产品受到损伤。

8.2.3 包装上标志应符合下列规定：

a)产品名称或商标； b）产品执行的标准编号； c）制造商名称、生产日期或批号； d)标称长度或净质量 e)按 GB 191 规定标明“怕湿”和“堆码层数极限”的两种图示。

8.3 运输 产品在装卸及搬运过程中应轻放，运输过程中应避免雨淋、日晒和机械损伤。

8.4 贮存 应存放在干燥、清洁和无阳光直射的室内。堆码层数不得超过包装上标明的堆码层数极限。

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第四篇：材料合成与制备方法

第一章 1、1 溶胶凝胶

1、什么是溶胶——凝胶？

答：就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。

2、基本原理（了解）

3、设备：磁力搅拌器、电力搅拌器

4、优点：该方法制备块体材料具有纯度高、材料成分易控制、成分多元化、均匀性好、材料形状多样化、且可在较低的温度下进性合成并致密化等

5、工艺过程：自己看

6、工艺参数：自己看 2、1水热与溶剂热合成

1、水热法：是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压），创造一个相对高温、高压的反应环境。

2、溶剂热法：将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水敏感的材料。

3、优点：a、在有机溶剂中进行的反应能够有效地抑制产物的氧

化过程或水中氧的污染；

b、非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料范围大大扩大； c、由于有机溶剂的低沸点，在同样的条件下，它们可以达到比水热合成更高的气压，从而有利于产物的结晶；

d、由于较低的反应温度，反应物中结构单元可以保留到产物中，且不受破坏。同时，有机溶剂官能团和反应物或产物作用，生成某些新型在催化和储能方面有潜在应用的材料

4、生产设备：

高压釜是进行高温高压水热与溶剂热合成的基本设备；（分类自己看),高压容器一般用特种不锈钢制成，5、合成工艺：选择反应物核反应介质——确定物料配方——优化配料顺序——装釜、封釜——确定反应温度、压力、时间等试验条件 ——冷却、开釜——液、固分离——物相分析

6、水热与溶剂热合成存在的问题：

1、无法观察晶体生长和材料合成的过程，不直观。

2、设备要求高耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬、技术难度大温压控制严格、成本高。

3、安全性差，加热时密闭反应釜中流体体积膨胀，能够产生极大的压强，存在极大的安全隐患。

7、水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：

a、“均匀溶液饱和析出”机制

b、“溶解-结晶”机制

c、“原位结晶”机制

8、水热与溶剂热合成方法的适用范围：低温生长单体、制备薄膜、制备超细（纳米）粉末 1、3化学气相沉积

1、化学气相沉积乃是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。

2、气相中析出的固体的形态主要有：在固体表面上生成薄膜、晶须和晶粒、在气体中生成粒子

3、常用三种CVD技术优缺点：

APCVD（常压化学气相沉积）

优点：反应器结构简单、沉积速率快、低温沉积

缺点：阶梯覆盖能差、粒子污染

LPCVD（低压化学气相沉积)

优点：高纯度、阶梯覆盖能力极佳、产量高、适合于大规模生产

缺点：高温沉积、低沉积速率

PECVD(等离子体增强化学气相沉积）

优点：低温制程、高沉积速率、阶梯覆盖性好

缺点：化学污染、粒子污染

4、切削工具的应用（自己看）、模具（自己看）

5、气相化学沉积的生产装置：气相反应室、加热系统、气体控制系统、排气系统 1、4 自蔓延高温合成（SHS)又称燃烧合成（CS)

1、自蔓延高温合成是：利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导做用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。

2、SHS技术同其它常规工艺方法相比，具有的优点：

答：(1)节省时间，能源利用充分；

(2)设备、工艺简单；

(3)产品纯度高（因为SHS能产生高温，某些不纯物质蒸发掉了），反应转化率接近100%；

(4)不仅能生产粉末，如果同时施加压力，还可以得到高密度的燃烧产品；

(5)产量高（因为反应速度快）

3、目前SHS研究中仍存在着一些问题：难以获得致密度非常高的产品、理论研究明显滞后于技术开发、这项技术并不能适用于所有体系、由于体系的多样化，迫切需要对各种体系进行试验和总结、国际间交流和合作还不广泛 1、5等离子体烧结技术

1、SPS：放电等离子烧结技术

PAS(Plasma Activated Sinteriny）：等离子活化烧结

PAS（Plasma Assister Sinteriny）：等离子体辅助烧结

2、等离子体烧结技术的适用范围：SPS技术具有升温速度快、烧结温度低、烧结时间短、节能环保等特点，SPS已广泛应用于纳米材

料、梯度功能材料、金属材料、电磁材料、复合材料、陶瓷材料等的制备。

3、等离子体是宇宙中物质的一种形态，是除固、液、气三态外物质的第四种形态。等离子体是指电力程度较高、电离电荷相反、数量相等的气体，通常是有电子、离子、原子或自由基等粒子组成的集合体。

4、等离子体烧结技术的工艺流程：选择适当模具——选择适当模具——填充模具——施加压力——放入等离子体烧结——静压成型——电脑调节烧结参数等离子体快速烧结——试样成品——性能检测与研究

第二章 2、1特种陶瓷制备原理

1、特种陶瓷产品的发展趋势、研究与开发的重点（自己看）2、2特种陶瓷粉体的制备

1、粉体颗粒：指在物质的结构不发生改变的情况下，分散或细化得到的固态基本颗粒。

2、一次颗粒：指没有堆积、絮联等结构的最小单元的颗粒。

3、二次颗粒：指存在有在一定程度上团聚了的颗粒。

4、团聚：一次颗粒之间由于各种力的作用而聚集在一起成为二次颗粒的现象。

5、粒度分布：分为频率分布和累积分布，常见的表达形式有粒度分布曲线、平均粒径、标准偏差、分布宽度等。

6、频率分布：表示与各个粒径相对应的粒子占全部颗粒的百分含量。

7、累积分布：表示小于（或大于）某一粒径的粒子占全部颗粒的百分含量，累积分布是频率分布的积分形式。

8、粒度分布曲线： 包括累积分布曲线和频率分布曲线。

9、比表面：单位体积粉料所具有的表面积

10、空隙量的表示方法有：

表观密度：即单位体积粉体层的质量。

气孔率：即粉体层中空隙部分所占的容积率。

11、粉体的制备方法一般来说有两种：粉碎法、合成法

12、固液气相反应的特点（了解）

13、机器粉碎设备：

1、机械冲击式粉碎（破碎）：鄂式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、轮碾机

2、球磨粉碎

14、影响粉碎效率因素：

答：

1、球磨机的转速；

2、研磨体的比重、大小及形状；

3、球磨方式（球磨方式有湿法和干法两种）；

4、装料方式；

5、球磨机直径；

6、球磨机内衬的材质。2、3

1、粉料的造粒为什么？

答：对于特陶的粉料，一般希望越细越好，但对于成型，尤其是干压成型，粉料的假颗粒度越细，流动性反而不好，不能充满模子，成形后气孔较多，致密度不高。所以成型前要进行造粒。

2、造粒：在很细的粉料中加入一定的塑化剂（如水），制成粒度较粗，具有一定颗粒级配、流动性好的粒子（约20目~80目）。

3、造粒的方法：一般造粒法、加压造粒法、喷雾造粒法、冻结干燥法

4、陶瓷成型的方法：注浆成型、热压铸成型、可塑法成型、干压成型、等静压成型、带式成型法

5、高温排蜡为什么？

答：因为如果烧成前不先经过排蜡处理，则烧成时石蜡在高温下熔化流失、挥发、燃烧，坯体将失去粘结而解体，不能保持其形状。

6、排蜡温度通常为900~1100 ℃。若温度太低，粉料之间无一定的烧结出现，不具有一定的机械强度，坯体松散，无法进行后续的工序；若温度偏高，直至完全烧结，则会出现严重的粘结，难以清理坯体的表面。排蜡后的坯体要清理表面的吸附剂，然后再进行烧结。

7、干压与等静压成型的特点（了解）2、4 特种陶瓷的烧结

1、烧结：是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。

2、陶瓷的烧结，可以分为固相烧结和液相烧结。

高纯物质在烧结温度下通常无液相出现，属固相烧结，如高纯氧化物等结构陶瓷，而有些在烧结时常有液相出现，属液相烧结，如滑石瓷。

3、实现低温烧结的方法：采用先进的烧结技术、补加添加剂、粉料细化

4、哪些情况采用气氛烧结？

答：

1、制备透光性陶瓷的气氛烧结

2、防止氧化的气氛烧结

3、引入气氛片的烧结

5、微波烧结是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料在电磁场中的介质损耗使材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。

6、微波烧结优点 ：

答：①整体加热②能实现空间选择性烧结。③升温速度快，烧结时间短，且降低烧结温度。④易控制性和无污染

第三章 3、1

1、氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料。常见的有三种，即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3。已有α、β、γ、δ、ε、δ、ε、ζ、κ、λ、ρ及无定型氧化铝等12种

2、Al2O3预烧的目的：①使γ-Al2O3 全部转变为α-Al2O3，减少烧成收缩。②排除Al2O3原料中的Na2O，提高原料的纯度。

3、Al2O3预烧质量的检查： 染色法、光学显微镜法、密度法

4、Al2O3陶瓷的生产工艺：原料的燃烧——磨细——配方——加粘结剂——成型——素烧——修坯——烧结——表面处理

5、影响Al2O3陶瓷烧结的因素：（需要展开所以最好自己看）

答：成形方法的影响、烧结制度的影响、烧结气氛的影响、添加剂的影响、烧结方法的影响 3、2 ZrO2陶瓷

1、ZrO2的性质：斜锆石（ZrO2）和锆英石（ZrO2•SiO2）。

2、ZrO2的结晶形态：单斜晶系(m-ZrO2)、四方晶系(t-ZrO2)、立方晶系(c-ZrO2)。

3、稳定剂：Y2O3、MgO、CaO、CeO等，可使ZrO2变成无异常膨胀、收缩的稳定ZrO2

4、ZrO2 增韧陶瓷：ZrO2 颗粒弥散在其它陶瓷基体中，当基体对ZrO2颗粒有足够的正应力，而ZrO2的颗粒度又足够小，则其相变温度可降至室温以下，这样在室温时ZrO2 仍可以保持四方相。当材料受到外应力时，基体对ZrO2 的压抑作用得到松弛，ZrO2 颗粒即发生四方相到单斜相的转变，并在基体中引起微裂纹，从而吸收了主裂纹扩展的能量，达到增加断裂韧性的效果，这就是ZrO2 的相变增韧。（自己在适当的总结一下）

5、ZrO2 增韧陶瓷研究发展趋势：高温增韧、中低温时效性、抗热震性、抗热震性、纳米颗粒增韧 3、3MgO、BeO陶瓷

BeO作业题分数不多 3、4碳化物陶瓷

1、典型碳化物陶瓷材料有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化钛(TiC)、碳化锆(ZrC)、碳化钒(VC)、碳化钽(TaC)、碳化钨(WC)和碳化钼(Mo2C)等。

2、非氧化物陶瓷：是包括金属的碳化物、氮化物、硫化物、硅化物和硼化物等陶瓷的总称。

3、非氧化物陶瓷在以下三方面不同于氧化物陶瓷： 1）非氧化物在自然界很少存在，需要人工来合成原料。

2）在原料的合成和陶瓷烧结时，易生成氧化物，因此必须在保护性气体（如N2、Ar等）中进行；

3）氧化物原子间的化学键主要是离子键，而非氧化物一般是键性很强的共价键，因此，非氧化物陶瓷一般比氧化物难熔和难烧结。

4、碳化物在非常高的温度下均会发生氧化，但许多碳化物的抗氧化能力都比W、Mo等高熔点金属好，这是因为在许多情况下碳化物氧化后所形成的氧化膜具有提高抗氧化性能的作用。

5、B4C的硬度仅次于金刚石和立方氮化硼，但碳化物的脆性一般较大。

6、SiC陶瓷基本特性：硬度高、，强度好，热导率高，抗氧化性好。SiC有多种晶型，低温型为立方相b-SiC，2100℃向高温型a-SiC转变。

7、SiC的合成方法主要有化合法、碳热还原法、气相沉积法、有机硅先驱体裂解法、自蔓延(SHS)法、溶胶-凝胶法等。

8、碳化硅陶瓷制造工艺：热压烧结、常压烧结、反应烧结、浸渍法、浸渍法

3.5

氮化物陶瓷

1、氮化物陶瓷主要有氮化硅(Si3N4)、氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、氮化钛（TiN）和赛隆陶瓷。

2、氮化硅陶瓷基本特性： A-Si3N4：低温型，是针状结晶体。β-Si3N4：高温型，是颗粒状结晶体。

3、BN有两种晶型：立方BN和六方BN，在高温高压下六方BN可转变为立方BN。立方氮化硼(CBN)硬度仅次于金刚石。六方氮化硼(HBN)又称之为白石墨。

4、氮化铝陶瓷基本特性：最大的特点是导热率高，热膨胀系数小，强度高，电绝缘性能好

5、赛隆陶瓷：是Si3N4与尖晶石AlN.Al2O3的固溶体

第四章 4、1磁性陶瓷

1、按铁氧体的晶体结构分：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）（M为铁族元素，R为稀土元素）。4、2电介质陶瓷

1、性质分别称为压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷。

2、一般特性：电绝缘与极化、介电损耗

4.3 压电陶瓷

1、极化：是指电介质陶瓷中的分子正负电荷移动，造成正负电荷中心不重合，在电介质陶瓷内部形成偶极矩。

2、压电效应：在没有对称中心的晶体上施加一个机械力（压力、张力或切向力）时，则发生与应力成比例的介质极化，在晶体表面的两电极上会出现等量的正、负电荷，电荷多少与力的大小成正比，当机械力撤去后，电荷会消失，这种现象称为正压电效应。当在晶体上施加一个外电场引起极化时，晶体会发生形变，且形变大小与电场成正比，若撤除电场，则晶体又恢复原状，这一现象称为逆压电效应。正、逆效应统称为压电效应。

3、压电陶瓷：经过人工极化处理具有压电效应的陶瓷制品。

4、压电陶瓷的性能参数：（自己看好多）

5、典型的压敏陶瓷;碳酸钡、钛酸铅、钛锆酸铅 4.4

敏感陶瓷

1、热敏陶瓷分为负温度系数NTC、正温度系数PTC热敏陶瓷、临界温度热敏电阻C.T.R及线性阻温特性热敏陶瓷

2、典型的气敏陶瓷：SnO2系气敏陶瓷、ZnO系气敏陶瓷、Fe2O3系气敏陶瓷

4.4

超导陶瓷

1、超导体，是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零，同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。

2、判断材料是否具有超导性，有两个基本的特征：超导电性、完全

抗磁性

3、从材料来分，可分为三大类，即元素超导体、合金或化合物超导体、氧化物超导体（即陶瓷超导体）。

从低温处理方法来分，可分为液氦温区超导体（4.2K以下），液氢温区超导体（20K以下），液氮温区超导体（77K以下）和常温超导体。

4、表征超导材料的基本参量有：临界温度TC、临界磁场HC、临界电流IC和磁化强度M。

5、测量临界温度有不同的方法，主要有：1）电阻测量法。2）磁测量法。

4.5

抗菌材料

1、目前所应用的无机抗菌材料主要有：

1）载银、铜、锌等抗菌离子的离子型抗菌材料。

2）利用二氧化钛光催化活性的无机抗菌材料。

2、银离子的抗菌机理只是停留在假说阶段，目前有接触反应说和催化反应说。

3、光催化抗菌材料的抗菌机理：

当含有紫外线的光照射到抗菌剂时，产生电子（e-）和空穴（h+），产生的电子和空气中的组分反应，生成过氧化氢（还原反应）： e-+ O2+ H2→H2O2 空穴和抗菌剂表面的微量水分反应生成氢氧根（氧化反应）：h+ + H2O→OH-+ H+

过氧化氢和氢氧团具有杀菌作用，可将有机物分解成二氧化碳和水，因此可将细菌慢慢分解，并具有防污、除臭功能。

4、银系抗菌材料的抗菌性能评价：

答;①抗菌能力：主要通过最低抗菌质量浓度（MIC）、最小杀菌质量浓度（MBC）和杀菌率三个指标来评价。

②安全性：③细菌的耐药性： ④耐光性⑤耐热性⑥缓释性能 4、6的课件打不开题目没搞：

1、生物陶瓷应具备的性能

2、生物陶瓷的优点

3、生物陶瓷的种类

4、生物惰性陶瓷的种类

5、活性陶瓷的种类

第五篇：新材料合成与制备

纳米材料的制备及研究

学院：冶金与生态学院 班级：冶研2011-1 姓名：陈立平学号：S20110260 摘要：纳米技术正以惊人的速度发展并改变着社会生产和人们生活的方式。本文从纳米材料的定义、分类和特性出发, 综述了纳米技术及纳米材料制备技术的研究进展,探讨了存在的问题,展望了其应用。关键词：纳米材料；纳米技术；研究

Abstract:Nanotechnology is developing at amazing speed, and it is also changing the way of social production and people’s life.This paper summarized the study progress on nanotechnology and nanomateral at the beginning of nanotechnological definition,classification and special properties.The existing problems were discussed, and the future wasprospected as well.Key words: nanomateral;nanotechnology;research 1 前沿

纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要新型材料和科技领域之一。早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。1992年，《 Nanostructured Materials 》正式出版, 标志着纳米材料学成为一门独立的科学。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima 首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991 年开始把纳米技术列入“政府关键技术”, 我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目[1]。所以，纳米材料的制备在当前材料科学研究中占据极为重要的位置,新的材料制备工艺和过程的研究对纳米材料的微观结构和性能具有重要的影响。

制备出清洁、成分可控、高密度(不含微孔隙)的粒度均匀的纳米材料是制备合成工艺研究的目标。因此,如何控制及减少纳米材料尤其是界面的化学成分及均匀性、以及如何控制晶粒尺寸分布是制备工艺研究的主要课题[2]。纳米材料的特性及其特性[3]

“纳米材料”的命名出现在20世纪80年代,它是指三维空间中至少有一维处于1nm-100nm 或由它们作为基体单元构成的材料。2.1 纳米材料的分类

纳米材料按维数可分为三类:(1)零维,如纳米尺度颗粒、原子团簇等；(2)一维,如纳米丝、纳米棒、纳米管等；(3)二维,如超薄膜、多层膜、超晶格等。按照形态一般分为四类:(1)纳米颗粒型材料；(2)纳米固体材料；(3)颗粒膜材料；(4)纳米磁性液体材料。2.2 纳米材料的特性

纳米材料具有普通材料所不具备的三大效应:(1)小尺寸效应,指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时,其周期性的边界条件将被破坏,光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发 生很大变化的效应。(2)表面效应,可用纳米微粒表面原子与总原子数之比来量度。随着粒径减小,表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加,原子配位不足及高的表面能,使得这些表面原子具有高的活性,极不稳定,使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性。(3)宏观量子隧道效应。研究发现,一些宏观量,如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应,称为宏观量子隧道效应。

由于纳米材料具有以上的三大效应,才使它表现出令人难以置信的奇特的宏观物理特性:(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等。国内外纳米材料制备方法研究现状[3]

国内外纳米材料的制备方法比较成熟，不外乎物理方法和化学方法两种。3.1 物理方法 3.1.1 机械法

机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。机械球磨法无需从外部

供给热能, 通过球磨让物质使材料之间发生界面反应,使大晶粒变为小晶粒,得到纳米材料。范景莲等采用球磨法制备了钨基合金的纳米粉末。xiao等利用金属羰基粉高能球磨法获得纳米级的Fe-18Cr-9W合金粉末。机械粉碎法是利用各种超微粉机械粉碎和电火花爆炸等方法将原料直接粉碎成超微粉,尤其适用于制备脆性材料的超微粉。超重力技术利用超重力旋转床高速旋转产生的相当于重力加速度上百倍的离心加速度,使相间传质和微观混合得到极大的加强,从而制备纳米材料。刘建伟等以氨气和硝酸锌为原料,应用超重力技术制备粒径20nm-80nm、粒度分布均匀的ZnO纳米颗粒。3.1.2 气相法

气相法包括蒸发冷凝法、溶液蒸发法、深度塑性变形法等。蒸发冷凝法是在真空或惰性气体中通过电阻加热、高频感应、等离子体、激光、电子束、电弧感应等方法使原料气化或形成等离子体并使其达到过饱和状态,然后在气体介质中冷凝形成高纯度的纳米材料。Takaki等在惰性气体保护下,利用气相冷凝法制备了悬浮的纳米银粉。杜芳林等制备出了铜、铬、锰、铁、镍等纳米粉体,粒径在30nm # 50nm 范围内可控。魏胜用蒸发冷凝法制备了纳米铝粉。溶液蒸发法是将溶剂制成小滴后进行快速蒸发,使组分偏析最小, 一般可通过喷雾干燥法、喷雾热分解法或冷冻干燥法加以处理。深度塑性变形法是在准静态压力的作用下,材 料极大程度地发生塑性变形,而使尺寸细化到纳米量级。有文献报道,φ82mm的Ge在6GPa准静压力作用后,再经850℃热处理,纳米结构开始形成,材料由粒径100nm的等轴晶组成,而温度升至900℃时,晶粒尺寸迅速增大至400nm。3.1.3 磁控溅射法与等离子体法

溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子,交换能量或动量, 使得靶材料表面的原子或分子从靶材料表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。在该法中靶材料无相变,化合物的成分不易发生变化。目前,溅射技术已经得到了较大的发展,常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。等离子体法是利用在惰性气氛或反应性气氛中通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,从而使原料溶液化合蒸发, 蒸汽达到周围冷却形成超微粒。等离子体温度高,能制备难熔的金属或化合物, 产物纯度高,在惰性气氛中,等离子法几乎可制备所有的金属纳米材料。以上介绍 3

了几种常用的纳米材料物理制备方法,这些制备方法基本不涉及复杂的化学反应, 因此,在控制合成不同形貌结构的纳米材料时具有一定的局限性。3.2 化学制备方法 3.2.1 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。Stephen等利用高分子加成物(由烷基金属和含N 聚合物组成)在溶液中与H2S 反应,生成的ZnS颗粒粒度分布窄,且被均匀包覆于聚合物基体中,粒径范围可控制在2nm-5nm之间。MarcusJones等以CdO为原料,通过加入Zn(CH3)2和S[Si(CH3)3 ]2制得了ZnS包裹的CdSe量子点,颗粒平均粒径为3.3nm,量子产率(quantum yield,QY)为13.8%。3.2.2 离子液法

离子液作为一种特殊的有机溶剂,具有独特的物理化学性质,如粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好以及具有较宽的液态温度范围等。即使在较高的温度下,离子液仍具有低挥发性,不易造成环境污染,是一类绿色溶剂。因此,离子液是合成不同形貌纳米结构的一种良好介质。Jiang等以BiCl3 和硫代乙酰胺为原料,在室温下于离子液介质中合成出了大小均匀的、尺寸为3um-5um 的Bi2S3 纳米花。他们认为溶液的pH值、反应温度、反应时间等条件对纳米花的形貌和晶相结构有很重要的影响。他们证实,这些纳米花由直径60nm-80nm的纳米线构成,随老化时间的增加,这些纳米线会从母花上坍塌,最终形成单根的纳米线。赵荣祥等采用硝酸铋和硫脲为先驱原料,以离子液为反应介质,合成了单晶Bi2S3纳米棒[5,6]。3.2.3 溶剂热法

溶剂热法是指在密闭反应器(如高压釜)中,通过对各种溶剂组成相应的反应体系加热,使反应体系形成一个高温高压的环境,从而进行实现纳米材料的可控合成与制备的一种有效方法Lou等采用单源前驱体Bi[S2P(OC8H17)2]3作反应物, 用溶剂热法制得了高度均匀的正交晶系Bi2S3纳米棒,且该方法适于大规模生产。Liu等用Bi(NO3)3·5H2O、NaOH及硫的化合物为原料,甘油和水为溶剂,采用溶剂热法在高压釜中160℃反应24-72 h制得了长达数毫米的Bi2S3纳米带。

3.2.4 微乳法

微乳液制备纳米粒子是近年发展起来的新兴的研究领域,具有制得的粒子粒径小、粒径接近于单分散体系等优点。1943年Hoar等人首次报道了将水、油、表面活性剂、助表面活性剂混合,可自发地形成一种热力学稳定体系,体系中的分散相由80nm-800nm 的球形或圆柱形颗粒组成,并将这种体系定名微乳液。自那以后,微乳理论的应用研究得到了迅速发展。1982年, Boutonnet 等人应用微乳法, 制备出Pt、Pd 等金属纳米粒子。微乳法制备纳米材料,由于它独特的工艺性能和较为简单的实验装置,在实际应用中受到了国内外研究者的广泛关注。纳米材料制备存在的问题[3]

现有纳米材料的制备技术还不成熟,对制备技术中具体工艺条件的研究还很不够,已取得的成果仅停留在实验室和小规模生产阶段,对工业化生产实施将涉及的问题,目前研究的很少,纳米材料实用化技术的研究不够系统和深入,现有工业化生产的设备有待进一步的研究和改进,以提高微粒的产率、产量并降低成本。我国纳米技术现状及对策[4]

目前我国纳米技术的应用成了热门,国内已有60多个研究小组,近600多人从事纳米材料的基础和应用研究。30多条纳米材料的生产线,先后采用多种物理、化学方法制备出金属与合金、氧化物、氮化物、碳化物等纳米粉体。建立了相应的设备体系,制成了纳米薄膜和块料, 成功研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷, 设计和制备了纳米复合氧化物新体系等。然而纳米科技的产业化还不太理想,许多科研院所的纳米科技还停留在研发中。要将成果转化为生产力,尚需进一步努力。为此,应重视如下几方面的工作:(1)重视纳米材料的基础研究和应用开发研究；(2)组织多学科的科技人员交叉创新, 重视技术集成；(3)重视纳米材料的发展对传统产品的改造,提高技术含量；(4)加强纳米医学、纳米生物学和纳米电子学3方面的研究；

诺贝尔奖获得者罗雷尔曾说过:70年代重视微米的国家如今都成为发达国家, 现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家。挑战严峻、机遇难得, 我们必须加倍重视纳米技术的研究,加快科技成果转化为生产力的步伐, 为21世纪中国纳米科学技术的大发展奠定坚实的基础。结论

纳米材料由于具有特异的光、电、磁、催化等性能,可广泛应用于国防军事和民用工业的各个领域。它不仅在高科技领域有不可替代的作用,也为传统的产业带来生机和活力。随着纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展,工业化生产纳米材料必将对传统的化学工业和其它产业产生重大影响。但到目前为止, 开发出来的产品较难实现工业化、商品化规模。主要问题是:对控制纳米粒子的形状、粒度及其分布、性能等的研究很不充分； 纳米材料的收集、存放,尤其是纳米材料与纳米科技的生物安全性更是急待解决的问题。这些问题的研究和解决将不仅加速纳米材料和纳米科技的应用和开发,而且将极大地丰富和发展材料科学领域的基础理论。同时我也对本课程比较满意，使我接触了更多的材料知识，开阔了视野。

参考文献

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