学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

氮化硼纳米材料的制备及应用性能研究

作　者: 汪金方
导　师: 袁颂东
学　校: 湖北工业大学
专　业: 化学工艺
关键词: 氮化硼尼龙6 纳米复合材料导热自润滑
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 132次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

由于氮化硼(BN)具有优良的性能,国内外学者对其制备、性能和应用都进行了大量的研究,如何利用廉价、低毒的原料在低温低压下制备高纯度的氮化硼并充分利用其优良性质是其未来的发展方向。因此,本文针对氮化硼纳米粒子的制备和应用进行了初步的探索。1.以三氧化二硼和甲醇为原料,在不同的温度下采用气相沉积法制备六方氮化硼纳米粒子,并通过扫描电镜、X射线衍射等手段对产物的形貌等进行表征。2.结果表明,随着温度的升高,氧、氢、碳等杂元素被除去,产物中BN的含量相应增加,即纯度增大。当反应温度为980℃时,得到的氮化硼微观形貌是表面光滑且规整的球形,此时的平均粒径也最小,大约是70nm左右,并且粒径均匀,分布范围小。但是,当温度过高时,产物中有团聚现象,有孪晶出现,氮化硼纳米粒子微观形态改变,因此确定此反应的最佳反应温度为980℃。3.将氮化硼膜包覆在碳纤维(CF)表面,改变其表面性质,使其在用作复合材料的增强体时与基体结合更加牢固,同时,提高复合材料的导热、润滑等性能。实验证明,通过气相沉积法,氮化硼膜能很好地包覆在碳纤维表面。4.将氮化硼纳米粒子、BN/CF和尼龙6基体在250℃下熔融共混,制备尼龙6复合材料,分别对混炼了BN纳米粒子、BN/CF、CF的尼龙6复合材料的力学性能、导热、自润滑性等进行检测。5.通过检测分析,证明氮化硼纳米粒子在BN/Nylon6复合材料中存在并且均匀分布。在其制备过程中,尼龙6的晶型、氮化硼纳米粒子的晶型和微观形貌没有发生改变,同时,氮化硼纳米粒子能有效地改变尼龙6的力学性能、提高其热导率,增强其自润滑性能。总之,BN、BN/CF和CF都能提高尼龙6复合材料的导热性能、减小其摩擦系数和平衡吸水率,但是,通过对比发现,由于BN、BN/CF具有较高的表面能,与基体的界面结合较好,因而对复合材料各种性能的影响也较大。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第1章引言  9-21
  1.1 纳米材料的概念及效应  9-10
  1.2 表征  10-11
  1.3 分类及应用  11
  1.4 氮化硼(BN)  11-16
    1.4.1 六方氮化硼的结构  12-13
    1.4.2 纳米h-BN的研究现状  13-16
      1.4.2.1 制备现状与存在的问题  13-14
      1.4.2.2 h-BN的性能与应用  14-16
  1.5 纳米复合材料  16-19
    1.5.1 尼龙纳米复合材料的研究现状  17-18
    1.5.2 尼龙复合材料存在的问题  18-19
  1.6 选题目的  19
  1.7 本文的主要研究内容  19-21
第2章纳米BN的合成与表征  21-29
  2.1 实验仪器设备与原料  21-22
    2.1.1 主要仪器设备  21
    2.1.2 实验原料  21
    2.1.3 反应装置  21-22
  2.2 BN的制备  22-23
  2.3 BN的表征  23
  2.4 结果与讨论  23-28
    2.4.1 红外光谱(FTIR)  23-24
    2.4.2 X射线衍射分析(XRD)  24-25
    2.4.3 扫描电镜分析(SEM)  25-28
    2.4.4 产物收率的比较  28
  2.5 结论  28-29
第3章 BN/CF的制备与表征  29-32
  3.1 BN/CF的制备  29
  3.2 BN/CF的表征  29
  3.3 结果与讨论  29-31
    3.3.1 FTIR  29-30
    3.3.2 SEM  30-31
  3.4 结论  31-32
第4章 BN/Nylon 6复合材料的制备与表征  32-44
  4.1 实验的仪器及设备与原料  32
    4.1.1 主要的仪器设备  32
    4.1.2 实验的原料  32
  4.2 BN/Nylon 6的制备  32-33
  4.3 BN/Nylon 6复合材料的加工工艺  33
    4.3.1 成型  33
    4.3.2 BN/Nylon 6复合材料的加工路线图  33
  4.4 BN/Nylon 6复合材料的表征和性能测试  33-34
  4.5 结果及讨论  34-42
    4.5.1 FTIR  34-35
    4.5.2 XRD  35-36
    4.5.3 SEM  36-37
    4.5.4 h-BN纳米粒子对尼龙6拉伸性能的影响  37-38
    4.5.5 动态热力学性能分析(DMA)  38-40
    4.5.6 导热性  40-41
    4.5.7 BN/Nylon 6复合材料的摩擦性能  41-42
  4.6 结论  42-44
第5章 BN/CF/Nylon6的制备和表征  44-57
  5.1 实验仪器设备与原料  44
  5.2 BN/CF/Nylon 6复合材料的制备  44
  5.3 BN/CF/Nylon 6复合材料的加工工艺  44-45
    5.3.1 成型  44-45
    5.3.2 BN/CF/Nylon 6、CF/Nylon 6复合材料的加工路线图  45
  5.4 BN/Nylon 6复合材料的表征和性能测试  45-46
  5.5 结果与讨论  46-55
    5.5.1 XRD  46-47
    5.5.2 SEM  47-48
    5.5.3 BN/CF、CF对尼龙6复合材料的力学性能的影响  48-50
    5.5.4 尼龙6复合材料的动态力学性能  50-52
    5.5.5 尼龙6复合材料的导热性能  52
    5.5.6 尼龙6复合材料的摩擦性能  52-53
    5.5.7 尼龙6复合材料的吸水率  53-55
  5.6 结论  55-57
第6章结论  57-59
  6.1 结论  57
  6.2 展望  57-59
参考文献  59-64
致谢  64-65
硕士期间发表论文  65

氮化硼纳米材料的制备及应用性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文