第一篇：RFI用環(huán)氧樹脂膜的制備與應(yīng)用研究

本文由芷園散人貢獻(xiàn)

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第 21 卷第 5 期材 料 開 發(fā) 與 應(yīng) 用?

材料研究

RF I 用環(huán)氧樹脂膜的制備與應(yīng)用研究

鞠,尹昌平,劉,曾竟成 ,肖加余 蘇 鈞

(國防科技大學(xué)航天與材料工程學(xué)院 ,湖南 長沙410073)

摘要 : 對用于 RFI 工藝的環(huán)氧樹脂體系進(jìn)行了研究 ,得到了滿足 RFI 工藝要求的樹

脂體系及其成膜工藝參數(shù) ,測試了 所制得樹脂膜的力學(xué)性能及存儲性能 ,將制備出的樹脂

膜用于 RFI 工藝制備復(fù)合材料 ,并對復(fù)合材料的性能進(jìn)行了 考察。結(jié)果表明 ,制備出的樹

脂膜可用于 RFI 工藝制備復(fù)合材料構(gòu)件 ,制得的復(fù)合材料構(gòu)件力學(xué)性能優(yōu)良。關(guān)鍵詞 :

RFI;樹脂膜;環(huán)氧樹脂;制備;應(yīng)用 中圖分類號 : TB 332文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :A

在復(fù)合材料領(lǐng)域 , 人們一直致力于研究高性 能復(fù) 合 材 料 的 低 成 本 制 造 技

術(shù) , 樹 脂 膜 熔 滲(Resin Film Inf usion ,RF I)工藝以其低成本、適合 于制造大

型制件等優(yōu)點(diǎn)日益引起人們的關(guān)注 , 并 在航空、船舶制造等領(lǐng)域率先發(fā)展起來[ 1 ,2 ]。

RF I 工藝出現(xiàn)較晚 , 而且沒有像手糊、TM R 等傳統(tǒng)工藝那樣得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用 ,制約 其發(fā)展的一個主要因素就是適用于 RF I 工藝的 樹脂膜極少。RF I 工藝要求樹脂基

體在室溫環(huán)境 中具有很好的成膜性 , 所成薄膜能任意彎曲而不 破碎 ,并且不粘手;樹脂

在工作溫度(即熔融溫度)下能夠持續(xù)一段時間的低粘度 ,隨溫度的升高 ,粘 度增長較

快;樹脂的固化溫度要高于熔融溫度 ,固 化條件下 ,粘度升高較快 ,固化中和固化后不易

發(fā) 生裂紋;樹脂膜熔融時 ,對纖維預(yù)制體具有良好的 浸潤性、匹配性和粘附性。此外 ,RF I 工藝主要 用于成型高性能復(fù)合材料 , 因此還要求樹脂基體 的力學(xué)性能、耐熱性和

耐濕熱性能優(yōu)異 [ 3 ]。目 前 ,應(yīng)用于 RF I 工藝的樹脂基體主要有環(huán)氧樹 脂、飽 和 聚

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

Geigy 已 分 別 商 品 化 生 產(chǎn) HexPly M18、HexPly M36、XHTM 45、Fibreblix 914

型環(huán)氧樹脂膜 [ 6 ]。國內(nèi) 西北工業(yè)大學(xué)的梁國正等人制得了基于雙馬來酰 亞胺的高性能

樹脂基體膜 , 對于以環(huán)氧樹脂為基

體的樹脂膜的開發(fā)還不多見。本文選用固化溫度范圍較廣的環(huán)氧樹脂為基 體 ,嘗試制

備出能夠在室溫成膜 ,中低溫固化的環(huán) 氧樹脂膜 ,以用于制備大型復(fù)合材料制件。

1RFI 工藝的成型原理與特點(diǎn)

RFI 工藝是將樹脂事先制備成預(yù)催化(已加入 固化劑)的膜或稠狀樹脂塊安放在成型

模的底部 ,其

上層覆以預(yù)制體(預(yù)制體可采用縫合、三維編織等方 法制成),依照真空袋壓成型工藝的要點(diǎn)將模腔封 裝 ,在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由下而上抽吸 , 填滿整個預(yù)制體空

間 ,然后依照固化工藝 ,制成復(fù)合 材料制件[5 ]。圖 1 所示為 RFI 工藝原理圖。底模密封膠3 隔膠欄4 溢料欄5 樹 2

脂膜預(yù)成型胚吸膠布透膠布溢 6 7 8 9 料口透氣氈真空袋

真空閥 10 11 12 圖 1RFI 工藝成型原理示意圖

文章編號 :100321545(2006)0520001204

收稿日期 :2006202223 基金項(xiàng)目 : 國家 863 基金支持項(xiàng)目(2003AA333120)作者簡

介 : 鞠蘇 ,男 ,1982 年生 ,湖北黃石人 ,碩士研究生 ,主要從事聚合物基復(fù)合材料研究。?

材 料 開 發(fā) 與 應(yīng) 用 2006 年 10 月

與其它浸漬工藝相比 , RF I 工藝的優(yōu)點(diǎn)主要 有 : 樹脂基體的存貯運(yùn)輸方便 , 操作簡便;成型壓 力低 , 模具制造與材料選擇的機(jī)動性強(qiáng) , 投資低;制備出的復(fù)合材料性能優(yōu)異 ,樹脂體系揮發(fā)分少。但 RF I 工藝對樹脂體系要求嚴(yán)格 , 不適合成型形

制備出適用的樹脂膜是該工藝的關(guān)鍵[ 6 ]。

2試驗(yàn)部分

211原材料 狀復(fù)雜的小型制件 , 因此選擇合適的樹脂體系并 本試驗(yàn)中所用的主要原材料列于表 1。表1主要原材料

名稱 狀態(tài) 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 中堿玻璃纖維 04 編織布

室溫下 E244 為淺黃色液體 , C YD2011 為白 色片狀晶體 ,這兩種環(huán)氧樹脂各自單獨(dú)使用不能 滿足 RF I 工藝室溫成膜的要求。本文采用以不 能使其發(fā)粘、發(fā)軟 ,基本符合室溫成膜的要求。將 其熔融后重復(fù)以上操作過程 , 通過試驗(yàn)測試其室 溫成膜性能的好壞及相應(yīng)時間的固化度。213樹脂膜的制備及性能測試 成膜工藝主要有熔融流延法、溶劑流延法和 刮膜法等 ,分別采用這 3 種成膜工藝進(jìn)行樹脂膜 的制備。樹脂體系為選定的 1 ∶(質(zhì)量比)E244/ 1 C YD2011 混配樹脂和單一樹脂體系 E231 ,固化劑 為 704。根據(jù) RF I 工藝用樹脂膜的制備要求 , 將 樹脂體系熔融混合均勻后冷卻至 50 ℃進(jìn)行成膜 操作。此時樹脂體系粘度較大 , 通過對以上幾種 成膜方法的嘗試 , 發(fā)現(xiàn)刮膜法制備出來的樹脂膜 質(zhì)量較好 , 厚度易于控制 , 操作簡單 , 適合該體系 樹脂膜的制備。熔融流延法在操作溫度下樹脂粘

同比例混配這兩種樹脂的方法來制備樹脂膜 , 并 考察了不同混配比例樹脂體系的工藝操作性及成 膜性。將這兩種樹脂按不同質(zhì)量比加熱至 100 ℃ 使其熔融 , 待樹脂混合均勻后冷卻至 50 ℃, 加入 固化劑(704),混合均勻后將該樹脂體系倒在脫模

紙上流延成膜 ,溫度降至室溫后 ,隔一定時間測一 次固化度 ,并觀測膜的柔韌度是否符合工藝要求。固化度按 GB 2576289 纖維增強(qiáng)塑料樹脂不可溶 《 分含量試驗(yàn)方法》 測量。E231 室溫下是淡黃色固體 , 手掌接觸體溫就

212樹脂體系的確定

704(22甲基咪唑與環(huán)氧丙烷異丁基醚加成物)

C YD2011 環(huán)氧樹脂

E244 環(huán)氧樹脂 E231 環(huán)氧樹脂

淡黃色粘稠液體 淡黃色固體

工業(yè)品 工業(yè)品 工業(yè)品 工業(yè)品

岳陽石油化工總廠環(huán)氧樹脂廠 上海巨興化工有限公司

白色片狀晶體 棕黑色液體

岳陽石油化工總廠環(huán)氧樹脂廠 天津化學(xué)試劑有限公司 江西九江祥云玻纖廠

面密度 298g/ m2

度較大 , 流延性不好 , 厚度無法控制;溶劑流延法 則須在樹脂體系中混入溶劑 ,溶劑難以揮發(fā) ,這將 會直接影響 RF I 制品的性能 ,因而不被采納。RF I 工藝對樹脂膜有一定的強(qiáng)度要求 , 因此 對制得 的 樹 脂 膜 進(jìn) 行 拉 伸 性 能 測 試。試 驗(yàn) 按 GB2568295 樹脂澆鑄體拉伸試驗(yàn)方法》 《 進(jìn)行。試 樣在室溫下放置 12h 后再進(jìn)行測試。214I 復(fù)合材料的制備及性能測試 RF 將制得的樹脂膜用于 RF I 工藝制備復(fù)合材 料板件。先鋪覆標(biāo)準(zhǔn)樹脂膜 10 份 ,04 玻璃纖維 布 20 層 , 并且在真空袋膜上覆蓋保溫袋 , 組裝 RF I 工藝設(shè)備 , 預(yù)抽真空 5min , 待真空度達(dá)到要 求后 ,啟動加熱裝置 ,由室溫緩慢升至 80 ℃,考察 樹脂膜對纖維預(yù)制體的浸潤情況。制得的復(fù)合材 料板長 210mm ,寬 210mm。為了將 RF I 工藝和其他工藝制備的復(fù)合材 料性能進(jìn)行比較 , 這里采用相同樹脂

體系和相同 固化制度另用手糊工藝和 R TM 工藝制備了復(fù)合 材料板材 ,對 3 種工藝制備的復(fù)合材料板材性能 進(jìn)行了比較。測試按 GB 1447283 玻璃纖維增強(qiáng) 《 塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》 GB 1449283 和 《玻璃纖 維增強(qiáng)塑料彎曲性能試驗(yàn)方法》 進(jìn)行。

3結(jié)果分析與討論

311樹脂體系的確定

樹脂混配試驗(yàn)結(jié)果如表 2 所示。由該表可 知 ,環(huán)氧樹脂 E244∶ YD2011(質(zhì)量比)= 1∶ 的樹 C 1

第 21 卷第 5 期鞠 蘇等 : RFI 用環(huán)氧樹脂膜的制備與應(yīng)用研究?

表2混合樹脂成膜性能

樣品 號2 3 4 5

混合質(zhì)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 較好 一般 較差

備注 在聚酯膜上自動流延成薄膜 , 冷卻至室溫時樹脂仍可流動 , 無法 成固體。可流延成膜 ,冷卻至室溫呈半固態(tài) ,可流動?？闪餮映赡?,室溫呈半固態(tài) ,很粘手?？闪餮映赡?,冷卻至室溫為半固態(tài)。膜發(fā)軟 ,受外力易變形。流延成膜 ,厚度無法控制。用刮膜法刮出的膜在室溫下呈膜固態(tài) 透明 ,可任意彎曲不粘手 ,有一定強(qiáng)度 ,韌性良好?？蓮谋械钩?, 刮膜操作較困難。膜冷卻至室溫后硬度高 , 韌性 差 ,表現(xiàn)出脆性 ,彎曲時發(fā)生斷裂。呈半固態(tài)無法自杯中倒出。7

> 100000 > 100000

差 很差

脂體系成膜性最佳 , 制得的樹脂膜氣泡少 , 厚度 均一 ,柔韌性也符 合 RF I 工 藝 鋪 覆 的 要 求 , 因 此可以選用該樹脂 體 系 來 制 備 RF I 工 藝 用 樹 脂膜。對于環(huán)氧樹脂 E231 , 用其制備的樹脂膜冷卻 制得的樹脂膜兩邊覆蓋了一層聚酯膜以方便 表3不同存放時間樹脂膜的固化度 %

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的測試 ,試驗(yàn)結(jié)果如表 4 所示。表4樹脂膜拉伸強(qiáng)度和延伸率

樹脂與固化劑

(E244∶ YD C

至室溫后 , 柔韌性基本復(fù)合要求 , 稍有些粘手 , 但

基本符合制備 RF I 工藝用樹脂膜的要求。比較 E244∶ YD2011(質(zhì)量比)= 1 ∶ 的樹脂體系和 E2 C 1

體系 , 在 60 ℃ 左右的低溫時 , 前者的粘度比后

者要低一些 ,成膜性優(yōu)于后者。

存儲。為了考察樹脂膜體系的室溫貯存性 , 測試所示。由 表 中 數(shù) 據(jù) 可 以 看 出 , E244 ∶ YD2011 C

樹脂與 固化劑:1)冰箱環(huán)境 ,-27 ℃;2)室溫環(huán)境 ,20～24 ℃。注 2011 = 1∶)1 與 704

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

了樹脂膜不同存放時間的固化度 , 試驗(yàn)結(jié)果如表

(質(zhì)量比)= 1∶ 的樹脂膜更適合在低溫環(huán)境中儲 1

由表 4 數(shù)據(jù)可知 ,對于選定的兩種樹脂基體 , 隨著固化劑含量的增加 ,樹脂膜的拉伸強(qiáng)度增加 , 但延伸率下降了。將以上 6 種配比的樹脂膜進(jìn)行 實(shí)際 RF I 工藝大曲率面鋪覆操作 , 發(fā)現(xiàn)樹脂與固 化劑(質(zhì)量比)配比為 100∶ 的樹脂膜在鋪覆過程 2 中容易變形 ,而且調(diào)整鋪覆位置和移動樹脂膜都 不方便;配比為 100 ∶ 的樹脂膜在鋪覆過程中硬 6 度太大 ,在鋪覆曲率較大的工藝面時容易發(fā)生折 斷現(xiàn)象;而配比為 100 ∶ 的樹脂膜則能較好地滿 4 足 RF I 工藝的操作要求。因此樹脂基體中固化 劑的含量應(yīng)控制在 315 %～415 %之間。313復(fù)合材料制備及其性能

存 ,而 E231 樹脂膜在室溫環(huán)境中就能儲存 , 這一 點(diǎn)明顯優(yōu)于前者。

1119 13104 31171 1122 18118 65142 1135 35147 88104

圖 2 所示為 RF I 工藝初步試驗(yàn)的溫度控制 曲線 ,圖 3 所示為加熱過程中樹脂對纖維的浸漬 狀況照片。試驗(yàn)表明 ,溫度在從 15 ℃ 升至 60 ℃ 過(用時 50min),纖維鋪層已經(jīng)被完全浸潤 , 樹 程中 脂膜熔融后 ,浸潤纖維鋪層用時很短 ,約 10min。312樹脂膜的性能

配比

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

對采用刮膜法制備的樹脂膜進(jìn)行了拉伸性能

儲期/ h 強(qiáng)度/ kPa 延伸率/ %12 12 12 12 12 157141 646110 333133 836103 47166 30218 18319 24611 4615 9316 5915

2011 = 1∶)1 與 704

E231 與 704

1421162?

材 料 開 發(fā) 與 應(yīng) 用 2006 年 10 月

提高了 32 % ,彎曲模量提高了 36 % , 纖維體積含 量提高了 56 %。

4結(jié)論

= 1∶ 和環(huán)氧樹脂 E231 所構(gòu)成的樹脂體系分別 1

forced Plastics ,1997(1):22～261 Technical york :A IAA ,19771922～10011 [ D ] 1 天津工業(yè)大學(xué) ,2003 ,31 tion of low cost manufacturing technologies for large scale composite ship structure [ C ] 1 In : Collection of [J ] 1 纖維復(fù)合材料 ,2000 ,(3):11～141

圖2初步 RFI 工藝試驗(yàn)溫度控制曲線

滿足了 RF I 工藝成膜要求。(2)刮膜法被確定為本研究中較佳的成膜工 藝 ,制備出的樹脂膜力學(xué)性能良好。(3)按照確定的樹脂體系及成膜工藝制備出

圖3加熱過程中樹脂的浸漬狀況照片

從采用 RF I 工藝制備的復(fù)合材料板材上取 下材料試件 , 和采用 R TM 工藝以及手糊工藝制 備的同種復(fù)合材料試件進(jìn)行性能對比試驗(yàn) , 結(jié)果 如表 5 所示。表5不同工藝制備的復(fù)合材料力學(xué)性能

工藝 手糊

R TM RFI

拉伸強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度 拉伸模量 彎曲模量 纖維體積

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

含量/ %

2816 3912 4418

由上表數(shù)據(jù)可知 , RF I 工藝成型的復(fù)合材料 具有一定的優(yōu)勢 ,與手糊工藝相比較 ,試件拉伸強(qiáng)度提高了 15 % ,彎曲強(qiáng)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樹脂膜 ,進(jìn)而用 RF I 工藝制備出表面質(zhì)量及浸漬 情況良好的復(fù)合材料試件 , 復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和 彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到了 22216M Pa 和 25716M Pa。與 R TM 工藝和手糊工藝比較 , 復(fù)合材料力學(xué)性 能有較大的提高 , 表明所制備的環(huán)氧樹脂膜可用 于 RF I 工藝制備大尺寸結(jié)構(gòu)件。參考文獻(xiàn) :

[ 1 ]George Marsh1 Putting SCRIMP in context [J ] 1 Rein2 [3]王東 ,梁國正 1 RFI 工藝用雙馬來酰亞胺樹脂膜 [J ] [4 ]張國利 1 T 型整體壁板制件 RFI 工藝與性能的研究 [5]王東 , 梁國正 1 樹脂膜溶滲工藝(RFI)的研究現(xiàn)狀 [6 ]王東 ,梁國正 1 用于 RFI 工藝的高性能樹脂膜的研 [2 ]Nguyen Loc B ,J uska Thomas ,Mayes Steven1 Evalua2

(1)采用混配樹脂 E244 ∶ YD2011(質(zhì)量比)C

究 [J ] 1 復(fù)合材料學(xué)報 ,2001 ,18(1):38～411 1 高分子材料科學(xué)與工程 ,2002 ,18(1):67～701

Structure.Structural Dynamics &Materials Conf 1New

Paper2A IAA/ ASME/ ASCE/ AHE/ ASC

第二篇：氧化鋅納米材料制備及應(yīng)用研究

納米ZnO的合成及光催化的研究進(jìn)展

摘要：綜合敘述了以納米ZnO半導(dǎo)體光催化材料的研究現(xiàn)狀。主要包括納米光催化材料的制備、結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及應(yīng)用，同時結(jié)合納米ZnO的應(yīng)用和光催化的優(yōu)勢闡述了后續(xù)研究工作的主要的研究方向。

關(guān)鍵詞：納米；光催化；應(yīng)用

1.1 ZnO光催化材料的研究進(jìn)展

納米氧化鋅的制備技術(shù)國內(nèi)外有不少研究報道，國內(nèi)的研究源于20世紀(jì)90年代初，起步比較晚。目前，世界各國對納米氧化鋅的研究主要包括制備、微觀結(jié)構(gòu)、宏觀物性和應(yīng)用等四個方面，其中制備技術(shù)是關(guān)鍵，因?yàn)橹苽涔に囘^程的研究與控制對其微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能具有重要的影響[1]。綜合起來，納米氧化鋅的化學(xué)制備技術(shù)大體分為三大類：固相法、液相法和氣相法。1.1.1固相法

固相法又分為機(jī)械粉碎法和固相反應(yīng)法兩大類，前者較少采用，而后者固相反應(yīng)法，是將金屬鹽或金屬氧化鋅按一定比例充分混合，研磨后進(jìn)行燃燒，通過發(fā)生固相反應(yīng)直接制得超細(xì)粉或再次粉碎的超細(xì)粉。固相配位化學(xué)反應(yīng)法是近幾年剛發(fā)展起來的一個新的研究領(lǐng)域，它是在室溫或低溫下制備可在較低溫度分解的固相金屬配合物，然后將固相產(chǎn)物在一定溫度下熱分解，得到氧化物超細(xì)粉。運(yùn)用固相法制備納米氧化鋅具有操作和設(shè)備簡單安全，工藝流程短等優(yōu)點(diǎn)，所以工業(yè)化生產(chǎn)前景比較樂觀，其不足之處是制備過程中容易引入雜質(zhì)，純度低，顆粒不均勻以及形狀難以控制。

王疆瑛等人[2]以酒石酸和乙二胺四乙酸為原料，采用固相化學(xué)反應(yīng)法在450℃熱分解4h得到具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO粉體，通過X射線衍射及透射電鏡結(jié)果分析，合成的產(chǎn)物粒徑均小于100nm，屬于納米顆粒范圍，而且顆粒大小均勻，粒徑分布較窄，并采用靜態(tài)配氣法對氣敏特性的研究發(fā)現(xiàn)，對乙醇?xì)怏w表現(xiàn)了良好的靈敏性和選擇性。1.1.2氣相法

氣相法是直接利用氣體或通過各種手段將物質(zhì)變?yōu)闅怏w并使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)變化，最后在冷卻過程中凝聚長大形成超微粉的方法。氣相法包括濺射法、化學(xué)氣相反應(yīng)法、化學(xué)氣相凝聚法、等離子體法、激光氣相合成法、噴霧熱分解法等。運(yùn)用氣相法能制備出純度高、分散性好的納米氧化鋅粉體，但是其工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，一般需要較高的溫度和能耗。

趙新宇等[3]利用噴霧熱解技術(shù)，以二水合醋酸鋅為前驅(qū)體通過研究各操作參數(shù)對粒子形態(tài)和組成的影響，在優(yōu)化的工藝條件下制得20-30nm粒度均勻的高純六方晶系ZnO粒子。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物粒子分解程度隨反應(yīng)溫度的提高、溶液濃度和流量程度的降低而增大，隨壓力的升高先增大后略有減小，粒子形態(tài)與分解程度密切相關(guān)，只有當(dāng)分解程度高于90%以上，才能獲得形態(tài)規(guī)則、粒度均勻的產(chǎn)物粒子，并且由理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較推斷出噴霧熱解過程超細(xì)ZnO粒子的形成機(jī)理為一次粒子成核-分裂機(jī)理。

1.1.3液相法

液相法制備納米微粒是將均相溶液通過各種途徑使溶質(zhì)和溶劑分離，溶質(zhì)形成一定形狀和大小的顆粒，得到所需粉末的前驅(qū)體，熱解后得到納米微粒。液相法是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)廣泛采用的制備納米粉體的方法。與其他方法相比，該法具有設(shè)備簡單，原料容易獲得，純度高，均勻性好，化學(xué)組成控制準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，主要用于氧化物超微粉的制備。因此本課題也就是基于此來研究幾種液相法制備納米級氧化鋅粉體的機(jī)理及其工藝。液相法包括沉淀法、水解法、水熱法、微乳液法、溶膠-凝膠法等。

(1)沉淀法。

沉淀法是液相化學(xué)合成高純納米粒子采用的最廣泛的方法。它是把沉淀劑加入金屬鹽溶液中進(jìn)行沉淀處理，再將沉淀物加熱分解，得到所需的最終化合物產(chǎn)品的方法。沉淀法可分為直接沉淀法和均勻沉淀法。直接沉淀法優(yōu)點(diǎn)是容易制取高純度的氧化物超微粉，缺點(diǎn)是易于產(chǎn)生局部沉淀不均勻。為避免直接添加沉淀劑產(chǎn)生局部濃度不均勻，可在溶液中加入某種物質(zhì)使之通過溶液中的化學(xué)反應(yīng)，緩慢的生成沉淀劑，即均勻沉淀法，此法可獲得凝聚少、純度高的超細(xì)粉，其代表性的試劑是尿素。

祖庸等[4]以硝酸鋅為原料，尿素為沉淀劑，采用均勻沉淀法分別制得了粒徑為8-60nm的球形六方晶系ZnO粒子，粒度均勻、分散性好。并且為了考察小試數(shù)據(jù)的可靠性和進(jìn)一步給中試提供數(shù)據(jù)，進(jìn)行了28倍和168倍放大試驗(yàn)，產(chǎn)品收率達(dá)89%，為進(jìn)一步工業(yè)化打下良好的基礎(chǔ)。

(2)溶膠-凝膠法。

溶膠-凝膠法是將金屬醇鹽(如醋酸鋅等)溶解于有機(jī)溶劑(如乙醇)中，并使醇鹽水解，聚合形成溶膠，溶膠陳化轉(zhuǎn)變成凝膠，經(jīng)過高溫鍛燒制得ZnO納米粉體。也可在真空狀態(tài)下低溫干燥，得到疏松的干凝膠，再進(jìn)行高溫鍛燒處理。該法制備的氧化物粉末粒度小，且粒度分布窄，可以通過控制其水解產(chǎn)物的縮聚過程來控制聚合產(chǎn)物顆粒的大小。但由于金屬醇鹽原料有限，因此也出現(xiàn)了一些應(yīng)用無機(jī)鹽為原料制備溶膠的方法。

叢昱等[5]以草酸鋅為原料、檸檬酸為絡(luò)合劑，通過溶膠-凝膠法對Zn(OH)2凝膠在400℃下鍛燒2h獲得結(jié)晶型圓球狀六方晶型納米級ZnO超細(xì)粉，純度為99.25%(wt)，平均粒徑為30nm，粒徑分布范圍窄。曹建明[6]分別以草酸、檸檬酸和檸檬酸為絡(luò)合劑，利用溶膠-凝膠法制備了ZnO超細(xì)粉體。通過實(shí)驗(yàn)摸索出制備小粒徑ZnO的最佳工藝條件為：草酸濃度0.3mol/L，乙酸鋅濃度0.2mol/L，它們之間的摩爾比為3:1，經(jīng)分析此時所得ZnO微粉為六方晶型，平均晶粒尺寸在 15.3nm左右，從激光散射測試結(jié)果得知，ZnO納米顆粒在水溶液中存在著軟團(tuán)聚，團(tuán)聚體最小尺寸為79.4nm，并且對丁烷氣體表現(xiàn)出良好的敏感性，可用于制備丁烷傳感器。

(3)微乳液法。

微乳液法是兩種互不相容的溶劑，在表面活性劑作用下形成乳液，在微泡中經(jīng)成核、凝結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得到納米微粒。與其他化學(xué)法相比，微乳液法具有微粒不易聚結(jié)，大小可控且分散性好等優(yōu)點(diǎn)。

崔若梅等[7]以無水乙醇作輔助表面活性劑，Zn(CH3COO)2·2H2O為原料，添加到十二烷基苯磺酸鈉、甲苯、水和吐溫80、環(huán)己烷、水自發(fā)生成的兩種不同的微乳液體系中制備出平均粒徑位25nm和30nm的超細(xì)ZnO粒子，粒度分布均勻，樣品純度也較高。馮悅兵等[8]也采用不同的微乳體系合成了粒徑在10-30nm之間的超細(xì)ZnO球形粒子,粒度均勻，分散性好，與普通氧化鋅相比，粒徑減小了一個數(shù)量級，并具有特殊的光學(xué)性能，即在可見光區(qū)有良好的透光率，在紫外區(qū)表現(xiàn)出強(qiáng)的寬帶吸收，特別是長波紫外線有很強(qiáng)的吸收能力。楊華等[9]采用雙微乳液混合法制備了納米ZnO粉體，經(jīng)研究分析，所得產(chǎn)物為球形六方晶系結(jié)構(gòu)，平均粒徑27nm，粒徑尺寸分布范圍較窄，99%的顆粒在納米級范圍。另外，還有人用超聲輻射沉淀法、水解加熱法、超臨界流體干燥法等液相法也制得了納米氧化鋅粉體。

隨著納米材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新的制備合成工藝被不斷的提出并得到利用。國外對納米氧化鋅的研究相對已比較成熟，許多廠家已將先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，制造出高品質(zhì)的納米氧化鋅產(chǎn)品。目前，山西豐海納米科技有限公司作為全國最大的納米氧化鋅專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)生產(chǎn)能力己達(dá)5000 t/a，二期工程正在擴(kuò)建階段，完成后生產(chǎn)能力將達(dá)到30000 t/a。成都匯豐化工廠開發(fā)出純度大于99.7%、平均粒徑為20nm的高純度納米級氧化鋅，并建成500 t/a的生產(chǎn)線。該廠生產(chǎn)的高純納米級氧化鋅成本僅有進(jìn)口的1/10，可廣泛用于防曬化妝品、抗菌自潔衛(wèi)生潔具、壓敏及其它功能陶瓷、冰箱空調(diào)微波爐用抗菌劑、高級船舶用涂料、高級汽車面漆、氣體傳感器、光催化劑以及航天航空領(lǐng)域 [10]。

1.2 ZnO的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

ZnO 晶體具有四種結(jié)構(gòu)：纖鋅礦相（四配位，六角結(jié)構(gòu)，B4）、閃鋅礦相（也是四配位，但和 B4 相原子排列不同）、NaCl 結(jié)構(gòu)（也叫巖鹽結(jié)構(gòu)，B1）和 CsCl 結(jié)構(gòu)（B2）。通常情況下，ZnO 以纖鋅礦結(jié)構(gòu)存在，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大，大約是 9.6GPa 時向巖鹽結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大到 200 GPa 時，向 B2 相轉(zhuǎn)變，而閃鋅礦是在生長時形成的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。ZnO 的纖鋅礦結(jié)構(gòu)如圖1.1 所示，有三個結(jié)晶面：(0001)、(10-10)和(11-20)，其相應(yīng)表面能量密度分別為 0.99、0.123 和 0.209 eV/A2,(0001)面的表面自由能最小[11]。

ZnO 屬于寬帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下其禁帶寬度為 3.37 eV，激子束縛能高達(dá)60meV，ZnO 具有較高的熱穩(wěn)性，無毒、無臭，是一種兩性氧化物，能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液，不溶于水和乙醇。納米級的 ZnO 是一種人造粉體材料，由于其表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，使其在磁性、光吸收與催化等方面具有奇異的性質(zhì)。

各種形貌的 ZnO 材料可以采用不同的合成方法制得，例如棱鏡型、橢圓型、籠型、球型、管、空心管、針狀、筆狀、花狀、啞鈴型、納米絲、納米竿和納米束等[12]。在這些納米構(gòu)型中，一維（1D）ZnO 如納米絲和納米桿備受關(guān)注，尤其是溶液合成法制得的產(chǎn)品，因?yàn)榇朔椒梢栽诘蜏叵逻M(jìn)行，且簡單又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。一方面因?yàn)橐痪S納米結(jié)構(gòu)具有特殊的電子轉(zhuǎn)移特性，常用于電子器件；另一方面由于 ZnO 獨(dú)特的六方型晶體特征使其易于生成一維結(jié)構(gòu)。由溶液合成法得到的延長 ZnO 材料同時具有極性和非極性，通常情況下，ZnO 核原子容易沿極性方面聚集而成一維結(jié)構(gòu)（軸向生長），但是，如果加入成核改良物質(zhì)使極性純化，軸向生長受到抑制而易得到扁平結(jié)構(gòu)如薄片或平板狀 ZnO（橫向生長），因此選擇合適的改良劑，可以選擇性的得到不同結(jié)構(gòu)型貌的 ZnO晶體，以便開發(fā)新的用途[13]。

圖.1.1 ZnO 的晶體結(jié)構(gòu)-具有三個取向面(0001)、(10-10)和(11-20)的纖維礦結(jié)構(gòu)

晶格常數(shù)為a=3.25A , c=5.2A, Z=2.最近，二維（2D）多孔 ZnO 納米薄片因其同時具有薄層形貌和多孔結(jié)構(gòu)，可以顯著地提高其在光致發(fā)光和氣敏元件應(yīng)用方面的性質(zhì)而備受矚目，相對于低維（1D 和 2D）結(jié)構(gòu)，三維（3D）結(jié)構(gòu)更易具有特殊的性質(zhì)，是目前研究的熱點(diǎn)[14]。

1.3納米ZnO粉體的應(yīng)用

納米氧化鋅是由極細(xì)晶粒組成、特征維度尺寸為納米數(shù)量級(1-100nm)的無機(jī)粉體材料，與一般尺寸的氧化鋅相比，納米尺寸的氧化鋅具有小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，因而它具有許多獨(dú)特的或更優(yōu)越的性能，如無毒性、非遷移性、熒光性、壓電性、吸收散射紫外能力等[15]。這些特性的存在進(jìn)一步推廣了氧化鋅的應(yīng)用，例如用作氣體傳感器、變阻器、紫外屏蔽材料、高效光催化劑等。1.3.1氣敏材料[16]

環(huán)境污染目前是在全球范圍內(nèi)廣受關(guān)注的問題。由于可揮發(fā)有機(jī)物(VOCs)廣泛應(yīng)用于染料、藥物、塑料、橡膠、室內(nèi)裝修等行業(yè)，與人們的日常工作和生活有著密切的關(guān)系。人吸入過量的VOCs，會導(dǎo)致或加重過敏、哮喘、癌癥、肺氣腫等癥狀的發(fā)生。特別是近年來，由于室內(nèi)裝修空氣質(zhì)量不合格而導(dǎo)致住戶死亡的報道屢見不鮮，人們對VOCs的檢測提出了新的更高的要求。納米材料的發(fā)展和應(yīng)用已成為氣敏材料的研究熱點(diǎn)，這是因?yàn)榧{米材料具有特殊的結(jié)構(gòu)和效應(yīng)，使其顯示出良好的氣敏特性。ZnO是最早使用的氣敏材料，與廣泛使用的SnO2相比，工作原理相同，檢測靈敏度較SnO2低，除此之外，其它性能并不遜色，而且還具有價格便宜，適宜制備等優(yōu)點(diǎn)。所以目前國內(nèi)外在這方面的研究很多。ZnO氣敏元件主要有燒結(jié)型、厚膜型、薄膜型三種。雖然目前薄膜型ZnO的研究非?；钴S，但燒結(jié)型和厚膜型元件具有制作簡單、價格便宜和檢測方便等優(yōu)點(diǎn)，易于使用化，有很好的應(yīng)用前景，而這類元件都是以顆粒狀ZnO為基礎(chǔ)的，所以制備出納米級ZnO顆粒是制備氣敏元件的第一步。

新疆大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究所沈茹娟等人以酒石酸和乙二胺甲基酸為原料，通過固相反應(yīng)法制備的氣敏材料氧化鋅，測試了材料在不同工作溫度下對乙醇、氨氣、液化石油氣的靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所合成的納米氧化鋅具有工作溫度低、對乙醇?xì)怏w靈敏度高的特點(diǎn)。1.3.2光催化污水處理材料[17]

隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，一些化工廠、印染廠、造紙廠、洗滌劑廠、食品廠等工廠的有機(jī)物廢水排放越來越受到環(huán)境保護(hù)法規(guī)的制約，而目前常用的有機(jī)物廢水處理技術(shù)難以達(dá)到有效的治理。物理吸附法、混凝法等非破壞性的處理技術(shù)，只能將有機(jī)物從液相轉(zhuǎn)移到固相，不能解決二次污染問題。而化學(xué)、生化等處理技術(shù)除凈度低，廢水中有機(jī)物含量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體多相光催化是近20年發(fā)展起來的新興領(lǐng)域，許多有機(jī)化合物如烴、鹵代烴、有機(jī)酸類、多環(huán)芳烴、取代苯胺、雜環(huán)化合物、表面活性劑、酚類、農(nóng)藥、細(xì)菌等都能有效地進(jìn)行光催化降解反應(yīng)生成無機(jī)小分子。因反應(yīng)體系在催化劑作用下將吸收的光能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使許多難以實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)在溫和的條件下順利進(jìn)行，能量消耗低，不會產(chǎn)生二次污染，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，對解決日益嚴(yán)重的農(nóng)藥廢水污染問題極具有實(shí)用和推廣價值。目前，人們對納米TiO2催化劑進(jìn)行廣泛的研究，主要集中在水中污染物的光催化降解中，如降解苯酚、有機(jī)磷農(nóng)藥、染料等。由于納米TiO2成本比較高、設(shè)備投資大等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到限制，而納米ZnO作為一種新型的功能材料，由于成本低廉，在光催化領(lǐng)域?qū)⒕哂泻芎玫膽?yīng)用前景。

納米ZnO是一種很好的光催化劑，在紫外光的照射下，能分解有機(jī)物質(zhì)，能抗菌和除臭。水中的有害有機(jī)物質(zhì)如有機(jī)氯化物、農(nóng)藥、界面活性劑、色素等，用目前的水處理技術(shù)充分去除是困難的。近年來廣泛進(jìn)行了把這些物質(zhì)用光催化劑分解處理的嘗試，已經(jīng)召開了幾屆有關(guān)這方面的國際會議。其中重要的光催化劑包括氧化鈦和氧化鋅等。氧化鋅作為光催化劑可以使有機(jī)物分解，研究表明，納米氧化鋅粒子的反應(yīng)速度是普通氧化鋅粒子100-1000倍，而且與普通粒子相比，它幾乎不引起光的散射，且具有大的比表面積和寬的能帶，因此被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的高活性光催化劑之一。1.3.3抗菌自潔陶瓷材料[18]

隨著科技的進(jìn)步，社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，健康的生存環(huán)境日益成為人類的追求目標(biāo)，環(huán)境保護(hù)問題已不可避免的越來越受到重視?？咕?殺菌)陶瓷是一種保護(hù)環(huán)境的新型功能材料，是抗菌劑、抗菌技術(shù)與陶瓷材料結(jié)合的產(chǎn)物，也是材料科學(xué)與微生物學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是利用高科技抑制和殺滅細(xì)菌，使傳統(tǒng)的產(chǎn)品增加科技含量的典型例證。它在保持陶瓷制品原有使用功能和裝飾效果的同時，增加消毒、殺菌及化學(xué)降解的功能，即它具有抗菌、除臭、保健等功能，從而能夠廣泛用于衛(wèi)生、醫(yī)療、家庭居室、民用或工業(yè)建筑，有著廣闊的市場前景，已成為高技術(shù)產(chǎn)品研究的熱點(diǎn)之一。現(xiàn)今用于陶瓷制品的抗菌材料主要是無機(jī)抗菌材料，按照抗菌材料的不同，抗菌陶瓷主要分為載銀抗菌陶瓷和光觸媒抗菌陶瓷，納米光催化抗菌陶瓷具有抗菌持久、殺菌徹底、無毒健康、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)銀系抗菌陶瓷的換代產(chǎn)品。

納米光催化抗菌陶瓷制品在色釉、形貌及力學(xué)性質(zhì)上與傳統(tǒng)的衛(wèi)生陶瓷和建筑陶瓷相同，只需在未燒成的衛(wèi)生陶瓷釉面上噴涂一定厚度的涂層并與衛(wèi)生陶瓷上的釉形成混合層，干燥，高溫?zé)Y(jié)而成。納米ZnO抗菌陶瓷就是將一定量的ZnO、Ca(OH)

2、AgNO3等制成涂層，由以下三種方法制成：(1)將含納米ZnO釉涂在陶瓷坯釉面上而后燒成；(2)將含納米氧化鋅抗菌釉與傳統(tǒng)釉料混勻后涂在陶瓷坯上燒成；(3)將氧化鋅抗菌陶瓷釉直接涂在陶瓷坯面上燒成。但是目前光觸媒應(yīng)用于抗菌陶瓷最多的還是TiO2，關(guān)于納米ZnO抗菌陶瓷的報道還很少。1.3.4半導(dǎo)體材料

作為重要氧化物半導(dǎo)體，納米ZnO由于良好的光電性能早就引起人們的重視。研究表明，納米ZnO存在很強(qiáng)的紫外及藍(lán)光發(fā)射，可用于新型發(fā)光器件。

目前，人們已研制出ZnO納米線、納米管、納米帶，這些納米材料表現(xiàn)出許多特異的性質(zhì)。美國亞特蘭大佐治亞理工學(xué)院王中林等在世界上首次獲得了具有壓電效應(yīng)的半導(dǎo)體納米帶結(jié)構(gòu)，進(jìn)而又研制出了具有壓電效應(yīng)的納米環(huán)。這種新型結(jié)構(gòu)可用于微、納米機(jī)電系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)納米尺度上機(jī)電藕合的關(guān)鍵材料，在微/納米機(jī)電系統(tǒng)中有重要的應(yīng)用價值，利用這種納米帶(環(huán))的壓電效應(yīng)，可以設(shè)計(jì)研制各種納米傳感器、執(zhí)行器、以及共振藕合器、甚至納米壓電馬達(dá)。利用其優(yōu)秀的光電性能，納米ZnO半導(dǎo)體在納米光電器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如納米尺度的激光二極管、紫外激光探測器等。利用ZnO的紫外發(fā)光特性，可以做成超小型的激光光源。楊培東[19]等在只有人類頭發(fā)絲千分之一的納米導(dǎo)線上制造出世界上最小的激光器—納米激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)光到深紫外的光。室溫下，納米導(dǎo)線中的純氧化鋅晶體被另一種激光激活時，純氧化鋅晶體可以發(fā)射出波長只有17nm的激光。這種氧化鋅納米激光器是當(dāng)今世界上最小的激光器，而且是從納米技術(shù)誕生以來的第一項(xiàng)實(shí)際的應(yīng)用，最終可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)、提高計(jì)算機(jī)磁盤和光子計(jì)算機(jī)的信息存儲量。1.3.5磁性材料[20]

磁性材料是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，工業(yè)上廣泛使用的錳鋅鐵氧體(Mn1-xZnx)Fe2O4，其化學(xué)成分的比例為Fe2O3:MnO:ZnO=(52.6:35.4:12.0)mol=(70.65:1.13:8.22)wt%，這是一種軟磁性材料，具有很好的磁性能(如導(dǎo)磁率可達(dá)4000等)，該磁性材料的制造工藝極為復(fù)雜，需在1300℃下進(jìn)行燒結(jié)。如果采用納米ZnO作原料，不僅可以簡化制造工藝(如不需球磨加工就能達(dá)到粒度要求直接配料等)，而且還可以提高產(chǎn)品的均一性和導(dǎo)磁率，減少產(chǎn)品在燒制過程中破裂的損失，降低燒結(jié)溫度，使產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。1.3.6橡膠及涂料材料

在橡膠工業(yè)，納米氧化鋅是一種重要的無機(jī)活性材料，其不僅可降低普通氧化鋅的用量，還可以提高橡膠產(chǎn)品的耐磨性和抗老化能力，延長使用壽命，加快硫化速度，使反應(yīng)溫度變寬。在不改變原有工藝的條件下，橡膠制品的外觀平整度、光潔度、機(jī)械強(qiáng)度、耐磨度、耐溫性、耐老化程度等性能指標(biāo)均得到顯著提高。

納米氧化鋅能大大提高涂料產(chǎn)品的遮蓋力和著色力，還可以提高涂料的其它各項(xiàng)指標(biāo)，并可應(yīng)用于制備功能性納米涂料。在涂料應(yīng)用中，納米氧化鋅的紫外屏蔽性能是其中最大的開發(fā)點(diǎn)之一。以往常用的抗紫外劑多為有機(jī)化合物，如二甲苯酮類、水楊酸類等，其缺點(diǎn)是屏蔽紫外線的波段較短，有效作用時間不長，易對人體產(chǎn)生化學(xué)性過敏，存在有不同程度的毒性。金屬氧化物粉末對光線的遮蔽能力，在其粒徑為光波長的1/2時最大。在整個紫外光區(qū)(200-400nm)，氧化鋅對光的吸收能力比氧化鈦強(qiáng)。納米氧化鋅的有效作用時間長，對紫外屏蔽的波段長，對長波紫外線(UVA，波長320-400nm)和中波紫外線(UVA，波長280-320nm)均有屏蔽作用，能透過可見光，有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。同時由于納米氧化鋅的導(dǎo)電性也使涂層具有抗靜電能力，提高了涂層的自潔功能。因此，充分利用納米氧化鋅的這些特性可以制備各種納米功能涂料。例如：將一定量的超細(xì)ZnO·Ca(OH)2·AgNO3等加入25%(wt)的磷酸鹽溶液中，經(jīng)混合、干燥、粉碎等再制成涂層涂于電話機(jī)、微機(jī)等表面，有很好的抗菌性能。添加納米ZnO紫外線屏蔽涂層的玻璃可抗紫外線、耐磨、抗菌和除臭，用作汽車玻璃和建筑玻璃。在石膏中摻入納米ZnO及金屬過氧化物粒子后，可制得色彩鮮艷、不易褪色的石膏產(chǎn)品，具有優(yōu)異的抗菌性能，可用于建筑裝飾材料。艦船長期航行、停泊在海洋環(huán)境中，用納米氧化鋅作為原料，制備艦船專用的涂料，不僅可起到屏蔽紫外線的作用，還可以殺滅各種微生物，從而提高航行速度并延長檢修期限。1.3.7日用化工[21]

納米氧化鋅無毒、無味、對皮膚無刺激性、不分解、不變質(zhì)、熱穩(wěn)定性好，本身為白色，可以簡單的加以著色，價格便宜。而且氧化鋅是皮膚的外用藥物，對皮膚有收斂、消炎、防腐、防皺和保護(hù)等功能?？捎糜诨瘖y品的防曬劑，以防止紫外線的傷害。納米ZnO還可以用于生產(chǎn)防臭、抗菌、抗紫外線的纖維。例如，日本帝人公司生產(chǎn)的采用納米ZnO和SiO2混合消臭劑的除臭纖維，能吸收臭味凈化空氣，可用于制造長期臥床病人和醫(yī)院的消臭敷料、繃帶、尿布、睡衣、窗簾及廁所用紡織品等。日本倉螺公司將ZnO微粉摻入異形截面的聚醋纖維或長絲中，開發(fā)出世界著名的防紫外線纖維，除具有屏蔽紫外線的功能外，還有抗菌、消毒、除臭的奇異功能，除用于制造手術(shù)服、護(hù)士服外，還可制造內(nèi)衣、外裝、鞋、帽、襪、浴巾、帳篷、日光傘、夏日服裝、農(nóng)用工作服、運(yùn)動服等。1.3.8其它領(lǐng)域應(yīng)用[22]

隨著人們對納米氧化鋅性能認(rèn)識的深化，納米氧化鋅的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。例如利用活性炭、多孔陶瓷、金屬網(wǎng)等材料做載體，負(fù)載納米ZnO光催化劑，制成空氣凈化材料，可以作為空氣凈化器的核心部件。近年來開發(fā)的片式疊層納米氧化鋅壓敏電阻器具有響應(yīng)時間短、電壓限制特性好、受溫度影響小、通流能力大等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用在IC(集成電路)保護(hù)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體、場效應(yīng)管器件保護(hù)及汽車線路保護(hù)等方面。此外，納米氧化鋅在電容器、熒光材料、表面波材料、圖像記錄材料、抗靜電復(fù)合材料等方面也表現(xiàn)出極其廣闊的應(yīng)用前景。

1.4.準(zhǔn)備開展工作

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與制造業(yè)、重工業(yè)的興旺是分布開的。然而，這些工廠的發(fā)展的同時，也帶來了很嚴(yán)重的環(huán)境問題——廢水、廢氣、廢渣，這些影響著人們的健康。焦化、農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工、染料、樹脂等行業(yè)，范圍廣，數(shù)量多，是環(huán)境污染物主要制造者。由于有機(jī)類物質(zhì)具有致癌、致畸形、致突變的潛在毒性，已被各國環(huán)保部門列入環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單，也是重點(diǎn)監(jiān)測和治理的對象之一。因此，廢水的處理一直是環(huán)境保護(hù)研究中倍受關(guān)注的課題。

目前國內(nèi)外處理廢水的常用方法主要有吸附法、化學(xué)氧化法、溶劑萃取法、液膜法、離子交換法和生化法等，各種方法都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。光催化氧化法屬于化學(xué)氧化法的一種類型，是近年來發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，由于其具有高效、價廉、對環(huán)境友好、容易循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)以亞甲基藍(lán)為例，研究水中有機(jī)物的光催化降解，其中催化的原材料就是氧化鋅和二氧化鈦。這兩種原料都簡單易得、價格便宜、無毒無害，且其納米顆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對于水的凈化處理有著不言而喻的意義。在這種指導(dǎo)思想下，在后續(xù)研究工作中主要采用溶劑熱法，以醋酸鋅為原料，制備納米級氧化鋅粉體，并確定最佳的原料配比和工藝條件，同時利用X-射線衍射，透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡等方法對制備的ZnO的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。希望可以制備出的形狀和尺寸控制的氧化鋅微粒。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：建筑用遮陽膜,征求意見稿

JG 中華人民共和國建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JG/T xxxx-xxxx

建筑用遮陽膜

Architectural shading membrane

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上

XXXX-XX-XX 發(fā)布 XXXX-XX-XX 實(shí)施 XXXXXXXXXXX

發(fā) 布

目 次 前言..........................................................................II 1 范圍...........................................................錯誤！未定義書簽。規(guī)范性引用文件.................................................錯誤！未定義書簽。術(shù)語和定義.....................................................錯誤！未定義書簽。

3.1 建筑用遮陽膜 Architectural shading membrane................................錯誤!未定義書簽。

3.2 基材 Base fabric...................................................................................錯誤!未定義書簽。

3.3 涂層 coat..............................................................................................錯誤!未定義書簽。分類和標(biāo)記.....................................................錯誤！未定義書簽。

4.1 分類.......................................................................................................錯誤!未定義書簽。

4.2 標(biāo)記示例...............................................................................................錯誤!未定義書簽。要求...........................................................錯誤！未定義書簽。

5.1 外觀.......................................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.2 尺寸和克重...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.3 防火性能...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.4 環(huán)保性能...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.5 彎折性能...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.6 低溫沖擊...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.7 耐光老化性能.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.8 耐熱老化性能.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.9 耐化學(xué)腐蝕性能...................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.10 耐候色牢度...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.11 耐光色牢度...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.12 定負(fù)荷伸長率.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.13 可見光透射率.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.14 紫外線透射率.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.15 抗?jié)B水性能...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

5.16 液體芯吸性能.......................................................................................錯誤!未定義書簽。試驗(yàn)方法.......................................................錯誤！未定義書簽。

6.1 外觀.......................................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.2 尺寸和克重...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.3 防火性能...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.4 環(huán)保性能...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.5 彎折性能...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.6 低溫沖擊...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.7 耐光老化性能.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.8 耐熱老化性能.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.9 耐化學(xué)腐蝕性能...................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.10 耐候色牢度...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.11 耐光色牢度...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.12 定負(fù)荷伸長率.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.13 可見光透射率.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.14 紫外線透射率.......................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.15 抗?jié)B水性能...........................................................................................錯誤!未定義書簽。

6.16 液體芯吸性能.......................................................................................錯誤!未定義書簽。檢驗(yàn)規(guī)則.......................................................錯誤！未定義書簽。

7.1 檢驗(yàn)分類...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

7.2 出廠檢驗(yàn)...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

7.3 型式檢驗(yàn)...............................................................................................錯誤!未定義書簽。標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存.........................................錯誤！未定義書簽。

8.1 產(chǎn)品標(biāo)志...............................................................................................錯誤!未定義書簽。

8.2 包裝.......................................................................................................錯誤!未定義書簽。

8.3 運(yùn)輸.......................................................................................................錯誤!未定義書簽。

8.4 貯存.......................................................................................................錯誤!未定義書簽。

JG/T xxxx-xxxx

II

前言 本標(biāo)準(zhǔn)按照 GB/T1.1—2009 給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑制品與構(gòu)配件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：上海市裝飾裝修行業(yè)協(xié)會 本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：上海交通大學(xué)、上海海勃膜結(jié)構(gòu)有限公司、浙江正特集團(tuán)有限公司、寧波先鋒新材料股份有限公司、上海玻機(jī)智能幕墻股份有限公司、3M中國、上海市建筑科學(xué)研究院（集團(tuán)）有限公司、上海市建材專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、中國建筑科學(xué)研究院物理研究所、中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心、圣戈班高性能塑料公司 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：宋曉冰、楊建、單才華、范炎明、田學(xué)勤、楊濤、岳鵬、陳秀芬、忻國梁、張震善、沙峰、李黎

建筑用遮陽膜 1 范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了建筑用遮陽膜的術(shù)語與定義、分類和標(biāo)記、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于張拉在屋頂、廣場及開放式建筑結(jié)構(gòu)上的具有高斷裂強(qiáng)力的涂層織物。規(guī)范性引用文件 GB250 評定變色用灰色樣卡 GB/T 4666-2009 紡織品織物長度和幅寬的測定 GB/T 4669-2008 紡織品機(jī)織物單位長度質(zhì)量和單位面積質(zhì)量的測定 GB/T 14801-2009 機(jī)織物與針織物緯斜和弓緯試驗(yàn)方法 GB/T 3923.1-1997 紡織品織物拉伸性能第 1 部分?jǐn)嗔褟?qiáng)力和斷裂伸長率的測定條樣法 GB/T 3917.3-2009 紡織品織物撕破性能第 1 部分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測定 GB 8624-2006 建筑材料及制品燃燒性能分級 GB/T2679.5-1995 紙和紙板耐折度的測定(MIT 耐折度儀法）

GB/T8427

紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味龋弘?GB/T8430

紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽鞖夂蛏味龋弘?FZ/T01003-1991 涂層織物厚度試驗(yàn)方法 FZ/T 64014-2009 膜結(jié)構(gòu)用涂層織物 FZ/T 01009-2008 紡織品織物透光性的測定 FZ/T 01004-2008 涂層織物抗?jié)B水性的測定 FZ/T 01071-2008 紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法 FZ/T 01007-2008

涂層織物耐低溫性的測定 FZ/T 7500-1993

涂層織物光加速老化試驗(yàn)方法氙弧法 3 術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn) 3.1 建筑用遮陽膜

Architectural shading membrane 以合成纖維、玻璃纖維為基材，表面覆蓋聚合物連續(xù)層，應(yīng)用于開放式建筑結(jié)構(gòu)上的具有高斷裂強(qiáng)力的涂層織物。

3.2 基材

Base fabric 由聚酯長絲、玻璃纖維等高強(qiáng)度纖維編織的織物面料。

3.3 涂層

coat 經(jīng)浸漬、刮涂或?qū)訅旱裙に囋诨颈砻娓采w的聚合物連續(xù)層。分類和標(biāo)記 4.1 分類 4.1.1 按纖維材質(zhì)分 a）玻璃纖維 代號為 B b）聚酯纖維 代號為 J 4.1.2 按涂層種類分 a)聚四氟乙烯（PTFE）涂層 代號 T b)全氟烷氧基樹脂（PFA）涂層 代號 F c)氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）涂層 代號 E d)有機(jī)硅（Si）涂層 代號 S e)聚氯乙烯（PVC）涂層 代號 C f)聚氨酯（PU）涂層 代號 U

4.1.3 按表面處理層分 a)聚氟乙烯（PVF）處理層 代號 V b)聚二氟乙烯（PVDF）處理層 代號 D c)聚丙烯（PAN）處理層 代號 A d)二氧化鈦（TiO2）處理層 代號 T e)無表面處理層 代號 N 4.2 標(biāo)記示例 4.2.1 標(biāo)記 遮陽膜□—□—□—□—□—□–JG/T ***-****

阻燃等級（如：B）

幅寬（mm）

經(jīng)向標(biāo)稱強(qiáng)度（N/5cm）

表面處理層種類 涂層種類 纖維材質(zhì) 建筑用遮陽膜 4.2.2 示例 遮陽膜 BTN-2600-504-B 級表示：玻璃纖維，聚四氟乙烯涂層，無表面處理層，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力 2600N/5CM，幅寬為 504，阻燃等級達(dá)到 B 級的建筑用遮陽膜 5 要求 5.1 外觀 5.1.1 外觀疵點(diǎn)：膜材織物的表面應(yīng)平整、均勻，邊緣平直整齊，不應(yīng)有破邊、荷葉邊、裂縫、破洞、油污斑漬、漏涂、結(jié)膠、氣泡、紗線斷裂等缺陷。

5.1.2 色差應(yīng)符合 GB 250 的規(guī)定，并達(dá)到 4 級及以上。

5.2 尺寸和克重 5.2.1 幅寬公差

不允許負(fù)公差。

5.2.2 厚度公差

允許公差 ＋12% － －12%。

5.2.3 緯斜 緯斜不超過 3%。

5.2.4 克重公差

允許公差 ＋10% — －10％。

5.2.5 力學(xué)性能應(yīng)符合表 1 的規(guī)定。

表 1 項(xiàng)目 要求 經(jīng)向 緯向 斷裂強(qiáng)力（N）

≥5000 ≥4000 斷裂伸長率（％）

≤10 ≤15 撕破強(qiáng)力（N）

≥300 剝離強(qiáng)力（N）

≥25

5.3 防火性能 應(yīng)符合 GB/T 8624 的規(guī)定，達(dá)到 B 級要求。

5.4 環(huán)保性能 應(yīng)符合 GB 18586-2001 的規(guī)定。

5.5 彎折性能 應(yīng)符合 GB/T2679.5-1995 的規(guī)定，不低于初期彎折強(qiáng)度的 80%。

5.6 低溫沖擊 應(yīng)符合 FZ/T 01007 的規(guī)定，裂縫長度≤1mm。

5.7 耐光老化性能 應(yīng)符合 FZ/T 75002 規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測試，耐光老化性能不低于初期強(qiáng)度的 70%。

5.8 耐熱老化性能 應(yīng)符合 FZ/T 75002 規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測試，耐熱老化性能不低于初期強(qiáng)度的 70%。

5.9 耐化學(xué)腐蝕性能 耐化學(xué)腐蝕性能不低于初期強(qiáng)度的 70%，并沒有破損及裂縫。

5.10 耐候色牢度 耐候色牢度應(yīng)符合表 2 的規(guī)定，分級方法應(yīng)符合 GB/T 8430 的規(guī)定。

表 2 等級 1 2 3 4 耐候色牢度 4 級 5 級 6 級 7-8 級 5.11 耐光色牢度 耐光色牢度應(yīng)符合表 3 的規(guī)定，分級方法應(yīng)符合 GB/T 8427 的規(guī)定。

表 3 等級 1 2 3 4 耐光色牢度 4 級 5 級 6 級 7-8 級 5.12 定負(fù)荷伸長率 定負(fù)荷伸長率根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求不大于約定值。

5.13 可見光透射率 應(yīng)符合 FZ/T 01009 的規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測試，可見光透射率等級應(yīng)符合表 4 的規(guī)定。

表 4 等級 1 2 3 4 效果 不透光 弱透光 適度透光 較強(qiáng)透光 可見光透射率T V /% 0 1≤T V <8 8≤T V <16 16≤T V ≤24 5.14 紫外線透射率 應(yīng)符合 GB/T 18830 的規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測試，紫外線透射率等級應(yīng)符合表 5 的規(guī)定。

表 5 等級 1 2 3 4 效果 極好 好 中 弱 紫外線透射率T uV /% 0 1≤T uV <5 5≤T uV <9 T uV >9 5.15 抗?jié)B水性能 應(yīng)符合 FZ/T 01004-2008 的規(guī)定，水壓不小于 40KPa,沒有水滲透。

5.16 液體芯吸性能 應(yīng)符合 FZ/T 01071-2008 的規(guī)定，液體芯吸高度不大于 2mm。試驗(yàn)方法

6.1 外觀

6.1.1 外觀疵點(diǎn) 以產(chǎn)品正面為主，檢驗(yàn)應(yīng)在平臺上進(jìn)行，采用正常白晝北光或日光燈照明，臺面照度不低于750 lx，目光與臺面距離 60 Cm 左右。以目視檢查。

6.1.2 色差 按 GB250 評定變色用灰色樣卡測定。

6.2 尺寸和克重 6.2.1 幅寬公差 按 GB/T 4666-2009 紡織品織物長度和幅寬的測定試驗(yàn)方法測定 6.2.2 厚度公差 按 FZ/T01003-1991 涂層織物厚度試驗(yàn)方法測定 6.2.3 緯斜 按 GB/T 14801-2009 機(jī)織物與針織物緯斜和弓緯試驗(yàn)方法測定 6.2.4 克重公差 按 GB/T 4669-2008 紡織品機(jī)織物單位長度質(zhì)量和單位面積質(zhì)量的測定試驗(yàn)方法測定 6.2.5 力學(xué)性能 6.2.5.1 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率 按GB/T 3923.1-1997紡織品織物拉伸性能第1部分?jǐn)嗔褟?qiáng)力和斷裂伸長率的測定條樣法測定 6.2.5.2 撕破強(qiáng)力 按 GB/T 3917.3-2009 紡織品織物撕破性能第 1 部分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測定 6.2.5.3 剝離強(qiáng)力 如圖所示焊接膜材，焊接寬度為 50mm。剪取已經(jīng)焊接的試樣 5 塊，尺寸為 60mm*400mm。修剪試樣寬度至 50mm，避免出現(xiàn)斷絲，人工剝離涂層 5mm。

測定和結(jié)果計(jì)算：設(shè)定拉伸儀器的隔距長度 400mm，拉伸速度 100mm/min。進(jìn)行剝離試驗(yàn)見圖 1，直至試樣分開。取剝離曲線上系列峰值的平均值作為測試值，以 5 個試樣的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，單位為 N/5 cm。

圖 1

剝離試驗(yàn)示意圖

6.3 防火性能 按 GB 8624-2006 建筑材料及制品燃燒性能分級 6.4 環(huán)保性能

按 GB 18586-2001 室內(nèi)裝飾裝修材料 聚氯乙烯卷材地板中有害物質(zhì)限量 6.5 彎折性能 按 GB/T2679.5-1995 紙和紙板耐折度的測定(MIT 耐折度儀法)6.6 低溫沖擊 按 FZ/T 01007-2008 涂層織物耐低溫性的測定 6.7 耐光老化性能 按 FZ/T 75002-1993 涂層織物光加速老化試驗(yàn)方法氙弧法試驗(yàn)方法測定 6.8 耐熱老化性能 通風(fēng)烘箱溫度 70℃±1℃，試件數(shù)量有老化后需要進(jìn)行的測試項(xiàng)目決定，加熱 336h（14 天）后將試樣從烘箱取出，調(diào)濕，測定比較材料老化前后的性能（斷裂強(qiáng)力、伸長率等）變化。

6.9 耐化學(xué)腐蝕性能 浸入硝酸溶液、氫氧化鈉溶液、氯化鈉溶液中 7 天，涂層不破裂 6.10 耐候色牢度 按 GB/T8430 紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽鞖夂蛏味龋弘y定 6.11 耐光色牢度 按 GB/T8427 紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味龋弘y定 6.12 定負(fù)荷伸長率 經(jīng)緯向各取 3 個試樣，有效寬度 50mm，長度 300 mm。如采用拆線條樣，截取試樣寬度大約是 60mm，然后拆除兩邊紗各 5 mm。測量有效寬度，精確至 0.5mm。每塊試樣的中間部位，畫兩條與試樣邊線垂直的，間距為 L 0 =200mm 的測量標(biāo)記線，精確至±1％。將一 200 N的恒定靜負(fù)荷施加于試樣上(負(fù)荷均勻分布于試樣的整個寬度)，立即測量試樣測量標(biāo)記線之間的長度 L 1，保持該張力 24h，測量試樣測量標(biāo)記線之間的長度 L 2，將試樣負(fù)荷回復(fù)至零，無應(yīng)力狀態(tài)下放置 24h，測量測量標(biāo)記線之間的長度 L3。

(1)

(2)

(3)

式中：?——定負(fù)荷伸長率； ?

c ——徐變伸長率； ? r ——永久變形率；

6.13 可見光透射率 按 FZ/T 01009-2008 紡織品織物透光性的測定 6.14 紫外線透射率 按 FZ/T 01009-2008 紡織品織物透光性的測定 6.15 抗?jié)B水性能 按 FZ/T 01004-2008 涂層織物抗?jié)B水性的測定 6.16 液體芯吸性能 按 FZ/T 01071-2008 紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法測定 7 檢驗(yàn)規(guī)則

7.1 檢驗(yàn)分類 產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)符合表的規(guī)定

序號 檢驗(yàn)項(xiàng)目 試驗(yàn)方法 出廠檢驗(yàn) 型式檢驗(yàn) 1 外觀 5.1 6.1 ▲ ▲ 2 幅寬公差 5.2.1 6.2.1 ▲ ▲ 3 厚度公差 5.2.2 6.2.2 ▲ ▲ 4 緯斜 5.2.3 6.2.3 ▲ ▲ 5 克重公差 5.2.4 6.2.4 ▲ ▲ 6 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率 5.2.5 6.2.5.1、6.2.5.2 ▲ ▲ 7 撕破強(qiáng)力 5.2.5 6.2.5.3

▲ 8 剝離強(qiáng)力 5.2.5 6.2.5.4

▲ 9 防火性能 5.3 6.3

▲ 10 環(huán)保性能 5.4 6.4 ▲彎折性能 5.5 6.5

△ 12 低溫沖擊 5.6 6.6

▲ 13 耐光老化性能 5.7 6.7

▲ 14 耐熱老化性能 5.8 6.8

▲ 15 耐化學(xué)腐蝕性能 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 定負(fù)荷伸長率 5.12 6.12

▲ 19 可見光透光率 5.13 6.13

△ 20 紫外線透射率 5.14 6.14

△ 21 抗?jié)B水性能 5.15 6.15

△ 22 液體芯吸性能 5.16 6.16

△ ▲為必檢項(xiàng)目、△選擇項(xiàng)目、空白為不需檢驗(yàn) 7.2 出廠檢驗(yàn) 產(chǎn)品出廠時必須進(jìn)行出廠檢驗(yàn)，出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)包括：織物的幅寬、織物的長度、織物的密度、單位面積質(zhì)量和外觀 7.3 型式檢驗(yàn) 7.3.1 當(dāng)遇到下列情況之一時，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：

a)新產(chǎn)品試制或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時； b)原材料或生產(chǎn)工藝有了較大改變時； c)停產(chǎn)半年以上重新恢復(fù)生產(chǎn)時； d)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)結(jié)果有較大差異時； f)國家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)要求進(jìn)行型式檢驗(yàn)時。標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存 8.1 產(chǎn)品標(biāo)志 8.1.1 基本標(biāo)志內(nèi)容 標(biāo)志應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)產(chǎn)品名稱或商標(biāo)； b）產(chǎn)品執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)編號； c）制造商名稱、生產(chǎn)日期或批號； d)標(biāo)稱長度或凈質(zhì)量 e)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的合格證明 f)包裝貯運(yùn)的圖示標(biāo)志 8.2 包裝 8.2.1 每卷布用塑料薄膜閉封，放入紙管內(nèi)，然后用封蓋密封。其他包裝要求由供需雙方商定。

8.2.2 包裝應(yīng)保證在正常運(yùn)輸和保管條件下，不致因顛震、裝卸、受潮或侵入灰塵，而使產(chǎn)品受到損傷。

8.2.3 包裝上標(biāo)志應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)產(chǎn)品名稱或商標(biāo)； b）產(chǎn)品執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)編號； c）制造商名稱、生產(chǎn)日期或批號； d)標(biāo)稱長度或凈質(zhì)量 e)按 GB 191 規(guī)定標(biāo)明“怕濕”和“堆碼層數(shù)極限”的兩種圖示。

8.3 運(yùn)輸 產(chǎn)品在裝卸及搬運(yùn)過程中應(yīng)輕放，運(yùn)輸過程中應(yīng)避免雨淋、日曬和機(jī)械損傷。

8.4 貯存 應(yīng)存放在干燥、清潔和無陽光直射的室內(nèi)。堆碼層數(shù)不得超過包裝上標(biāo)明的堆碼層數(shù)極限。

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第四篇：材料合成與制備方法

第一章 1、1 溶膠凝膠

1、什么是溶膠——凝膠？

答：就是用含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進(jìn)行水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。

2、基本原理（了解）

3、設(shè)備：磁力攪拌器、電力攪拌器

4、優(yōu)點(diǎn)：該方法制備塊體材料具有純度高、材料成分易控制、成分多元化、均勻性好、材料形狀多樣化、且可在較低的溫度下進(jìn)性合成并致密化等

5、工藝過程：自己看

6、工藝參數(shù)：自己看 2、1水熱與溶劑熱合成

1、水熱法：是指在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過對反應(yīng)體系加熱、加壓(或自生蒸氣壓），創(chuàng)造一個相對高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境。

2、溶劑熱法：將水熱法中的水換成有機(jī)溶劑或非水溶媒（例如：有機(jī)胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用類似于水熱法的原理，以制備在水溶液中無法長成，易氧化、易水解或?qū)λ舾械牟牧稀?/p>

3、優(yōu)點(diǎn)：a、在有機(jī)溶劑中進(jìn)行的反應(yīng)能夠有效地抑制產(chǎn)物的氧

化過程或水中氧的污染；

b、非水溶劑的采用使得溶劑熱法可選擇原料范圍大大擴(kuò)大； c、由于有機(jī)溶劑的低沸點(diǎn)，在同樣的條件下，它們可以達(dá)到比水熱合成更高的氣壓，從而有利于產(chǎn)物的結(jié)晶；

d、由于較低的反應(yīng)溫度，反應(yīng)物中結(jié)構(gòu)單元可以保留到產(chǎn)物中，且不受破壞。同時，有機(jī)溶劑官能團(tuán)和反應(yīng)物或產(chǎn)物作用，生成某些新型在催化和儲能方面有潛在應(yīng)用的材料

4、生產(chǎn)設(shè)備：

高壓釜是進(jìn)行高溫高壓水熱與溶劑熱合成的基本設(shè)備；（分類自己看),高壓容器一般用特種不銹鋼制成，5、合成工藝：選擇反應(yīng)物核反應(yīng)介質(zhì)——確定物料配方——優(yōu)化配料順序——裝釜、封釜——確定反應(yīng)溫度、壓力、時間等試驗(yàn)條件 ——冷卻、開釜——液、固分離——物相分析

6、水熱與溶劑熱合成存在的問題：

1、無法觀察晶體生長和材料合成的過程，不直觀。

2、設(shè)備要求高耐高溫高壓的鋼材，耐腐蝕的內(nèi)襯、技術(shù)難度大溫壓控制嚴(yán)格、成本高。

3、安全性差，加熱時密閉反應(yīng)釜中流體體積膨脹，能夠產(chǎn)生極大的壓強(qiáng)，存在極大的安全隱患。

7、水熱生長體系中的晶粒形成可分為三種類型：

a、“均勻溶液飽和析出”機(jī)制

b、“溶解-結(jié)晶”機(jī)制

c、“原位結(jié)晶”機(jī)制

8、水熱與溶劑熱合成方法的適用范圍：低溫生長單體、制備薄膜、制備超細(xì)（納米）粉末 1、3化學(xué)氣相沉積

1、化學(xué)氣相沉積乃是通過化學(xué)反應(yīng)的方式，利用加熱、等離子激勵或光輻射等各種能源，在反應(yīng)器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉積物的技術(shù)。

2、氣相中析出的固體的形態(tài)主要有：在固體表面上生成薄膜、晶須和晶粒、在氣體中生成粒子

3、常用三種CVD技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：

APCVD（常壓化學(xué)氣相沉積）

優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、沉積速率快、低溫沉積

缺點(diǎn)：階梯覆蓋能差、粒子污染

LPCVD（低壓化學(xué)氣相沉積)

優(yōu)點(diǎn)：高純度、階梯覆蓋能力極佳、產(chǎn)量高、適合于大規(guī)模生產(chǎn)

缺點(diǎn)：高溫沉積、低沉積速率

PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積）

優(yōu)點(diǎn)：低溫制程、高沉積速率、階梯覆蓋性好

缺點(diǎn)：化學(xué)污染、粒子污染

4、切削工具的應(yīng)用（自己看）、模具（自己看）

5、氣相化學(xué)沉積的生產(chǎn)裝置：氣相反應(yīng)室、加熱系統(tǒng)、氣體控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng) 1、4 自蔓延高溫合成（SHS)又稱燃燒合成（CS)

1、自蔓延高溫合成是：利用反應(yīng)物之間高的化學(xué)反應(yīng)熱的自加熱和自傳導(dǎo)做用來合成材料的一種技術(shù)，當(dāng)反應(yīng)物一旦被引燃，便會自動向尚未反應(yīng)的區(qū)域傳播，直至反應(yīng)完全，是制備無機(jī)化合物高溫材料的一種新方法。

2、SHS技術(shù)同其它常規(guī)工藝方法相比，具有的優(yōu)點(diǎn)：

答：(1)節(jié)省時間，能源利用充分；

(2)設(shè)備、工藝簡單；

(3)產(chǎn)品純度高（因?yàn)镾HS能產(chǎn)生高溫，某些不純物質(zhì)蒸發(fā)掉了），反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近100%；

(4)不僅能生產(chǎn)粉末，如果同時施加壓力，還可以得到高密度的燃燒產(chǎn)品；

(5)產(chǎn)量高（因?yàn)榉磻?yīng)速度快）

3、目前SHS研究中仍存在著一些問題：難以獲得致密度非常高的產(chǎn)品、理論研究明顯滯后于技術(shù)開發(fā)、這項(xiàng)技術(shù)并不能適用于所有體系、由于體系的多樣化，迫切需要對各種體系進(jìn)行試驗(yàn)和總結(jié)、國際間交流和合作還不廣泛 1、5等離子體燒結(jié)技術(shù)

1、SPS：放電等離子燒結(jié)技術(shù)

PAS(Plasma Activated Sinteriny）：等離子活化燒結(jié)

PAS（Plasma Assister Sinteriny）：等離子體輔助燒結(jié)

2、等離子體燒結(jié)技術(shù)的適用范圍：SPS技術(shù)具有升溫速度快、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時間短、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，SPS已廣泛應(yīng)用于納米材

料、梯度功能材料、金屬材料、電磁材料、復(fù)合材料、陶瓷材料等的制備。

3、等離子體是宇宙中物質(zhì)的一種形態(tài)，是除固、液、氣三態(tài)外物質(zhì)的第四種形態(tài)。等離子體是指電力程度較高、電離電荷相反、數(shù)量相等的氣體，通常是有電子、離子、原子或自由基等粒子組成的集合體。

4、等離子體燒結(jié)技術(shù)的工藝流程：選擇適當(dāng)模具——選擇適當(dāng)模具——填充模具——施加壓力——放入等離子體燒結(jié)——靜壓成型——電腦調(diào)節(jié)燒結(jié)參數(shù)等離子體快速燒結(jié)——試樣成品——性能檢測與研究

第二章 2、1特種陶瓷制備原理

1、特種陶瓷產(chǎn)品的發(fā)展趨勢、研究與開發(fā)的重點(diǎn)（自己看）2、2特種陶瓷粉體的制備

1、粉體顆粒：指在物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的情況下，分散或細(xì)化得到的固態(tài)基本顆粒。

2、一次顆粒：指沒有堆積、絮聯(lián)等結(jié)構(gòu)的最小單元的顆粒。

3、二次顆粒：指存在有在一定程度上團(tuán)聚了的顆粒。

4、團(tuán)聚：一次顆粒之間由于各種力的作用而聚集在一起成為二次顆粒的現(xiàn)象。

5、粒度分布：分為頻率分布和累積分布，常見的表達(dá)形式有粒度分布曲線、平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差、分布寬度等。

6、頻率分布：表示與各個粒徑相對應(yīng)的粒子占全部顆粒的百分含量。

7、累積分布：表示小于（或大于）某一粒徑的粒子占全部顆粒的百分含量，累積分布是頻率分布的積分形式。

8、粒度分布曲線： 包括累積分布曲線和頻率分布曲線。

9、比表面：單位體積粉料所具有的表面積

10、空隙量的表示方法有：

表觀密度：即單位體積粉體層的質(zhì)量。

氣孔率：即粉體層中空隙部分所占的容積率。

11、粉體的制備方法一般來說有兩種：粉碎法、合成法

12、固液氣相反應(yīng)的特點(diǎn)（了解）

13、機(jī)器粉碎設(shè)備：

1、機(jī)械沖擊式粉碎（破碎）：鄂式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、輪碾機(jī)

2、球磨粉碎

14、影響粉碎效率因素：

答：

1、球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速；

2、研磨體的比重、大小及形狀；

3、球磨方式（球磨方式有濕法和干法兩種）；

4、裝料方式；

5、球磨機(jī)直徑；

6、球磨機(jī)內(nèi)襯的材質(zhì)。2、3

1、粉料的造粒為什么？

答：對于特陶的粉料，一般希望越細(xì)越好，但對于成型，尤其是干壓成型，粉料的假顆粒度越細(xì)，流動性反而不好，不能充滿模子，成形后氣孔較多，致密度不高。所以成型前要進(jìn)行造粒。

2、造粒：在很細(xì)的粉料中加入一定的塑化劑（如水），制成粒度較粗，具有一定顆粒級配、流動性好的粒子（約20目~80目）。

3、造粒的方法：一般造粒法、加壓造粒法、噴霧造粒法、凍結(jié)干燥法

4、陶瓷成型的方法：注漿成型、熱壓鑄成型、可塑法成型、干壓成型、等靜壓成型、帶式成型法

5、高溫排蠟為什么？

答：因?yàn)槿绻麩汕安幌冉?jīng)過排蠟處理，則燒成時石蠟在高溫下熔化流失、揮發(fā)、燃燒，坯體將失去粘結(jié)而解體，不能保持其形狀。

6、排蠟溫度通常為900~1100 ℃。若溫度太低，粉料之間無一定的燒結(jié)出現(xiàn)，不具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，坯體松散，無法進(jìn)行后續(xù)的工序；若溫度偏高，直至完全燒結(jié)，則會出現(xiàn)嚴(yán)重的粘結(jié)，難以清理坯體的表面。排蠟后的坯體要清理表面的吸附劑，然后再進(jìn)行燒結(jié)。

7、干壓與等靜壓成型的特點(diǎn)（了解）2、4 特種陶瓷的燒結(jié)

1、燒結(jié)：是指多孔狀陶瓷坯體在高溫條件下，表面積減小、孔隙率降低、機(jī)械性能提高的致密化過程。

2、陶瓷的燒結(jié)，可以分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。

高純物質(zhì)在燒結(jié)溫度下通常無液相出現(xiàn)，屬固相燒結(jié)，如高純氧化物等結(jié)構(gòu)陶瓷，而有些在燒結(jié)時常有液相出現(xiàn)，屬液相燒結(jié)，如滑石瓷。

3、實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)的方法：采用先進(jìn)的燒結(jié)技術(shù)、補(bǔ)加添加劑、粉料細(xì)化

4、哪些情況采用氣氛燒結(jié)？

答：

1、制備透光性陶瓷的氣氛燒結(jié)

2、防止氧化的氣氛燒結(jié)

3、引入氣氛片的燒結(jié)

5、微波燒結(jié)是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細(xì)微結(jié)構(gòu)耦合而產(chǎn)生熱量，材料在電磁場中的介質(zhì)損耗使材料整體加熱至燒結(jié)溫度而實(shí)現(xiàn)致密化的方法。

6、微波燒結(jié)優(yōu)點(diǎn) ：

答：①整體加熱②能實(shí)現(xiàn)空間選擇性燒結(jié)。③升溫速度快，燒結(jié)時間短，且降低燒結(jié)溫度。④易控制性和無污染

第三章 3、1

1、氧化鋁陶瓷是一種以α-Al2O3為主晶相的陶瓷材料。常見的有三種，即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3。已有α、β、γ、δ、ε、δ、ε、ζ、κ、λ、ρ及無定型氧化鋁等12種

2、Al2O3預(yù)燒的目的：①使γ-Al2O3 全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3，減少燒成收縮。②排除Al2O3原料中的Na2O，提高原料的純度。

3、Al2O3預(yù)燒質(zhì)量的檢查： 染色法、光學(xué)顯微鏡法、密度法

4、Al2O3陶瓷的生產(chǎn)工藝：原料的燃燒——磨細(xì)——配方——加粘結(jié)劑——成型——素?zé)夼鳌獰Y(jié)——表面處理

5、影響Al2O3陶瓷燒結(jié)的因素：（需要展開所以最好自己看）

答：成形方法的影響、燒結(jié)制度的影響、燒結(jié)氣氛的影響、添加劑的影響、燒結(jié)方法的影響 3、2 ZrO2陶瓷

1、ZrO2的性質(zhì)：斜鋯石（ZrO2）和鋯英石（ZrO2?SiO2）。

2、ZrO2的結(jié)晶形態(tài)：單斜晶系(m-ZrO2)、四方晶系(t-ZrO2)、立方晶系(c-ZrO2)。

3、穩(wěn)定劑：Y2O3、MgO、CaO、CeO等，可使ZrO2變成無異常膨脹、收縮的穩(wěn)定ZrO2

4、ZrO2 增韌陶瓷：ZrO2 顆粒彌散在其它陶瓷基體中，當(dāng)基體對ZrO2顆粒有足夠的正應(yīng)力，而ZrO2的顆粒度又足夠小，則其相變溫度可降至室溫以下，這樣在室溫時ZrO2 仍可以保持四方相。當(dāng)材料受到外應(yīng)力時，基體對ZrO2 的壓抑作用得到松弛，ZrO2 顆粒即發(fā)生四方相到單斜相的轉(zhuǎn)變，并在基體中引起微裂紋，從而吸收了主裂紋擴(kuò)展的能量，達(dá)到增加斷裂韌性的效果，這就是ZrO2 的相變增韌。（自己在適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)一下）

5、ZrO2 增韌陶瓷研究發(fā)展趨勢：高溫增韌、中低溫時效性、抗熱震性、抗熱震性、納米顆粒增韌 3、3MgO、BeO陶瓷

BeO作業(yè)題分?jǐn)?shù)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)、碳化鈦(TiC)、碳化鋯(ZrC)、碳化釩(VC)、碳化鉭(TaC)、碳化鎢(WC)和碳化鉬(Mo2C)等。

2、非氧化物陶瓷：是包括金屬的碳化物、氮化物、硫化物、硅化物和硼化物等陶瓷的總稱。

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，需要人工來合成原料。

2）在原料的合成和陶瓷燒結(jié)時，易生成氧化物，因此必須在保護(hù)性氣體（如N2、Ar等）中進(jìn)行；

3）氧化物原子間的化學(xué)鍵主要是離子鍵，而非氧化物一般是鍵性很強(qiáng)的共價鍵，因此，非氧化物陶瓷一般比氧化物難熔和難燒結(jié)。

4、碳化物在非常高的溫度下均會發(fā)生氧化，但許多碳化物的抗氧化能力都比W、Mo等高熔點(diǎn)金屬好，這是因?yàn)樵谠S多情況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的硬度僅次于金剛石和立方氮化硼，但碳化物的脆性一般較大。

6、SiC陶瓷基本特性：硬度高、，強(qiáng)度好，熱導(dǎo)率高，抗氧化性好。SiC有多種晶型，低溫型為立方相b-SiC，2100℃向高溫型a-SiC轉(zhuǎn)變。

7、SiC的合成方法主要有化合法、碳熱還原法、氣相沉積法、有機(jī)硅先驅(qū)體裂解法、自蔓延(SHS)法、溶膠-凝膠法等。

8、碳化硅陶瓷制造工藝：熱壓燒結(jié)、常壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)、浸漬法、浸漬法

3.5

氮化物陶瓷

1、氮化物陶瓷主要有氮化硅(Si3N4)、氮化鋁（AlN）、氮化硼（BN）、氮化鈦（TiN）和賽隆陶瓷。

2、氮化硅陶瓷基本特性： A-Si3N4：低溫型，是針狀結(jié)晶體。β-Si3N4：高溫型，是顆粒狀結(jié)晶體。

3、BN有兩種晶型：立方BN和六方BN，在高溫高壓下六方BN可轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎紹N。立方氮化硼(CBN)硬度僅次于金剛石。六方氮化硼(HBN)又稱之為白石墨。

4、氮化鋁陶瓷基本特性：最大的特點(diǎn)是導(dǎo)熱率高，熱膨脹系數(shù)小，強(qiáng)度高，電絕緣性能好

5、賽隆陶瓷：是Si3N4與尖晶石AlN.Al2O3的固溶體

第四章 4、1磁性陶瓷

1、按鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)分：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁鉛石型（MFe12O19）（M為鐵族元素，R為稀土元素）。4、2電介質(zhì)陶瓷

1、性質(zhì)分別稱為壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷。

2、一般特性：電絕緣與極化、介電損耗

4.3 壓電陶瓷

1、極化：是指電介質(zhì)陶瓷中的分子正負(fù)電荷移動，造成正負(fù)電荷中心不重合，在電介質(zhì)陶瓷內(nèi)部形成偶極矩。

2、壓電效應(yīng)：在沒有對稱中心的晶體上施加一個機(jī)械力（壓力、張力或切向力）時，則發(fā)生與應(yīng)力成比例的介質(zhì)極化，在晶體表面的兩電極上會出現(xiàn)等量的正、負(fù)電荷，電荷多少與力的大小成正比，當(dāng)機(jī)械力撤去后，電荷會消失，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)在晶體上施加一個外電場引起極化時，晶體會發(fā)生形變，且形變大小與電場成正比，若撤除電場，則晶體又恢復(fù)原狀，這一現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。

3、壓電陶瓷：經(jīng)過人工極化處理具有壓電效應(yīng)的陶瓷制品。

4、壓電陶瓷的性能參數(shù)：（自己看好多）

5、典型的壓敏陶瓷;碳酸鋇、鈦酸鉛、鈦鋯酸鉛 4.4

敏感陶瓷

1、熱敏陶瓷分為負(fù)溫度系數(shù)NTC、正溫度系數(shù)PTC熱敏陶瓷、臨界溫度熱敏電阻C.T.R及線性阻溫特性熱敏陶瓷

2、典型的氣敏陶瓷：SnO2系氣敏陶瓷、ZnO系氣敏陶瓷、Fe2O3系氣敏陶瓷

4.4

超導(dǎo)陶瓷

1、超導(dǎo)體，是指當(dāng)某種物質(zhì)冷卻到低溫時電阻突然變?yōu)榱悖瑫r物質(zhì)內(nèi)部失去磁通成為完全抗磁性的物質(zhì)。

2、判斷材料是否具有超導(dǎo)性，有兩個基本的特征：超導(dǎo)電性、完全

抗磁性

3、從材料來分，可分為三大類，即元素超導(dǎo)體、合金或化合物超導(dǎo)體、氧化物超導(dǎo)體（即陶瓷超導(dǎo)體）。

從低溫處理方法來分，可分為液氦溫區(qū)超導(dǎo)體（4.2K以下），液氫溫區(qū)超導(dǎo)體（20K以下），液氮溫區(qū)超導(dǎo)體（77K以下）和常溫超導(dǎo)體。

4、表征超導(dǎo)材料的基本參量有：臨界溫度TC、臨界磁場HC、臨界電流IC和磁化強(qiáng)度M。

5、測量臨界溫度有不同的方法，主要有：1）電阻測量法。2）磁測量法。

4.5

抗菌材料

1、目前所應(yīng)用的無機(jī)抗菌材料主要有：

1）載銀、銅、鋅等抗菌離子的離子型抗菌材料。

2）利用二氧化鈦光催化活性的無機(jī)抗菌材料。

2、銀離子的抗菌機(jī)理只是停留在假說階段，目前有接觸反應(yīng)說和催化反應(yīng)說。

3、光催化抗菌材料的抗菌機(jī)理：

當(dāng)含有紫外線的光照射到抗菌劑時，產(chǎn)生電子（e-）和空穴（h+），產(chǎn)生的電子和空氣中的組分反應(yīng)，生成過氧化氫（還原反應(yīng)）： e-+ O2+ H2→H2O2 空穴和抗菌劑表面的微量水分反應(yīng)生成氫氧根（氧化反應(yīng)）：h+ + H2O→OH-+ H+

過氧化氫和氫氧團(tuán)具有殺菌作用，可將有機(jī)物分解成二氧化碳和水，因此可將細(xì)菌慢慢分解，并具有防污、除臭功能。

4、銀系抗菌材料的抗菌性能評價：

答;①抗菌能力：主要通過最低抗菌質(zhì)量濃度（MIC）、最小殺菌質(zhì)量濃度（MBC）和殺菌率三個指標(biāo)來評價。

②安全性：③細(xì)菌的耐藥性： ④耐光性⑤耐熱性⑥緩釋性能 4、6的課件打不開題目沒搞：

1、生物陶瓷應(yīng)具備的性能

2、生物陶瓷的優(yōu)點(diǎn)

3、生物陶瓷的種類

4、生物惰性陶瓷的種類

5、活性陶瓷的種類

第五篇：新材料合成與制備

納米材料的制備及研究

學(xué)院：冶金與生態(tài)學(xué)院 班級：冶研2011-1 姓名：陳立平學(xué)號：S20110260 摘要：納米技術(shù)正以驚人的速度發(fā)展并改變著社會生產(chǎn)和人們生活的方式。本文從納米材料的定義、分類和特性出發(fā), 綜述了納米技術(shù)及納米材料制備技術(shù)的研究進(jìn)展,探討了存在的問題,展望了其應(yīng)用。關(guān)鍵詞：納米材料；納米技術(shù)；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

納米材料和納米科技被廣泛認(rèn)為是二十一世紀(jì)最重要新型材料和科技領(lǐng)域之一。早在二十世紀(jì)60年代,英國化學(xué)家Thomas就使用“膠體”來描述懸浮液中直徑為1nm-100nm的顆粒物。1992年，《 Nanostructured Materials 》正式出版, 標(biāo)志著納米材料學(xué)成為一門獨(dú)立的科學(xué)。納米材料是指任意一維的尺度小于100nm的晶體、非晶體、準(zhǔn)晶體以及界面層結(jié)構(gòu)的材料。當(dāng)粒子尺寸小至納米級時,其本身將具有表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),這些效應(yīng)使得納米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima 首次制備了碳納米管以來,一維納米材料由于具有許多獨(dú)特的性質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景而引起了人們的廣泛關(guān)注。納米結(jié)構(gòu)無機(jī)材料因具有特殊的電、光、機(jī)械和熱性質(zhì)而受到人們越來越多的重視。美國自1991 年開始把納米技術(shù)列入“政府關(guān)鍵技術(shù)”, 我國的自然科學(xué)基金等各種項(xiàng)目和研究機(jī)構(gòu)都把納米材料和納米技術(shù)列為重點(diǎn)研究項(xiàng)目[1]。所以，納米材料的制備在當(dāng)前材料科學(xué)研究中占據(jù)極為重要的位置,新的材料制備工藝和過程的研究對納米材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能具有重要的影響。

制備出清潔、成分可控、高密度(不含微孔隙)的粒度均勻的納米材料是制備合成工藝研究的目標(biāo)。因此,如何控制及減少納米材料尤其是界面的化學(xué)成分及均勻性、以及如何控制晶粒尺寸分布是制備工藝研究的主要課題[2]。納米材料的特性及其特性[3]

“納米材料”的命名出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代,它是指三維空間中至少有一維處于1nm-100nm 或由它們作為基體單元構(gòu)成的材料。2.1 納米材料的分類

納米材料按維數(shù)可分為三類:(1)零維,如納米尺度顆粒、原子團(tuán)簇等；(2)一維,如納米絲、納米棒、納米管等；(3)二維,如超薄膜、多層膜、超晶格等。按照形態(tài)一般分為四類:(1)納米顆粒型材料；(2)納米固體材料；(3)顆粒膜材料；(4)納米磁性液體材料。2.2 納米材料的特性

納米材料具有普通材料所不具備的三大效應(yīng):(1)小尺寸效應(yīng),指當(dāng)納米粒子的尺寸與傳統(tǒng)電子的德布羅意波長以及超導(dǎo)體的相干波長等物理尺寸相當(dāng)或更小時,其周期性的邊界條件將被破壞,光吸收、電磁、化學(xué)活性、催化等性質(zhì)發(fā) 生很大變化的效應(yīng)。(2)表面效應(yīng),可用納米微粒表面原子與總原子數(shù)之比來量度。隨著粒徑減小,表面原子數(shù)迅速增加。由于表面原子數(shù)增加,原子配位不足及高的表面能,使得這些表面原子具有高的活性,極不穩(wěn)定,使其在催化、吸附等方面具有常規(guī)材料無法比擬的優(yōu)越性。(3)宏觀量子隧道效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),一些宏觀量,如納米粒子的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效應(yīng),稱為宏觀量子隧道效應(yīng)。

由于納米材料具有以上的三大效應(yīng),才使它表現(xiàn)出令人難以置信的奇特的宏觀物理特性:(1)高強(qiáng)度和高韌性；(2)高熱膨脹系數(shù)、高比熱容和低熔點(diǎn)；(3)異常的導(dǎo)電率和磁化率；(4)極強(qiáng)的吸波性；(5)高擴(kuò)散性等。國內(nèi)外納米材料制備方法研究現(xiàn)狀[3]

國內(nèi)外納米材料的制備方法比較成熟，不外乎物理方法和化學(xué)方法兩種。3.1 物理方法 3.1.1 機(jī)械法

機(jī)械法有機(jī)械球磨法、機(jī)械粉碎法以及超重力技術(shù)。機(jī)械球磨法無需從外部

供給熱能, 通過球磨讓物質(zhì)使材料之間發(fā)生界面反應(yīng),使大晶粒變?yōu)樾【Я?得到納米材料。范景蓮等采用球磨法制備了鎢基合金的納米粉末。xiao等利用金屬羰基粉高能球磨法獲得納米級的Fe-18Cr-9W合金粉末。機(jī)械粉碎法是利用各種超微粉機(jī)械粉碎和電火花爆炸等方法將原料直接粉碎成超微粉,尤其適用于制備脆性材料的超微粉。超重力技術(shù)利用超重力旋轉(zhuǎn)床高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的相當(dāng)于重力加速度上百倍的離心加速度,使相間傳質(zhì)和微觀混合得到極大的加強(qiáng),從而制備納米材料。劉建偉等以氨氣和硝酸鋅為原料,應(yīng)用超重力技術(shù)制備粒徑20nm-80nm、粒度分布均勻的ZnO納米顆粒。3.1.2 氣相法

氣相法包括蒸發(fā)冷凝法、溶液蒸發(fā)法、深度塑性變形法等。蒸發(fā)冷凝法是在真空或惰性氣體中通過電阻加熱、高頻感應(yīng)、等離子體、激光、電子束、電弧感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等離子體并使其達(dá)到過飽和狀態(tài),然后在氣體介質(zhì)中冷凝形成高純度的納米材料。Takaki等在惰性氣體保護(hù)下,利用氣相冷凝法制備了懸浮的納米銀粉。杜芳林等制備出了銅、鉻、錳、鐵、鎳等納米粉體,粒徑在30nm # 50nm 范圍內(nèi)可控。魏勝用蒸發(fā)冷凝法制備了納米鋁粉。溶液蒸發(fā)法是將溶劑制成小滴后進(jìn)行快速蒸發(fā),使組分偏析最小, 一般可通過噴霧干燥法、噴霧熱分解法或冷凍干燥法加以處理。深度塑性變形法是在準(zhǔn)靜態(tài)壓力的作用下,材 料極大程度地發(fā)生塑性變形,而使尺寸細(xì)化到納米量級。有文獻(xiàn)報道,φ82mm的Ge在6GPa準(zhǔn)靜壓力作用后,再經(jīng)850℃熱處理,納米結(jié)構(gòu)開始形成,材料由粒徑100nm的等軸晶組成,而溫度升至900℃時,晶粒尺寸迅速增大至400nm。3.1.3 磁控濺射法與等離子體法

濺射技術(shù)是采用高能粒子撞擊靶材料表面的原子或分子,交換能量或動量, 使得靶材料表面的原子或分子從靶材料表面飛出后沉積到基片上形成納米材料。在該法中靶材料無相變,化合物的成分不易發(fā)生變化。目前,濺射技術(shù)已經(jīng)得到了較大的發(fā)展,常用的有陰極濺射、直流磁控濺射、射頻磁控濺射、離子束濺射以及電子回旋共振輔助反應(yīng)磁控濺射等技術(shù)。等離子體法是利用在惰性氣氛或反應(yīng)性氣氛中通過直流放電使氣體電離產(chǎn)生高溫等離子體,從而使原料溶液化合蒸發(fā), 蒸汽達(dá)到周圍冷卻形成超微粒。等離子體溫度高,能制備難熔的金屬或化合物, 產(chǎn)物純度高,在惰性氣氛中,等離子法幾乎可制備所有的金屬納米材料。以上介紹 3

了幾種常用的納米材料物理制備方法,這些制備方法基本不涉及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng), 因此,在控制合成不同形貌結(jié)構(gòu)的納米材料時具有一定的局限性。3.2 化學(xué)制備方法 3.2.1 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法的化學(xué)過程首先是將原料分散在溶劑中,然后經(jīng)過水解反應(yīng)生成活性單體,活性單體進(jìn)行聚合,開始成為溶膠,進(jìn)而生成具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠。Stephen等利用高分子加成物(由烷基金屬和含N 聚合物組成)在溶液中與H2S 反應(yīng),生成的ZnS顆粒粒度分布窄,且被均勻包覆于聚合物基體中,粒徑范圍可控制在2nm-5nm之間。MarcusJones等以CdO為原料,通過加入Zn(CH3)2和S[Si(CH3)3 ]2制得了ZnS包裹的CdSe量子點(diǎn),顆粒平均粒徑為3.3nm,量子產(chǎn)率(quantum yield,QY)為13.8%。3.2.2 離子液法

離子液作為一種特殊的有機(jī)溶劑,具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),如粘度較大、離子傳導(dǎo)性較高、熱穩(wěn)定性高、低毒、流動性好以及具有較寬的液態(tài)溫度范圍等。即使在較高的溫度下,離子液仍具有低揮發(fā)性,不易造成環(huán)境污染,是一類綠色溶劑。因此,離子液是合成不同形貌納米結(jié)構(gòu)的一種良好介質(zhì)。Jiang等以BiCl3 和硫代乙酰胺為原料,在室溫下于離子液介質(zhì)中合成出了大小均勻的、尺寸為3um-5um 的Bi2S3 納米花。他們認(rèn)為溶液的pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等條件對納米花的形貌和晶相結(jié)構(gòu)有很重要的影響。他們證實(shí),這些納米花由直徑60nm-80nm的納米線構(gòu)成,隨老化時間的增加,這些納米線會從母花上坍塌,最終形成單根的納米線。趙榮祥等采用硝酸鉍和硫脲為先驅(qū)原料,以離子液為反應(yīng)介質(zhì),合成了單晶Bi2S3納米棒[5,6]。3.2.3 溶劑熱法

溶劑熱法是指在密閉反應(yīng)器(如高壓釜)中,通過對各種溶劑組成相應(yīng)的反應(yīng)體系加熱,使反應(yīng)體系形成一個高溫高壓的環(huán)境,從而進(jìn)行實(shí)現(xiàn)納米材料的可控合成與制備的一種有效方法Lou等采用單源前驅(qū)體Bi[S2P(OC8H17)2]3作反應(yīng)物, 用溶劑熱法制得了高度均勻的正交晶系Bi2S3納米棒,且該方法適于大規(guī)模生產(chǎn)。Liu等用Bi(NO3)3·5H2O、NaOH及硫的化合物為原料,甘油和水為溶劑,采用溶劑熱法在高壓釜中160℃反應(yīng)24-72 h制得了長達(dá)數(shù)毫米的Bi2S3納米帶。

3.2.4 微乳法

微乳液制備納米粒子是近年發(fā)展起來的新興的研究領(lǐng)域,具有制得的粒子粒徑小、粒徑接近于單分散體系等優(yōu)點(diǎn)。1943年Hoar等人首次報道了將水、油、表面活性劑、助表面活性劑混合,可自發(fā)地形成一種熱力學(xué)穩(wěn)定體系,體系中的分散相由80nm-800nm 的球形或圓柱形顆粒組成,并將這種體系定名微乳液。自那以后,微乳理論的應(yīng)用研究得到了迅速發(fā)展。1982年, Boutonnet 等人應(yīng)用微乳法, 制備出Pt、Pd 等金屬納米粒子。微乳法制備納米材料,由于它獨(dú)特的工藝性能和較為簡單的實(shí)驗(yàn)裝置,在實(shí)際應(yīng)用中受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。納米材料制備存在的問題[3]

現(xiàn)有納米材料的制備技術(shù)還不成熟,對制備技術(shù)中具體工藝條件的研究還很不夠,已取得的成果僅停留在實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模生產(chǎn)階段,對工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)施將涉及的問題,目前研究的很少,納米材料實(shí)用化技術(shù)的研究不夠系統(tǒng)和深入,現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)備有待進(jìn)一步的研究和改進(jìn),以提高微粒的產(chǎn)率、產(chǎn)量并降低成本。我國納米技術(shù)現(xiàn)狀及對策[4]

目前我國納米技術(shù)的應(yīng)用成了熱門,國內(nèi)已有60多個研究小組,近600多人從事納米材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。30多條納米材料的生產(chǎn)線,先后采用多種物理、化學(xué)方法制備出金屬與合金、氧化物、氮化物、碳化物等納米粉體。建立了相應(yīng)的設(shè)備體系,制成了納米薄膜和塊料, 成功研制出致密度高、形狀復(fù)雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷, 設(shè)計(jì)和制備了納米復(fù)合氧化物新體系等。然而納米科技的產(chǎn)業(yè)化還不太理想,許多科研院所的納米科技還停留在研發(fā)中。要將成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,尚需進(jìn)一步努力。為此,應(yīng)重視如下幾方面的工作:(1)重視納米材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)研究；(2)組織多學(xué)科的科技人員交叉創(chuàng)新, 重視技術(shù)集成；(3)重視納米材料的發(fā)展對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改造,提高技術(shù)含量；(4)加強(qiáng)納米醫(yī)學(xué)、納米生物學(xué)和納米電子學(xué)3方面的研究；

諾貝爾獎獲得者羅雷爾曾說過:70年代重視微米的國家如今都成為發(fā)達(dá)國家, 現(xiàn)在重視納米技術(shù)的國家很可能成為下一世紀(jì)先進(jìn)的國家。挑戰(zhàn)嚴(yán)峻、機(jī)遇難得, 我們必須加倍重視納米技術(shù)的研究,加快科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的步伐, 為21世紀(jì)中國納米科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。結(jié)論

納米材料由于具有特異的光、電、磁、催化等性能,可廣泛應(yīng)用于國防軍事和民用工業(yè)的各個領(lǐng)域。它不僅在高科技領(lǐng)域有不可替代的作用,也為傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)帶來生機(jī)和活力。隨著納米材料制備技術(shù)的不斷開發(fā)及應(yīng)用范圍的拓展,工業(yè)化生產(chǎn)納米材料必將對傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)和其它產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。但到目前為止, 開發(fā)出來的產(chǎn)品較難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、商品化規(guī)模。主要問題是:對控制納米粒子的形狀、粒度及其分布、性能等的研究很不充分； 納米材料的收集、存放,尤其是納米材料與納米科技的生物安全性更是急待解決的問題。這些問題的研究和解決將不僅加速納米材料和納米科技的應(yīng)用和開發(fā),而且將極大地豐富和發(fā)展材料科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論。同時我也對本課程比較滿意，使我接觸了更多的材料知識，開闊了視野。

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