ZrC納米粉的制備及其有機懸濁液的靜置特性研究.pdf

1、ZrC是具有多種優(yōu)良物理、化學(xué)特性的重要高溫結(jié)構(gòu)材料之一，例如 ZrC具有高熔點（3550℃），高硬度（25 GPa），強耐磨及耐腐蝕性和高電導(dǎo)率， ZrC的這些特性使得其成為在許多應(yīng)用領(lǐng)域里都很有前景的材料，諸如刀具，耐磨部件，機械工業(yè)用熔爐，特別是由于 ZrC具有低中子吸收截面和良好的抗輻射使得其用于核反應(yīng)堆核心材料。由于團聚會嚴(yán)重影響甚至使微納米粉體失去原有的優(yōu)良性能，因此為了實現(xiàn) ZrC微納米粉體在實際中的應(yīng)用，本文研究了 Zr

2、C粉體在高分子溶劑中的懸浮和均勻分散的問題，制備出固相含量為30wt％、靜置24h后保持穩(wěn)定分散的碳化鋯-酚醛樹脂懸浮液。
　　本論文采用ZrO2-Mg-C12H22O11體系為研究對象，通過調(diào)控整個反應(yīng)體系中吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比例，有效控制體系的反應(yīng)溫度，達(dá)到化學(xué)反應(yīng)稀釋自蔓延高溫合成反應(yīng)的目的。實驗研究了稀釋比例、原料球磨工藝對最終產(chǎn)物形貌及化學(xué)組成的影響。實驗結(jié)果表明，原料的球磨預(yù)處理工藝對于該體系能否反應(yīng)完全具有重要作用

3、。原料未經(jīng)球磨處理，無論吸熱反應(yīng)所占比例高低，體系反應(yīng)均不完全，有除ZrC外的雜質(zhì)存在，如ZrO2和Zr2O。原料經(jīng)過行星球磨后，吸熱反應(yīng)所占比例為40%時，體系反應(yīng)可以制得純度較高，平均粒徑為60nm的ZrC粉末。產(chǎn)物氧化過程約開始于200℃，說明實驗合成的微納米ZrC粉末在較低溫度下更易被氧化，可能是因為ZrC粉末具有更小的粒徑以及較高的表面活性能。
　　本文研究制備具有良好流動性和靜置穩(wěn)定性的ZrC-PF懸濁液，探索有機溶劑

4、、分散劑的選擇與配比、ZrC-PF懸濁液的制備工藝、ZrC粉末的預(yù)處理工藝對ZrC-PF懸濁液的流動性與靜置穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，采用經(jīng)過最佳預(yù)處理工藝的 ZrC粉末，當(dāng)酚醛樹脂、丙酮、分散劑、經(jīng)預(yù)處理后得到的碳化鋯粉末的質(zhì)量比為1:2:0.1~0.3:1.42時，制得靜置穩(wěn)定性和流動性均較好的ZrC-PF懸濁液。ZrC-PF懸浮液的粘度在200mPa?s~800 mPa?s。其中ZrC粉末的最佳預(yù)處理工藝為：將碳化鋯粉末與質(zhì)量濃度為