纳米氧化铝范文精选

摘 要：本文以1μm氧化铝粉为基体材料，分别加入0%、0.5%、1%、5%、10%和20%的30nm的纳米氧化铝粉；采用常规方法烧结得到一系列的氧化铝陶瓷；然后对氧化铝陶瓷的硬度、抗弯强度和弹性模量等方面的性能进行了测试。结果表明：随着30nm氧化铝的加入，氧化铝陶瓷的硬度、抗弯强度和弹性模量都有不同程度的增加。

关键词：氧化铝陶瓷；硬度；抗弯强度；弹性模量

1 前言

氧化铝陶瓷，又称刚玉瓷，是一种以a-Al2O3为主晶相的结构陶瓷材料，由于其本身具有高熔点、高硬度、耐热、耐腐蚀、电绝缘性好等特性，因此，可以在较苛刻的条件下使用。氧化铝陶瓷的价格低廉，是目前生产量最大，应用面最广的陶瓷材料之一，主要应用于刀具、耐磨部件及生物陶瓷领域。此外，它还广泛应用于宇航、能源、航空航天、化学化工电子等方面[1]。近年来，由于对材料性能的要求高，人们提出各种提高氧化铝陶瓷性能的方法，其中主要有：热压烧结[2-4]、放电等离子烧结[5]、微波烧结[6]和加入添加剂[7]等。结果表明：采取一些新的措施后，使得氧化铝陶瓷在抗弯强度和硬度等方面的性能大大地提高。

本文以1μm 氧化铝粉为基体材料，分别加入0%、0.5%、1%、5%、10%和20%的30nm的纳米氧化铝粉；采用常规方法烧结得到一系列的氧化铝陶瓷；然后对氧化铝陶瓷的硬度、抗弯强度和弹性模量等方面的性能进行了测试。

2 实验内容

2.1 实验原料

本实验用的1μmAl2O3粉是由郑州融华公司生产，产品的基本参数为：外观为白色粉末、晶粒的平均粒径为1～1.5μm、晶体结构为α相，纯度≥99.8%，其他杂质为Na2O、SiO2和Fe2O3。30nm的Al2O3是由杭州万景新材料有限公司生产，产品的基本参数为：外观为白色粉末、晶体结构为α相，纯度≥99.9%、晶粒的平均粒径为30±5nm。

摘要：使用高岭土加工制备纳米氧化铝，可极大地提高经济效益，因此应加大对高岭土制备纳米氧化铝技术工艺的研究，采用现代化技术手段，推动高岭土制备纳米氧化铝技术的快速发展。文章介绍了高岭土结构特征和纳米氧化铝特性，分析了高岭土制备氧化铝工艺和高岭土制备纳米氧化铝存在的问题，阐述了高岭土制备纳米氧化铝技术。

关键词：高岭土;纳米氧化铝技术;碱熔法;酸溶法;岭土资源 文献标识码：A

中图分类号：TB383 文章编号：1009-2374（2016）04-0069-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.035

传统的纳米氧化铝制备方法包括液相法、气相法、固相法，这些方法的制备成本比较高，而以高岭土作为原材料来制备纳米氧化铝，不仅可以提取大量的白炭黑，还可以提高高岭土资源利用率，实现高岭土深加工，具有良好的经济效益。当前，高岭土制备纳米氧化铝技术在细度、纯度等方面还需要进一步改进，通过分析其工艺技术参数，加快对高岭土制备纳米氧化铝技术的研究。

1 高岭土结构特征

高岭土质软、白度高，具有良好的电绝缘性、粘结性和可塑性，很容易分散悬浮在水面上，并且具有较高的耐火性、阳离子交换量低、抗酸溶性好等理化性质，被广泛地应用在国防、医药、涂料、化工、橡胶、陶瓷、造纸等行业中，还应用在宇宙飞船和航天飞机的耐高温瓷器件中。高岭土主要由叠片状、管状、微小片状，粒径小于2μm埃洛石、珍珠石、地开石、高岭石等簇矿物，结构式为Al4[Si4O10]（OH）S，多水高岭石和高岭石是主要的矿物成分，并且高岭土中包含微量的MgO、CaO、Na2O、K2O，少量的TiO2、Fe2O3，大量的SiO2、Al2O3等。通过分析高岭土的矿物晶体结构，这种晶体主要呈六方片状，由铝氧八面体、SiO2六方网层、SiO4四面体通过（Si2O2）n的阳离子和[AlO（OH）2]面按照1∶1顶角连接方式组成层状结构，氢键连接层间，无水分子和离子。

2 纳米氧化铝特性

纳米氧化铝粉粒径尺寸处于1～100nm，其不仅具有纳米效应，而且具有较强的化学活性和光吸收能力，颗粒间结合力较大、熔点低、表面张力大、表面积大，在一定条件下很容易发生化学反应，在低温状态下不具有热绝缘性。同时，纳米氧化铝内部含有多种晶型，纳米氧化铝的晶型不同，其特点也不同，例如，α-Al2O3可用于制备高机械强度、高韧性、高硬度、高强度的陶瓷件，如磨料、模具、切削工具等;β-Al2O3可具有良好的离子导电性，在电池制备中应用了大量的β-Al2O3烧结体;γ-Al2O3的活性高、比表面积大，被广泛用作加氢脱硫和加氢催化剂、石油炼制催化剂、汽车尾气催化剂等。纳米氧化铝液相传质需要的能量较小，烧结温度相对较低，这使得纳米氧化铝烧结制品的气孔率较低，可用于制备激光窗口、高压钠灯管、透明陶瓷等。

摘 要：简要介绍了纳米氧化铝的特性，综述了制备纳米氧化铝的各种方法及其特点，指出我国纳米氧化铝工业化存在的问题，并对该产业前景做出展望。

关键词：纳米氧化铝 制备方法 问题 前景

Preparation Methods of Nano-alumina and Its Characteristics

LI Yifan

（Shenhua Zhunneng resource Comprehensive development Co. Ltd.，Inner Mongolia Zhungeer010300）

Abstract：The characteristics of nano-alumina are briefly introduced，and the preparation methods of nano-alumina and its characteristics are reviewed. Points out that the problem of nano-alumina industrialization in our country，meanwhile look forward to the prospect of nano-alumina industry.

Key words： nano-alumina preparation methods problem，prospect

一、综述

摘要:考察了不同类型纳米铝粉的能量性能及热氧化特性。结果表明，纳米铝粉的活性铝含量低于普通铝粉，随活性铝含量的降低，纳米铝粉的燃烧热值降低;纳米铝粉呈现出与普通铝粉截然不同的热氧化特性。同时，研究了纳米铝粉对复合推进剂的燃烧性能与能量性能的影响，结果表明，纳米铝粉可提高推进剂的燃速和降低压强指数，有利于改善推进剂的燃烧性能，但纳米铝粉的低活性铝含量导致推进剂的爆热值降低。

关键词:纳米铝粉;复合推进剂;活性铝含量;燃速;爆热

1引言

由于纳米金属粉具有尺寸小、比表面积大、表面配位不全等特点，使其表面活性点增多，表面反应面积增大[1]。将纳米金属粉作为含能组分添加到固体推进剂中，有可能使推进剂的燃烧性能获得较大改善。关于纳米铝粉在固体推进剂中的应用研究已取得了一定进展，研究发现，将纳米铝粉(商品名为Alex)添加到固体推进剂中，推进剂燃速大大提高[2]。然而，纳米铝粉由于活性高，在空气中极易氧化失去活性，从而导致纳米铝粉的性质发生变化。Shevchenko等[3]认为，纳米铝粉的氧化反应速率比普通铝粉提高了近两个数量级，因此需采用惰性材料对其进行包覆，以保持其高活性。而关于不同包覆材料的纳米铝粉在推进剂中应用的研究报道较少，基于此，文中研究了不同类型纳米铝粉的自身特性及对推进剂燃烧性能和能量性能的影响。

2实验

2.1实验样品

纳米铝粉的化学性质活泼，若其表面未经任何处理，则纳米铝粉在空气中暴露会迅速发生氧化反应甚至自燃而失去活性，因此，需对纳米铝粉进行表面包覆。在表面包覆物的选择上，采用了与复合固体推进剂组分相容的物质包覆纳米铝粉。

研究所用纳米铝粉包括NDZ包覆纳米铝(NDZ2Al)、NGTC包覆纳米铝(NGTC2Al)、高聚物包覆纳米铝(高聚物2Al)、Al2O3包覆纳米铝(Al2O32Al)。其中，NDZ与NGTC含量为5%，高聚物含量为50%，Al2O3含量为1%。粉状纳米铝粉的性质见表1。采用真空浇注工艺制备HTPB推进剂药柱，并将推进剂药柱切割为4mm×4mm×140mm的小药条，并用包覆液包覆药条4次，备用。

摘要：研究了纳米氧化铝增强环氧树脂复合材料的热力学行为其中包括：固化行为，热稳定性，动态力学特性和热力学性能。纳米复合材料的DSC曲线峰值温度随着纳米级氧化铝的逐渐增加呈递减趋势。复合材料的热稳定性类似于纯环氧树脂。动态力学分析（DMA）表明复合材料的玻璃化转变温度较纯环氧树脂高出约11℃。热膨胀系数随着复合材料中纳米级氧化铝的增加而降低。

关键词：环氧树脂；纳米氧化铝；复合材料；固化行为；热稳定性

中图分类号：TQ323.5

文献标志码：A

文章编号：0367-6.358（2015）05-0277-03

环氧树脂具有优异的力学性能，一方面由于具有高黏合强度，良好的耐化学性和绝缘性，越来越被广泛应用于涂料、电子设备、黏合剂以及航空航天设备上，另一方面由于交联密度大使其具有较大的脆性，因此限制了环氧树脂的应用。

环氧树脂改性通常用添加无机颗粒填料，如二氧化硅，氧化铝，黏土和碳酸钙等。改性后的环氧复合材料提高了阻燃性和耐磨性，同时也使其具有了相对较低的热膨胀系数。前人的研究已经成功地将分散的微米级或纳米级的氧化铝颗粒加入到环氧树脂中以改善其力学性能。而对于环氧树脂和纳米氧化铝复合材料的热力学性能的研究尚少。

本文以双酚A型环氧树脂为基料，制备纳米氧化铝复合材料，分别由差热扫描量热法（DSC），热重分析（TGA），动态力学分析法（DMA）和热机械分析法（TMA），研究不同纳米氧化铝含量的复合材料的固化行为，热稳定性，动态力学性能。

摘 要：通过对硼铝硅酸盐体系原始配方的组分优化，运用正交实验设计方法，用一定量的纳米Al2O3、SiO2和CaO部分替代原有配方中的Al2O3、SiO2和CaO，研究纳米组分优化对陶瓷结合剂硬度的影响。实验结果表明：纳米组分优化对陶瓷结合剂硬度影响的主次关系为纳米氧化钙大于纳米氧化铝大于纳米氧化硅；当部分替换纳米Al2O3为2wt%，纳米SiO2为4wt%，纳米CaO为1wt%时，其硬度最大为68.4HRc。

关键词：陶瓷结合剂；组分优化；纳米材料；硬度

1 引言

陶瓷磨具高强、高速和高效等特点是其在应用中具有独特优势[1]。考虑到陶瓷磨具的使用寿命，其还必须具有一定的硬度；结合剂作为磨具的重要组成部分，它的硬度在很大程度上代表了磨具的硬度。目前，国内外学者主要研究了纳米添加对陶瓷结合剂硬度的影响。侯永改等[2]研究了纳米氧化锆添加对结合剂硬度的影响，当添加纳米氧化锆为8%时，其硬度最大为129.8HRc。但是，目前对陶瓷结合剂自身组分优化对其硬度的研究还很少。

本研究以硼铝硅酸盐为基础体系，通过原始配方的组分优化，运用正交实验设计方法，研究了替代部分纳米氧化铝、纳米氧化硅和纳米氧化钙的含量对陶瓷结合剂硬度的影响，以期得到优化的陶瓷结合剂配方。

2试验

2.1试验原料及玻璃料的制备

把一定量的分析纯原料氧化硅、氧化铝、氧化钙、碳酸钾和碳酸钠按比例混合均匀，松压成八字块，经1450℃高温熔炼，水淬，干燥，球磨至200目以细，得到陶瓷结合剂粉。

摘 要：纳米铝基复合材料具有优异的机械性能，在航空、航天以及汽车工业中应用广泛。文章综述了国内外使用机械合金化法制备纳米铝基复材料的研究进展，重点介绍了氧化铝、铝三钛、碳纳米管增强的铝基复合材料，并展望了纳米铝基复合材料的发展趋势。

关键词：机械合金化；铝基复合材料；纳米尺度

中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0072-02

1 概 述

铝基复合材料具有高比强度和比模量、低热膨胀系数、良好的尺寸稳定性、较高的高温机械性能以及抗疲劳、耐磨损等优良性能。与钢相比，铝基复合材料的密度仅为钢的三分之一，耐磨性则与铸铁相当；与铝合金相比，导热率与其基本相当，抗拉和抗压强度及弹性模量大幅提高，热膨胀系数有较大幅度的降低。

因此，铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一，在航空航天、汽车、电子和光学仪器、体育用品等领域得到了广泛了应用。

基于进一步提高铝基复合材料机械性能的需求，研究发现，减小增强体颗粒尺寸会增加铝基复合材料的塑性、韧性和强度，因而越来越多小尺寸（约1 μm或更小）的增强体被用来制备铝基复合材料。纳米复合材料被定义为在多相固体材料中，其中一个相（一般为增强体）至少有一个方向其尺寸小于100 nm。在纳米铝基复合材料的制备中，纳米颗粒的特性给使用液相法的制备工艺带了困难，因而固相法更多的被采用，其中最常见的为机械合金化法。

机械合金化（MA）是一种固态粉加工技术，涉及了粉末在高能球磨机中的冷焊、破碎和再冷焊的过程。

【摘 要】多孔阳极氧化铝PAA作为模板在纳米材料制备和研究中获得了广泛应用。通常在草酸溶液中得到是小孔径的高度有序的PAA模板，而在磷酸溶液中得到的大孔径的PAA模板有序度较差。为了得到高度有序的大孔径模板，本文在磷酸溶液中研究了高度有序模板的制备工艺。结果，通过压印技术和低浓度磷酸的混合溶剂电解液中的阳极氧化可以得到大孔径且高度有序的PAA模板。

【关键词】纳米多孔材料；阳极氧化；电解液；纳米模板

0 引言

通过阳极氧化法制备的多孔阳极氧化物（多孔氧化铝、多孔氧化钛等）由于其独特有序的纳米孔道结构和潜在应用价值而倍受关注[1-3]。其中多孔阳极氧化铝（Porous Anodic Alumina， PAA）作为组装各种纳米功能材料的首选模板被广泛采用[4-6]。众所周至，高度有序的PAA模板一般是在草酸溶液中通过二次阳极氧化技术制备得到的[7]，但草酸溶液中制得的PAA模板的孔径受到限制，一般在几十纳米左右，要得到更大孔径的模板就很困难，同时在草酸溶液中进行二次氧化时有时也会出现藕型孔的结构[7-8]。在众多纳米管状材料和超级电容器材料的制备中，往往需要用到大直径、短长径比的模板，但太薄的薄膜的强度就收到限制，因此短长径比PAA模板制备又成为一个难点[4，6]。众所周知，在磷酸溶液中得到的PAA模板的孔径要大于在硫酸和草酸溶液中，但通常情况下在磷酸电解液中得到的大孔径的模板其有序度大大受到限制，有时甚至出现锯齿形的孔道[9]。多孔阳极氧化物的形成机理已经研究了几十年[10]，但规则有序的纳米蜂窝状结构的形成过程至今还存在争议[11-13]，因此，PAA纳米模板的结构调控和有序模板的制备就缺乏相应的理论指导，PAA模板制备的新技术和新工艺研究就很有必要。

本文对比研究了在草酸和磷酸溶液中得到的PAA模板的差异，最后通过压印技术得到了孔径约100nm、孔间距达到500nm、长度在1微米左右的短长径比且高度有序的PAA模板，为各种纳米管和电化学电容器纳米材料的组装提供了新的模板。

1 实验

本文采用的是铝电解电容器专用的高纯度铝箔（纯度99.99%，厚度0.2 mm）。 试验用铝片（10 mm宽， 80 mm长）的前处理工艺是： 用载玻片将铝片表面压平整， 而后放入2 wt%氢氧化钠水溶液中于75 ℃下浸泡2分钟， 除去铝片表面的天然氧化膜，而后用去离子水冲洗干净，吹干后马上进行电化学抛光。将铝片浸入75 ℃的抛光液（磷酸：三氧化铬：水=80：12：8）中，以120 mA・cm-2的电流密度进行恒电流电化学抛光90秒，使铝片表面成为光亮的镜面，马上用去离子水洗净抛光后的铝片，晾干待用。

铝的阳极氧化采用了3 wt%草酸水溶液和2 wt%磷酸水溶液为基础电解液。 因为在单纯的磷酸水溶液中在常温下阳极氧化时会出现分叉形、锯齿形等不规则形状的孔道，因此本文又选用乙二醇和去离子水组成的混合溶剂配制了相应的磷酸溶液， 具体组分的质量比例是，磷酸：乙二醇：水=1：100：200。

固体表面浸润性是一种表征固体表面特性之一,它一般是由表面化学成分和表面微观结构共同决定的。一般说来,疏水性表面基本上通过以下两种方法来制备:一种是在疏水材料(本征接触角大于90°)表面构建粗糙结构;另一种是在粗糙表面上修饰低表面能的物质。目前,用以实现这种疏水粗糙结构的表面的制备方法较多,主要有刻蚀法、离子体增强化学气相沉积法、相分离法、静电纺丝法、模板法等[1-6],这些方法的制备成本高,工艺复杂等原因限制其应用。而阳极多孔型氧化铝,因其具有成本低廉、高纵横比、高度有序性、纳米尺寸等优异性能,不仅在电学、磁学、太阳能等方面得到广泛应用[7-11],同时也引起了表面材料研究人员的重视,作为研究表面浸润性能的重要手段之一。针对大多数文献报道是以多孔氧化铝(AAO)膜为模板制备表面的粗糙结构[12-14],本文采用二次阳极氧化法制备出规整铝基AAO膜,并通过化学腐蚀直接制备出三种不同粗糙级别的表面结构,系统研究了三种表面结构的生长机理及其各结构表面粗糙度对浸润性能的影响。

1实验

先将尺寸12cm×3cm×250μm的铝片(纯度为99•5%),在500℃氮气保护下退火4h后随炉冷却至室温;退火后样品分别在丙酮和去离子水中超声清洗30min,以去除表面油脂;然后在1•25mol/LNaOH溶液腐蚀10min去除表面自然氧化层;随后在体积比为4∶1高氯酸和无水乙醇混合液中进行恒电流电化学抛光,抛光电流为1A,抛光时间为10min。将上述处理后样品在0•3mol/L草酸电解液中进行一次阳极氧化,氧化工艺条件:氧化电压40V,温度6℃,氧化时间2h。然后再将其置入60℃、6%磷酸与1•6%Cr2O3的混合液中腐蚀4h,以去除一次氧化膜层;并在相同条件下进行二次阳极氧化,氧化时间为3h。并将制备样品剪成3cm×3cm大小,放入0•5mol/LNaOH溶液里,腐蚀时间分别为8,16,50min。随后将未腐蚀和腐蚀后样品放入氟硅烷溶液浸泡2min,并在80℃温度下处理30min即可获得在不同微结构表面修饰低表面能物质的样品。分别采用荷兰Philips-FEIXL30ESEM-TMP场发射扫描电镜(SEM)和英国Oxford公司Link-ISIS能谱仪对AAO膜和NaOH腐蚀后AAO样品进行形貌和成分分析,随后,利用日立F-7000荧光分光光度计分别对其光致发光光谱测试。并用芬兰KSV仪器公司Cam-200接触角测试仪对低表面能修饰后样品进行接触角测试。

2实验结果与分析

2•1SEM形貌分析图1为原始铝基AAO膜和其在NaOH溶液中不同腐蚀时间样品的表面形貌图。图1(a)为通过二次阳极氧化法直接制备的AAO膜,氧化铝膜孔的结构单元间成六角密排分布,孔径约为40~60nm之间,膜孔有序性较好。图1(b)为腐蚀8min的样品,可以看到上层原为网状的孔壁变成分离的柱状物,底层还基本保持孔洞状,只是孔径扩大到80~100nm之间。分析其原因,是由于在NaOH溶液里AAO膜在横向和纵向都受到腐蚀。在纵向上,AAO膜的厚度会逐渐减薄。与此同时,横向上由于NaOH进入膜孔对孔壁进行腐蚀,上层AAO膜的相邻纳米孔的孔壁在两个方向的共同作用下先被腐蚀完,而相邻三个纳米孔壁因较厚被腐蚀成柱状;底层AAO膜由于只有膜孔内NaOH在横向上腐蚀则只是孔洞扩大而已。腐蚀16min后的样品如图1(c)所示,氧化铝膜的多孔状结构已经消失,表面分布锥状的三维立体结构,这种结构是由一条条的纳米线堆积挤压组成的,每一个锥状结构尺寸为3~6μm,间距约为几个微米。如图1(d)所示,当腐蚀时间延长至50min时,铝基表面形成直径在1~7μm之间的凹坑,且相邻的几个凹坑围成一个尖凸,构成尖锥的三维结构,这是由于铝片缺陷在阳极氧化中产生凹陷以及后续腐蚀共同总用下,缺陷慢慢扩大而形成的。不同于前面的锥状结构,该锥状结构是由致密的物质组成的。根据以上分析,通过对阳极氧化制备的铝基AAO膜进行不同时间的化学腐蚀处理,获取三种不同粗糙度的微观结构,分别为纳米结构、微米纳米复合结构与微米结构。因此,通过对三种不同粗糙度的表面结构进行低表面能物质修饰处理,对于研究微观结构对超疏水性能影响具有非常重要意义。

2.2荧光发射光谱与能量色散谱(EDS)成分分析一般说来,采用草酸制备的阳极氧化铝具有蓝光发光特性[15-16],并认为光致发光强度与氧化铝含量之间有着直接关系,因此,可通过光致发光光谱对样品表面的氧化铝含量可进行定性分析。图2为原始AAO膜和NaOH腐蚀不同时间之后样品的荧光发射谱,选定激发波长为330nm,检测波长范围在350~640nm之间。可以看出:除腐蚀时间为50min的样品之外,其他样品在430nm处都有一个波峰;并且随着腐蚀时间的延长,峰值逐渐减小。析其原因是由于样品在NaOH溶液中具有蓝光发光特性的氧化铝被腐蚀,并且随着腐蚀时间的延长,氧化铝越来越少;当经过50min的腐蚀后,氧化铝已被腐蚀完,因此该样品不具备发射蓝光的特性。图3分别是原始AAO膜和腐蚀时间为50min样品的EDS谱图,由图可知原始AAO膜只含有铝元素和氧元素,且铝氧元素的原原子比例约为2∶3,腐蚀50min后,氧元素几乎没有,只剩下铝元素。对比两图,可以推测铝基上的AAO膜在NaOH溶液里随腐蚀时间延长,氧化铝逐渐减少,当腐蚀时间50min后,氧化铝被腐蚀完,铝基上的AAO膜消失,这与前面的荧光光谱分析结果是相吻合的。综合上面SEM、荧光光谱、EDS测试分析结果,得到不同腐蚀时间微观结构形成机理如下:铝基AAO在NaOH溶液的腐蚀过程中,铝基表面的Al2O3与NaOH溶液发生化学反应,生成可溶于水的偏铝酸钠,因上层的氧化铝易与NaOH液接触并发生反应,溶解速度较快。此外,由于AAO膜上两相邻孔的孔壁较薄三邻孔连接处孔壁较厚的特点因而,连续规整的网状AAO膜在膜层减薄的同时,纵向上出现上层是分离的柱状物,底层为孔洞状的表面结构。当纵横两个方向经过更长腐蚀时间后,两相邻孔的孔壁被腐蚀掉,而三邻孔连接处孔壁并不会被完全溶解掉,而是逐渐溶解形成纳米线,纳米线的长度在2~4μm之间,直径在100nm左右(见图4)。这些纳米线由于长宽比例大,受本身重力、溶液中铝与氢氧化钠放出氢气以及样品离开液面时溶液挥发所产生表面张力等因素影响,会发生倾倒聚集成簇状结构,形成具有三维立体结构的锥状结构。最后,铝基上面的AAO被全部腐蚀完,基底铝表面将被腐蚀成出凹凸不平微米级的结构。

2.3疏水性能测试与分析图5分别为原始铝基AAO膜和其在NaOH溶液中不同腐蚀时间样品经过低表面能处理之后的水滴接触角测试图,对应的接触角分别为110°,126°,155°,130°。可以看出经过腐蚀后的铝基AAO表面的疏水性能都得到了提高,尤其是腐蚀16min的样品拥有微纳复合结构表面的疏水性能达到超疏水的效果。Cassie和Baxter[17]认为研究表面的润湿性时,必须考虑到表面的粗糙系数。液滴是不能沾满整个固体粗糙结构之间的间隙,液体接触面就变成了由空气和固体组成的两相异质表面,接触角公式如式(1)所示cosθc=fscosθ+fs-1(1)式中,θ为液体与固体表面的本征接触角(实验中氟硅烷的本征接触角为109°),θc为表观接触角;fs表示液体实际接触的固体表面所占的比例,可知fs是在0~1之间。可以看出,当保持本征接触角θ不变,通过减小两者的接触面积fs,可以增大表观接触角θc。当fs趋向于0,θc将趋向于180°,液滴在这种理想固体表面将呈现出一个完整的球形。通过式(1)可以计算,图5中fs分别对应为99%,61%,14%,53%。这与实验结果相一致,通过NaOH溶液腐蚀铝基AAO膜,平整的AAO膜被腐蚀成纳米级和微米级尺寸的凸状结构,而这些凸状结构都能使液体与固体表面的接触面积减少,进而提高疏水性能。而且相比于其他两种只具备纳米级或微米级的凸状结构,微米纳米复合结构因其为纳米线组成的微米级凸形结构,因此更大程度地减小液体与固体表面的接触面积,使其优于其他结构的疏水性能,达到超疏水的效果。

3结论

摘要：

随着社会经济的发展，复合材料增强有色金属材料在生产中的实际应用，满足了当下发展需要，更好地促进了相关产业的发展和进步。复合材料增强有色金属材料应用，就是在有色金属材料中添加非金属增强材料，这样一来，可以更好地对原有材料的性能进行改变，形成一种新的复合材料。这种复合材料将比原来的材料具有更好的性能，能够满足更深层次的有色金属材料应用。本文对复合材料增强有色金属材料研究，将注重分析有色金属材料性能的加强分析，希望本文的研究，能够为有色金属材料的发展，提供一些参考和建议。

关键词：

复合材料；有色金属材料；性能分析；

就有色金属材料的发展情况来看，目前在航空航天、机械制造以及交通运输领域，得到了较为广泛的应用。随着社会经济的发展，有色金属材料在相关产业中的应用变得越发广泛，加强有色金属材料性能，对于提升相关产业进步来说，具有着一定的积极意义。科学技术的发展和进步，为提高有色金属材料性能打下了坚实的基础，进一步提升有色金属材料的性能，可以更好地促进机械制造业、航空航天事业的发展，满足当下人们对有色金属材料的实际需要。因此，提升有色金属材料性能，利用复合材料增强其性能的研究，成为当下有色金属材料发展的一个热门议题。本文对有色金属材料性能的研究，主要分析了有色金属材料在添加非金属增强材料后，形成的复合材料效果检测，阐述了复合型的有色金属材料在相关产业中应用的优势，以期更好地促进有色金属材料性能的提升。

1有色金属材料SiC的复合材料增强效果研究

本文对SiC这一有色金属材料的增强性研究，主要探讨了非金属材料ZA22锌基合金的添加。ZA22锌基合金添加到SiC中，可以增强其性能，具有较好的强化效果。

1.1SiC添加ZA22锌基合金的加入量和加入方式分析SiC颗粒是国产a型砂轮磨料，在实际生产过程中得到了广泛的应用。这种有色金属材料的应用，主要是通过添加ZA22锌基合金，增强了其性能，让SiC颗粒能够更好地应用于砂轮磨料当中。在进行SiC增强过程中，ZA22锌基合金的加入量应为复合材料铸锭的5%、10%、20%，在添加过程中，要使ZA22锌基合金形成的合金浆料，均匀地分布在合金之中，并且在加入后，对浆料进行升温浇注，保证加强后的SiC能够具有较好的性能。SiC通过添加ZA22锌基合金后，将形成SiCp/ZA22复合材料，这种材料对于实际生产更具优越的性能，能够更好地满足砂轮磨料实际需要[1]。