2005.10.8
1.雷射選擇性燒結在奈米材料燒結中的應用
研究背景與目的
燒結是通過加熱使微細粉體產生顆粒粘結,經過物質的遷移而使粉體變成具有一定強度的緻密體的過程。除了傳統的材料外,現代工業技術中使用的高熔點金屬材料、硬質合金材料、高溫耐熱材料以及奈米材料等,也都是利用粉末燒結反應製備或合成的。從微細材料開始,最好以壓緊(成形)的形式將其加熱至接近固相線的溫度,就會發生固相反應。
奈米材料由於顆粒尺寸微小,致使其產生一些特異的效能,在應用過程中,把奈米粉末材料成形為大體積的材料及成形奈米零件產生了巨大的困難。雷射選擇性燒結成形奈米材料是利用雷射燒結能量集中,能迅速加熱、劇冷的特性,最大限度地控制奈米材料在燒結過程中顆粒生長的奈米材料成形的方法。為了利用奈米材料的特性,成形保持奈米特性的大塊奈米材料以及具有奈米特性的零件,已成為實際的需要。
在奈米粉末燒結中,遇到的主要問題是奈米粉末的結塊趨向、低密度的燒結母體和晶粒長大的問題。
2.氧化鋁陶瓷注凝成型（gelcasting）的研究
課題背景
成型工藝是製備高效能陶瓷材料的前提，也是製備形狀複雜部件的關鍵技術，是目前限制高效能陶瓷大規模生產業化的重要環節。陶瓷材料燒結後很難進行機械加工，且成本十分昂貴，故人們一直在尋找一種適合複雜形狀陶瓷部件的淨尺寸成型技術。90年代初美國橡樹嶺國家重點試驗室發明的陶瓷材料濕法成型技術──注凝成型（gelcasting）滿足了這一要求，它通過製備低粘度，高固相體積含量的濃懸浮體，基本實現了淨尺寸成型複雜形狀的陶瓷部件。
該工藝的基本原理是在低粘度，高固相含量的料漿中加入有機單體，在催化劑和引發劑的作用下，使料漿中的有機單體交聯聚合成三維網狀結構，從而使料漿原位固化成型，獲得高密度，高強度，均勻性好的坯體。它是將傳統的注漿成型與膠體化學理論巧妙地結合在一起。
氧化鋁陶瓷主要應用於高溫結構材料。它可以在高達1750℃下穩定工作。是重要的工程陶瓷材料之一。
本課題主要通過注凝成型（gelcasting）工藝出發, 獲得表面光潔，密度均勻且高強度，高密度的陶瓷材料。
3.利用工業廢渣製備高效能輔助性膠凝材料及其在混凝土中的試用研究
課題背景
隨著現代工業文明的進步，人類社會不斷向前發展的同時，現代工業帶來的危害也不容忽視。工業所產生的大量廢水、廢渣、廢煙氣嚴重危害著我們賴以生存的環境。粉煤灰、礦渣、鋼渣等是大宗工業廢渣，它們的肆意排放、堆放不僅占用大量土地，而且可能引起二次汙染。
所以，怎樣處理這些工業廢渣，甚至是將它們變廢為寶的有效利用起來一直是廣大科研人員研究的熱點。水泥混凝土是使用量最大的建築材料，若以混凝土的質量配合比計，水泥12%，水8%，集料80%。則每年需砂石113.
3億噸，水11.3億噸，總和為141.6億噸。
而每年用於製造水泥的原材料需要31.8億噸。由此可見水泥混凝土工業，每年固液體物料處理量總和達173.
4億噸。而固體廢渣的利用，在建築業佔主導作用，雖然可以開展其他領域的綜合利用[1]～[3]，但數量極其有限，只有用於水泥混凝土中才有可能根本解決問顆。我國2023年水泥產量已達7.
25億噸，以每方混凝土用量250千克計，則混凝土方量達29億方。若以每方混凝土中水泥:水:
砂石二12: 8: 80(質量比)計，則用水量4.
83億噸，砂石材料48.3億噸，總計約60億噸。在水資源並不豐富，砂石材料在很多地方都出現緊缺的情況下，節約資源問題就顯得特別突出[4]。
由此可見，如果能把工業廢渣大量的用於混凝土的生產中，不但可以有效利用資源、保護環境，而且可以帶來巨大的社會效益和經濟效益。
但是，由於這些工業廢渣早期水化活性低，如果在混凝土中用大量的工業廢渣代替水泥的使用，所配製而成的混凝土的早期效能往往不能滿足工程的需要。所以，為了保證混凝土工程的早期工作性和安全性，工業廢渣在混凝土中的使用量被限制在一定範圍內，使大量工業廢渣堆積，給環境造成汙染、資源造成浪費。所以如何提高這些工業廢渣的早期活性至關重要變成提高工業廢渣在混凝土中使用量的關鍵。
本文利用工業廢渣粉煤灰、礦渣以及自製礦物激發劑製備高效能輔助性膠凝材料並以之高比例替代水泥在混凝土的使用量。通過礦物激發劑激發粉煤灰、礦渣的早期水化活性，參與混凝土的早期水化過程，提高混凝土的早期力學效能，製備能滿足工程需要的高效能混凝土。
4.低密度油井水泥的研究
課題背景
油井水泥是油、氣井鑽井工程固井作業中必不可少的膠凝材料，它對固井工程質量乃至油氣井的採油率和採油壽命均起到了重要作用。因此，它在國內外石油工業中越來越倍受重視[1]。
固井作業與油井完井投產後的油井質量及油氣產量密切相關。隨著眾多深井、超深井、定向並、水平並技術的推廣，給固井技術帶來很多問題，也對固井材料提出了更高的要求。在油田固井的注水泥施工中，當遇到特殊情況時，如低壓滲漏性地層，為了，防止水泥漿注入後壓漏地層造成油氣層汙染以及使環形空間水泥漿返高不夠等現象的發生．必須使用較低密度的水泥漿來代替一般的水泥漿。
因此，開發低密度油井水泥已成為油井水泥研究的乙個重要方面。
6.注凝成型製備zta復相陶瓷的研究
背景：注凝(gel-casting)成形工藝是美國橡樹嶺國家實驗室mark a janney教授等人於九十年代初發明的一種新的膠態成形工藝,它通過製備低粘度高固相體積分數的濃懸浮體，可淨尺寸成型複雜形狀的陶瓷部件，從而獲得高密度、高強度、均勻性好的坯體。其思路是將低粘度高固相體積分數的濃懸浮體，在催化劑和引發劑的作用下，使濃懸浮體中的有機單體交聯聚合成三維網狀結構，從而使濃懸浮體原位固化成型。
由注凝成型工藝製備的陶瓷基復相材料克服了陶瓷材料的製造和加工成本高、難近淨尺寸成型、坯體強度低、均勻性差、重複性差和可靠性低等缺點，而使陶瓷基材料具有很多突出的優點。
目的：本課題的目的是利用注凝成型工藝製備高效能zro2－al2o3復相陶瓷。研究在al2o3基復相陶瓷中,應用注凝成型工藝結合奈米－微公尺復相陶瓷的增韌機理製備高效能zta復相陶瓷。
通過查閱最新文獻了解這方面的進展。
7.煤矸石機械化學活化的研究
課題的背景和目的
煤矸石是採煤業排出的廢渣，是一種由泥質頁岩、碳質頁岩、砂岩等岩石組成的混合廢渣。據統計，目前我國煤炭生產中，年排煤矸石量為1.2-1.
6億噸。而利用率僅佔20%(指煤矸石和粉煤灰兩項)，歷年堆積的煤矸石達幾十億噸，占用大量農田，且汙染大氣、水源，影響人們的健康。
目前，我國利用煤矸石主要有煤矸石製磚、煤矸石生產輕骨料、煤矸石生產空心砌塊、煤矸石作原料生產水泥熟料和混合材以及磨細煤矸石作為混凝土摻合料。世界各國也很重視煤矸石的處理和應用。波蘭水泥工業採用海爾得克斯公司的選煤矸石作水泥原料。
原蘇聯在頓巴斯、庫茲巴斯、卡拉幹達等產煤地區廣泛選用煤矸石作原料，採用擠出法或半乾法成型，生產實心或空心磚。蘇聯建工研究所介紹，利用煤矸石製磚，燃料消耗可以減少80%,產品成本降低19%-20%。近年來，許多國家在大力發展煤矸石輕骨料方面也作了不少工作。
煤矸石活性以比較低，如果能提高其活性，把它作為水泥混合材不僅可以為消耗煤矸石作出一定的貢獻，而且可以降低水泥熟料的需求量，這將具有經濟和環境雙重效應。
8.金屬材料在酸性土壤中腐蝕行為的研究
課題背景和目的
金屬在大自然中經常遭到各種型別的腐蝕，如大氣腐蝕、土壤腐蝕和海水腐蝕等。材料腐蝕不僅給國家帶來重大的經濟損失和大量資源與能源的消耗，還會給裝置、裝備、建築物及人身安全帶來威脅。尤其是現今地下裝置逐漸增多，金屬材料遭到的腐蝕日趨嚴重，其中酸性土壤的腐蝕就是乙個典型。
因此有必要對金屬在酸性土壤中的腐蝕行為進行分析，進而採取相應的防護措施減少裝置的腐蝕。
9.用稻殼製備生物活性奈米二氧化矽
課題背景:
奈米sio2是一種無機精細化學品，和塊狀sio2相比具有不同尋常的特性，即極小的粒徑(一次結構的粒徑為7- 16 nm )，巨大的比表面積(100- 400m2/g)，高純度(>99.8%)和它的成鏈傾向等，且具有特殊的結構層次和特殊光、電特性、高磁阻現象等。奈米sio2具有小尺寸效應、表面介面效應、量子尺寸效應和巨集觀量子隧道效應，在高溫下仍具有的高強、高韌、穩定性好等奇異特性，表現出卓越的補強性、增稠性、觸變性、消光性、分散性、絕緣性、防粘性等。
因而奈米s102可被廣泛應用於各個領域，具有廣闊的應用前景和巨大的商業價值。由於自身的優異特性和廣泛的應用範圍，已經引起很多國內外學者的研究興趣。
我國是水稻生產大國，產量大，分布地區廣，如東北、長江中下游地區以及南方大部分地區。稻殼的**便宜，100公斤稻殼只要10元左右。且稻殼中富含二氧化矽，主要分布在稻殼的外表內層，顆粒大小為50nm左右，主要是以生物礦化方式、無定形狀態存在，在稻殼中佔13.
0～22.0%。用稻殼製備奈米sio2方法簡單，能耗低。
本研究的目的在於用稻殼為原料製備sio2並進行分散處理，使顆粒尺寸達到奈米級別,對製得的奈米sio2粉體生物活性進行表徵。
10.油井水泥緩凝劑
檢索背景
目前,國內生產和使用的用於井溫80℃以上的油井水泥緩凝劑普遍存在著缺陷,其適用溫度範圍一般僅為40℃的跨度;對溫度的敏感性較大,多數產品在井溫增加或減小10℃時,加量會增加一倍或減少一半。這易對固井作業安全產生負面影響,並且對於深井、超深井一般具有溫度高、注水泥井段上下、地層溫差大的特點,因此要求對井底溫度的**精度更高。而目前中國使用的高溫緩凝劑多數存在對溫度敏感的缺陷，開發新型超高溫油井水泥緩凝劑勢在必行。
這就是本次檢索的主要課題背景。
11.超聲化學法製備奈米材料的研究進展
課題背景
奈米材料是近幾年來快速發展起來的新型材料。由於其微粒具有處於晶界和晶粒內缺陷中心的大量原子，因而具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應和巨集觀隧道效應等，性質介於本體和原子之間，在催化、光學、力學、磁性等方面具有許多特異的效能，奈米材料在化學、電子、冶金、宇航、生物和醫學等領域已展現出廣闊的應用前景，被譽為「21世紀最有前途的材料,因而其製備方法受到廣泛的關注。
在20世紀70年代，奈米顆粒材料的研究就已經開始，至今已有30多年的歷史。自80年代中期在實驗室裡成功合成了塊體奈米材料以後，奈米材料的研究與製備逐步成為材料科學與凝聚態物理學研究的前沿熱點。奈米粒子的製備方法很多。
按製備體系和狀態分有固相法、液相法和氣相法;按反應性質分又有物理法(沉澱法、相轉變法、氣溶膠反應法等)、化學法(蒸汽冷凝法、**法、電火花法、離子濺射法和機械合金化法和低溫等離子法等)和綜合法(等離子加強化學沉澱法(pecvd)、雷射誘導化學沉澱法(licvd)等。超聲化學是近年來發展起來的新型製備方法，顯示出許多傳統方法無法比擬的優點,現在己廣泛應用到合成化學、材料科學、生物和化工等許多領域。超聲在材料科學中的應用主要是合成具有奈米結構的金屬或合金、氧化物、碳化物、硫化物等功能化合物，特別是催化劑、生物材料的製備、聚合物的合成及其表面修飾改性等,因而受到人們的廣泛重視。
裝飾材料集錦
rd木材 板材 塑料復合鋼板 它是在鋼板或壓型鋼板上覆以0.2 0.4mm的軟質或半硬質聚氯乙烯塑料薄膜，分單面和雙面覆層兩種。具有絕緣 耐磨 耐腐蝕 耐油等特點 可做牆板 屋面板。參考 80元 m2 飾面板它是用天然木材刨切或旋切成厚0.2的薄片，經拼花後貼上在膠合板 纖維板 刨花板等基材上製成。...
課題匯報材料
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