作为硅橡胶增强填料的超细改性矿物粉体研究

采用材料物理化学和复合材料的方法，系统地研究了八种矿物及其超细粉体和改性粉体与硅橡胶基体的相互作用。研究结果表明，滑石、石英和硅灰石对硅橡胶基体具有较好的增强性能。填料的粒度小、比表面积小、长径比大等粉体性质好，其增强性能高。复合材料的界面粘附功与界面张力比值大，复合材料的力学性能好。具有表面活性基团（通过表面改性）、表面缺陷和适量的表面羟基是提高粉体增强性能的重要因素。复合粉体的增强性能优于单一粉体。     

改性粘土增强硅橡胶性能的研究

改性粘土增强硅橡胶性能的研究魏从容吴季怀沈振（华侨大学材料物理化学研究所,泉州３６２０１１）关键词粘土矿物质表面改性硅橡胶增强剂粘土矿物作硅橡胶增强剂是粘土综合开发利用的新课题,我们在这方面取得一定的成果［１］。但是,未经改性处理的粘土其增强能力是有...     

改性矿物微粉增强硅橡胶性能的研究

硅橡胶作为特种橡胶体系的一个重要成员,以其耐高温、耐寒、耐候及电气特性等优良品质得到国防、航天航空、电子、医疗卫生等行业的青睐［１］。然而,目前工业上主要采用价格昂贵的气相白炭黑作硅橡胶的增强剂,使硅橡胶制品成本偏高,限制了硅橡胶的普及应用,阻碍了硅...     

矿物粉体的表面能及对硅橡胶增强作用的影响

采用平衡接触角法测定了几种矿物粉体及硅橡胶基体的表面能,对矿物／硅橡胶的界面张力、平衡粘附功等热力学参数进行了计算,分析探讨了矿物填料／硅橡胶之间界面相互作用与复合材料力学性能的关系,提出粘附功（Ｗａ）与界面张力（γＳＬ）的比值（Ｗａ／γＳＬ）是衡量矿物填充硅橡胶的力学性能的一个重要参数。     

矿物粉体电阻率测试方法初步研究——以微晶白云母为例

<正>绝缘材料又称电介质,其电阻率,包括体积电阻率和表面电阻率,是表征其绝缘性能的常用参数(刘其昶,1988)。许多非金属矿物具有良好的绝缘性能,在聚合物绝缘材料中采用非金属矿物粉体作填料不仅能降低成本,而且还能提高力     

磷灰石结构中[SO_4]、[SiO_4]四面体的喇曼谱学特点

磷灰石是重要的生物材料矿物。天然磷石晶体结构中［ＰＯ４］３－能广泛地被［ＳｉＯ４］、［ＳＯ４］类质同象取代,形成含硅硫磷灰石以至硅硫磷灰石［１］。据报道,在合成羟磷灰石中引入部分Ｓ、Ｓｉ离子将提高其抗蚀性能,因此［ＳｉＯ４］与［ＳＯ４］对［ＰＯ４］的四面体替换是磷灰石晶体化学研究的重要内容［２～４］。振动光谱（包括喇曼与红外光谱）是研究晶体结构络阴离子行为的主要手段之一。对磷灰石中磷氧四面体振动谱学特点的研究,无论是理论计算还是实验结果均已十分成熟［５,６］,但对其结构中硫氧、硅氧四面体的喇曼光…     

矿物的深加工及硅橡胶增强填料的制备

以天然矿物滑石,石英,粒状硅灰石和针状硅灰石为原料,经超细粉碎,表面化学改性和机械力化学改性等三种工艺方法进行深加工,制备出具体优良性的超细粉体材料－硅橡胶增强填料,其性能接近气相白碳黑,可部分代替扫描碳黑可用于硅橡胶。     

机械力化学改性硅灰石机理研究

天然硅灰石矿物具有特殊的针状结构,白色,无毒,是橡胶、塑料的理想填料。添加硅灰石填料,可降低橡胶制品的生产成本,提高橡胶的力学性能,赋以橡胶自身所没有的特殊功能。其作用大小取决于硅灰石／橡胶界面的结合状态。硅灰石系亲水性矿物,与橡胶相容性差。界面能否形成良好的粘结,硅灰石矿物表面性能是关键。经超细粉碎、表面改性可以提高硅灰石表面活性,增强与橡胶的粘结强度。但是,当硅灰石经超细粉碎,粒度为微米级或纳米级,粉体容重为０－１５ｇｃｍ３,以表面化学改性方法加入偶联剂,经高温高速搅拌,不但破坏硅灰石的长…     

矿物超细效应的某些评价指标探讨

讨论了矿物超细粉体的超细效应在一般粉体、异形粉体和功能粉体中的评价指标体系及常用的检测方法,指出粒度、纯度、表面性能和微粒力学性能是评价粉体超细效应的四大重要方面。异形矿物粉体在各种介质环境中的力学行为、形态系数和松解程度是其与一般粉体区分的根本标志,有待寻求更完善的方法来描述这类粉体的本质性状,并有利于改造、设计异形粉体的独特功能。     

纤维状硅灰石/聚丙烯复合材料界面性能研究

以未改性纤维状硅灰石粉、硬脂酸改性纤维状硅灰石粉与聚丙烯混炼制成聚丙烯复合材料。利用平衡接触角仪间接测得聚丙烯基体和矿物粉体的表面自由能。计算出纤维状硅灰石／聚丙烯界面的粘附功Wa和界面张力γSL等热力学参数。分析探讨了聚丙烯及矿物粉体表面特性、纤维状硅灰石／聚丙烯界面行为与复合材料力学性能的关系。结果表明：复合两相界面的粘附功Wa和界面张力γSL,共同作用影响复合材料的强度。界面粘附功Wa大,说明两相结合牢固．则复合材料强度大;界面张力γSL小。则粉体在基体中的分散性能好,有利于增加两相间总的接触面积,使复合材料强度增大。研究复合两相的界面行为．找出粘附功Wa和界面张力γSL间的最佳组合。将有助于设计出性能优良的复合材料。为合理地选择和改性填料提供科学依据。     

黄土塬区延安组煤层地震响应特征物理模拟研究

针对黄土塬区延安组煤层地震响应复杂问题进行地震物理模拟研究。首先,研发适用于黄土塬地表干黄土层和煤层的模型材料,经过多次试验,最终选用在硅橡胶中添加硅气凝胶粉末的混合材料模拟疏松黄土塬地表层,选用在硅橡胶中添加超细碳粉的混合材料模拟低速低密度煤层;通过模具控制层位、逐层浇筑、三维雕刻起伏地层等方法,制作黄土塬区典型地质结构的三维地震物理模型,并开展地震物理模拟及地震成像分析。结果表明,延安组煤层与围岩较大的波阻抗差异形成较强的反射振幅,对下部地层的成像有较强的屏蔽作用;较厚的多组煤层之间会形成层间多次波,影响下伏地层的成像。用地震振幅属性对煤层进行刻画时,计算时窗大于40 ms更有利于煤层识别,但由于煤层存在调谐效应,用地震属性预测煤层厚度存在一定陷阱。      

Dissolution of nanocrystalline fluorite powders: An investigation by XRD and solution chemistry

The effect of lattice disorder and mineral surface area on the reactivity of finely ground fluorite was studied on ball-milled powders. Structural information was provided by X-ray whole powder pattern modeling (WPPM). The mean size of coherent scattering domains decreases with milling time from 70 nm to ∼20 nm, whereas the density of lattice defects increases with both time and intensity of milling treatment, from 4 × 10¹⁵ m^-2 to 24 × 10¹⁵ m^-2. High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) of ground fluorite grains shows several line defects and a general tendency of nanometric crystalline domains to agglomerate in larger grains.Solution chemistry was investigated using batch reactors with free drift of solution saturation state with respect to fluorite. Total surface area was measured by the Brunaver, Emmet and Teller (BET) method, and dissolution rates were measured at pH = 2 (HCl) and T = 295 K. In far from equilibrium conditions, dissolution rates normalized by BET area do not increase with the dislocation density. In near-equilibrium condition, however, measured stationary ionic product clearly increases with both time and intensity of milling treatment. Thermodynamic predictions of the solubility constant indicate negligible or little effect of total surface area. Consequently, the observed increase in the stationary ionic product can be related to the increasing lattice defect content. This confirms the significant role of dislocation outcrops on mineral dissolution in close to equilibrium conditions.     

Microbial response to surface microtopography: the role of metabolism in localized mineral dissolution

We examine the role of microtopographical surface features on sulfide minerals in localizing and aligning bacterial adhesion. Experimental data shows strong correlation between bacterial cell alignment and principal crystallographic axes of pyrite (100 and 110). While bacteria often adhere to visible surface imperfections such as scratches, in many cases no associated surface features are visible. Additionally, the size of the surface imperfection does not unambiguously determine its effect in localizing and aligning bacterial cells. We theoretically model bacterial adhesion. We find that the depth of a surface feature such as a scratch is less important than its cross-sectional shape. Surface features that conform to the bacterial shape can strongly alter local bacterial adhesion energies, even with heights of only 10 nm. Hence, small local surface alterations due to bacterial metabolism could strongly affect local adhesion parameters, and may account for the observed bacterial distributions on mineral surfaces.     

应用X射线衍射-红外光谱等技术研究滑石在机械力研磨中的形貌和晶体结构变化及影响机制

滑石的颗粒粒径、形貌、晶型等对其应用的实效性、终端产品的性能产生极大影响,目前主要研究其表面改性,而有关微观形貌及晶体结构研究较少。本文利用X射线荧光光谱、X射线衍射分析、红外光谱、粒度分析仪结合高分辨场发射扫描电镜(FE-SEM)技术对辽宁滑石粉在高强度机械力研磨作用下的微形貌和晶体结构变化特征进行系统研究。结果表明滑石粉原矿混合物中MgO与SiO2的分子个数比约为0.45,该数值明显低于纯滑石粉晶体中MgO与SiO2的分子个数比0.75。此类滑石为典型的单斜晶系,研磨作用使滑石粉由晶态转变为非晶态结构,其层状结构的有序化和键合作用发生了明显的变化。滑石粒度随研磨时间变化呈现减小-增大-减小的循环过程。研磨后粉体形貌存在差异,细化的小颗粒粉体因团聚而呈"准球体",且随着研磨的进行出现细化-团聚-细化的反复过程。此结论对于滑石的深加工与应用及其相关矿物粉体的研究具有一定的参考价值。     

矿物白度的影响因素与增白机理研究

白度是矿物的重要光学性质之一。为了深化矿物的光学性质及白色矿物功能材料的研究与应用,根据测试分析结果和叶大年的结构光性矿物学理论,系统研究了影响矿物白度的主要因素,以及矿物增白效果的差异性及其产生机理。研究结果表明:(1)晶体化学是决定不同种类透明矿物白度的最主要因素,但对于某种透明矿物来说,影响其白度的主要因素是矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态与晶体化学环境、介质环境、矿物中的水和粒度大小等。(2)证明了透明矿物白度大小与折射率呈正相关。白度相同的不同矿物的增白效果存在很大差异性,其根本原因是由矿物折射率所决定的反射率存在很大差别。(3)提出了真白度和假白度的概念,即主要由自色产生的白度称为真白度,主要由假色产生的白度称为假白度;真白度高的矿物具有增白作用,而真白度低的矿物,即使粉末白度高,也没有增白作用。(4)在影响矿物白度的主要因素中,矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态等杂质成分对矿物白度和增白效果起负面作用。(5)矿物中与晶体结构相关的水所产生的颜色属于自色,脱去结晶水、层间水和结构水都有利于提高矿物的真白度或增白效果,但脱去沸石水的效果正好相反;由矿物粒度大小变化产生的颜色属于假色;通过降低粉体粒度大小所提高的白度属于假白度,由此增加的白度没有增白作用。另外,矿物粉体与使用介质之间的折射率大小差别越大,增白效果越明显。     

颗粒形状对粗粒土孔隙特征和渗透性的影响

粗粒土的颗粒级配、形状和密实度都是影响其孔隙结构,进而影响其渗透特性的重要因素。但长期以来,对颗粒形状影响的关注度较少,其主要原因在于不容易定量描述颗粒形状及其影响的孔隙结构特征。选取已获取长宽比和圆形度的不规则形状碎石、规则形状的球和八面体颗粒分别装填试样,针对颗粒级配和颗粒形状的差异,开展孔隙结构特征和渗透性的对比研究。通过CT扫描试样内部结构图像,重构试样的三维孔隙结构并计算孔隙比表面积。通过渗透试验测得试样的渗透系数。结果表明：试样孔隙比表面积是表达孔隙结构特征的有效参数,在相同级配和孔隙率的条件下,试样孔隙比表面积随颗粒圆形度和趋近球形程度的增加而减小;相同级配和孔隙率的条件下,渗透系数随孔隙比表面积的减小而增大,随颗粒圆形度增大而增大;球形颗粒试样的渗透性最强,试样颗粒越偏离球形,孔隙系统中水流阻力越大,试样渗透性越弱。     

我国高岭土的研究进展

高岭土是一种重要的工业原料,现在已被广泛的应用于造纸、涂料、橡胶和聚合物等很多行业,由于它的特性的不同应用的行业也有区别。在高岭土的矿物学、物理和化学的主要性质及其结构特点的基础上,结合高岭土表面改性、无机包覆的研究进展,以及高岭土在制备分子筛、陶瓷材料、混凝土、催化剂载体、填料和其他矿物材料中的最新研究,向人们展示了其诱人的开发前景。