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大粒徑硅溶膠是一種重要的無機(jī)膠體材料，以其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 一、定義與特性 定義：硅溶膠是一種含有二氧化硅（SiO2?）的膠體溶液，通常呈現(xiàn)為透明或半透明的液體。大粒徑硅溶膠指的是粒徑在100納米以上的硅溶膠，其粒徑范圍可以從100納米到500納米不等。 特性： 物理性質(zhì)：大粒徑硅溶膠具有較高的粘度和良好的流動性，能夠在高溫和高壓環(huán)境下保持其性能。 化學(xué)性質(zhì)：硅溶膠無毒無味，耐高溫、耐酸堿，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。 光學(xué)性能：大粒徑硅溶膠具有較好的光散射能力，可以在涂料中產(chǎn)生優(yōu)良的遮蓋效果，提升涂料的遮蓋力和白度。 機(jī)械性能：干燥后能形成堅韌的薄膜，具有一定的耐磨性和耐化學(xué)性。 二、制備方法 大粒徑硅溶膠的制備方法多種多樣，常見的包括： 溶膠-凝膠法：通過控制反應(yīng)條件，如溫度、pH值和反應(yīng)時間等，調(diào)節(jié)硅溶膠的粒徑和分布。是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法。 離子交換法：也稱粒子增長法，以水玻璃為原料，通過離子交換反應(yīng)去除雜質(zhì)，生成聚硅酸溶液，再經(jīng)處理得到大粒徑硅溶膠。 水熱合成法：在高溫高壓條件下合成硅溶膠，能夠獲得較為均勻的顆粒分布。 直接酸化法：采用稀水玻璃，經(jīng)離子交換樹脂去除雜質(zhì)，制備活性硅酸溶膠，再加熱保溫、直接酸化，控制反應(yīng)條件使晶粒長大，得到大粒徑硅溶膠。 三、應(yīng)用領(lǐng)域 大粒徑硅溶膠因其獨特的性質(zhì)，在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景： 涂料行業(yè)：作為填料和增稠劑，改善涂料的流動性和刷涂性能，提高涂層的附著力和耐磨性。其透明性也適用于透明和半透明涂料的生產(chǎn)。 建筑材料：作為粘結(jié)劑，提高水泥和砂漿的強(qiáng)度及耐久性，改善建筑材料的抗?jié)B性能。在混凝土中加入適量的大粒徑硅溶膠，可以增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和耐磨性。 電子行業(yè)：用于電子封裝材料和絕緣體，提高材料的熱導(dǎo)性和電絕緣性，減少電子元件之間的干擾，提高電子設(shè)備的性能和可靠性。 陶瓷材料：作為添加劑，改善陶瓷的成型性和燒結(jié)性能，增強(qiáng)陶瓷制品的強(qiáng)度和韌性，提高陶瓷產(chǎn)品的表面光潔度和色澤。 橡膠行業(yè)：作為填充劑和增強(qiáng)劑，提高橡膠的耐磨性和抗老化性能，改善橡膠的加工性能，降低加工難度，提高生產(chǎn)效率。 紙張和紡織行業(yè)：作為涂布劑和助劑，提高紙張的光滑度和印刷適應(yīng)性，改善紡織品的手感和強(qiáng)度，提高紡織品的耐水性和耐污性。 環(huán)境保護(hù)：作為吸附劑，有效去除水中懸浮物和重金屬離子，改善水質(zhì)。在土壤改良方面也展現(xiàn)出一定的應(yīng)用前景。 化妝品行業(yè)：被廣泛應(yīng)用于粉底、遮瑕膏等產(chǎn)品中，提供良好的滑爽感，使化妝品在涂抹時更加順滑，且不易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。 四、使用注意事項 在使用大粒徑硅溶膠之前，應(yīng)準(zhǔn)備好所需的工具和材料，包括攪拌器、量筒、噴槍等。 注意施工環(huán)境，高濕度環(huán)境可能導(dǎo)致涂層干燥不良，而低溫環(huán)境則可能延長干燥時間。 在大規(guī)模應(yīng)用前，建議進(jìn)行小面積的兼容性測試，確保硅溶膠與基材之間的相容性，避免因不兼容造成的涂層脫落或起泡。 使用后應(yīng)及時清洗工具和設(shè)備，避免硅溶膠固化在工具上，影響下次使用。 五、總結(jié) 大粒徑硅溶膠以其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，在涂料、建材、電子、陶瓷、橡膠、紙張、紡織、環(huán)境保護(hù)及化妝品等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，大粒徑硅溶膠的應(yīng)用范圍和潛力將進(jìn)一步拓展，為各行業(yè)的發(fā)展提供更為強(qiáng)大的支持。

左和平教授等所著《中國陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力研究》一書通過探索陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力的形成機(jī)理，發(fā)現(xiàn)陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力的培育路徑和影響因素；通過在全球視角下分析中國陶瓷產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)與貿(mào)易現(xiàn)狀，分析中國陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢和趨勢；通過中國陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力與區(qū)域競爭力的測度，明確中國陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力的國際地位、區(qū)域分布和發(fā)展態(tài)勢；尋找提升中國陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力的有效途徑和具體的戰(zhàn)略措施，促進(jìn)中國陶瓷產(chǎn)業(yè)國際競爭力的提高。本書獲得第五屆江西省高等學(xué)校科技成果獎一等獎。

自蔓延高溫合成（Self-propagating High-temperature Synthesis, 縮寫SHS），也稱為燃燒合成，是利用化學(xué)反應(yīng)放熱合成材料的新技術(shù)，具有省時、節(jié)能、產(chǎn)品純度高等特點。SHS－離心法制備陶瓷復(fù)合鋼管利用Al和Fe2O3之間的自蔓燃反應(yīng)2Al＋Fe2O3?2Fe＋Al2O3＋836kJ，反應(yīng)放熱使Fe和Al2O3均熔化，在離心力作用下Fe和Al2O3兩相由于比重差異產(chǎn)生分離，Al2O3浮在表面，凝固后在鋼管內(nèi)形成陶瓷襯層。SHS－離心法制備陶瓷復(fù)合鋼管，在863計劃“八五”和“九五”的支持下，經(jīng)過近十年的努力，開發(fā)了陶瓷復(fù)合鋼管的工業(yè)化技術(shù)和裝備，獲國家發(fā)明專利ZL901077443。已形成規(guī)模化生產(chǎn)的成熟技術(shù)，生產(chǎn)工藝主要由鋼管加工、粉料的準(zhǔn)備和復(fù)合管的合成等過程組成。目前已能生產(chǎn)出各種規(guī)格（f20~f820mm）的陶瓷復(fù)合鋼管、彎頭、三通及四通等。成果已通過部級鑒定，產(chǎn)品性能達(dá)90年代國際先進(jìn)水平，并榮獲國家技術(shù)發(fā)明四等獎、教育部科技進(jìn)步二等獎。SHS－離心法制備陶瓷復(fù)合鋼管被列為國家高技術(shù)863計劃新材料領(lǐng)域的重點產(chǎn)業(yè)化項目,以北京科技大學(xué)為技術(shù)依托單位的“陶瓷內(nèi)襯鋼管”項目，被列為國家科委九五科技成果重點推廣計劃的206個工業(yè)項目之一（編號98040102A）。 陶瓷復(fù)合鋼管具有優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱、抗熱沖擊和抗機(jī)械沖擊綜合性能，陶瓷硬度Hv1300，壓潰強(qiáng)度300MPa，結(jié)合強(qiáng)度15MPa，耐蝕性（在HCl中）0.05g/m2h。陶瓷復(fù)合鋼管廣泛應(yīng)用于電力、礦山、冶金、煤炭、化工、建筑等行業(yè)，可用于煤粉、灰渣、礦粉、尾礦、回填料、焦炭、水泥的輸送，以及鋁液、腐蝕介質(zhì)的輸送。用作耐磨管壽命是普通鋼管的5～20倍，稀土耐磨鋼的3～5倍，鑄石管的3倍。高爐煤粉噴槍的壽命提高4倍。另外陶瓷復(fù)合鋼管重量輕，并可采用焊接、法蘭或柔性快速接頭聯(lián)接，能降低工程造價。

SHS也稱為燃燒合成（CS），是利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱來制備材料的新技術(shù)，其特點是能耗低、工藝設(shè)備簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好。SHS－離心法制備陶瓷內(nèi)襯鋼管的原理是：利用鋁熱反應(yīng)產(chǎn)生的高溫使反應(yīng)產(chǎn)物金屬和陶瓷熔融，在離心力作用下陶瓷與金屬發(fā)生相分離，形成陶瓷內(nèi)襯鋼管。陶瓷內(nèi)襯鋼管綜合了陶瓷的硬度大、化學(xué)惰性高和鋼管高的強(qiáng)度和塑性好的優(yōu)點，具有其它管材無法比擬的優(yōu)異綜合性能，良好的耐磨、耐蝕、耐熱和高抗機(jī)械沖擊及抗熱沖擊性能。陶瓷硬度達(dá)到HV1300，耐磨性比碳鋼高十倍以上，耐蝕性（HCl）是不銹鋼的十幾倍，耐酸度96~98%，優(yōu)于耐酸陶瓷，與高剛玉瓷相當(dāng)，同時具有好的耐堿和鹽的腐蝕性能，并且可在900℃以下長期工作，已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。陶瓷內(nèi)襯鋼管不但優(yōu)異的綜合性能，而且具有極高的性價比，可降低工程造價。

陶瓷擁有很多有用特性，如高強(qiáng)度、高硬度以及耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點，缺點是無法輕易制成復(fù)雜形狀。 3D打印技術(shù)能使陶瓷擁有復(fù)雜的形狀，但陶瓷極高的熔點又限制了這一方法的使用。 目前幾項陶瓷的3D打印技術(shù)不僅效率低下，且打印出來的產(chǎn)品往往內(nèi)部缺陷大，無法保證性能，本項目采用選擇性激光熔融技術(shù)和后續(xù)處理工藝可以大幅度提高打印材料的致密性，既能實現(xiàn)材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)也保障了材料的各方面的性能。

?? 【發(fā) 明 人】潘林梅；郭立瑋；黃敏燕；朱華旭；倪荷芳 【技術(shù)領(lǐng)域】 本實用新型屬于一種分離設(shè)備，特別涉及一種內(nèi)置超聲器的陶瓷膜分離設(shè)備，整合集料液組分快速分離與膜清洗功能為一體。 【摘要】 一種內(nèi)置超聲器的陶瓷膜分離設(shè)備，包括原料罐、循環(huán)泵、陶瓷膜過濾組件和超聲發(fā)生器，所述原料罐的出口與陶瓷膜過濾組件的進(jìn)口連接，循環(huán)泵設(shè)于上述連接管路上，陶瓷膜過濾組件的截留液出口與原料罐的進(jìn)口連接，所述超聲發(fā)生器上設(shè)有超聲探頭，超聲探頭伸入陶瓷膜過濾組件內(nèi)。本內(nèi)置超聲器的陶瓷膜設(shè)備不僅能在微濾過程中啟動超聲進(jìn)行在線強(qiáng)化膜過程，有效控制膜污染產(chǎn)生、穩(wěn)定膜分離效率、延長微濾周期；而且還能對污染后的膜管實行在線超聲物理清洗，有效的恢復(fù)膜分離性能。

北京科技大學(xué)特種陶瓷研究室開發(fā)出一種多孔結(jié)構(gòu)的碳化鈦-鈦金屬陶瓷梯度材料，其應(yīng)用前景極其廣闊。 這種金屬陶瓷是燃燒合成的多孔碳化鈦-鈦梯度材料，其多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率可達(dá)50％多。孔隙率和孔隙大小，分布還可以根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)設(shè)計。由于在高溫?zé)Y(jié)過程其表面可形成氧化鈦膜，使其耐高溫的性能好，因此可作為耐高溫材料。 碳化鈦是一種導(dǎo)電材料，在通電發(fā)熱時，即使溫度升高到1000攝氏度以上，材料特性也不會發(fā)生任何變化。因此，此多層多孔碳化鈦材料可以作為高溫發(fā)熱源，分解在焚化爐都難以分解的二氧吲哚。 由于這種多層多孔的碳化鈦-鈦材料空隙率可達(dá)50％多，其比重可比最輕的金屬鎂還要輕。因為這種多層多孔的碳化鈦-鈦是梯度材料，強(qiáng)度和剛度可以在一定范圍內(nèi)設(shè)計。而且碳化鈦-鈦材料與人體的相容性好，因此很適合用做人造骨骼。人的骨骼是多孔結(jié)構(gòu)的，血管和神經(jīng)通過骨骼的孔隙提供養(yǎng)分和控制骨骼的活動，因此，這種多孔的碳化鈦-鈦梯度材料是人造骨骼的極好材料。 由于這種碳化鈦新材料的表面有一層氧化鈦膜，它具有光催化的機(jī)能，同時多孔的碳化鈦用來制作過濾器具有很強(qiáng)的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，它可以用來制造更好的水凈化裝置。 泡沫碳化鈦做催化劑，用電催化方法可凈化焦碳化學(xué)工業(yè)的含酚廢水。酚對水域的污染僅次于石油產(chǎn)品和重金屬，居第三位。 本項目產(chǎn)品的基本工藝為燃燒合成工藝。不用高溫?zé)Y(jié)爐。可制作復(fù)雜形狀和較大尺寸的制品。

陶瓷纖維增強(qiáng)鋁活塞（Ceramic Fiber-Reinforced Aluminum Piston,簡稱CFR活塞，如附圖），是一種高新技術(shù)產(chǎn)品。現(xiàn)代柴油機(jī)采用增壓、強(qiáng)化技術(shù)后，原有鋁合金活塞難以滿足材料需求，用CFR 活塞代替普通鋁合金活塞已成為發(fā)動機(jī)行業(yè)的趨勢。日本、美國、德國等國的發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家都在大力研究和推廣應(yīng)用。東南大學(xué)材料系歷經(jīng)多年的開發(fā)研究，研制成功了陶瓷纖維增強(qiáng)鋁活塞，并已在汽車發(fā)動機(jī)、大馬力柴油機(jī)上得到應(yīng)用，與普通鋁合金活塞相比，可使活塞使用壽命提高3－5倍，并提高發(fā)動機(jī)功率，減少裝配間隙，降低運行噪音、燃油消耗和廢氣排放，若用CFR活塞取代奧氏體鑲?cè)︿X合金活塞，則可使制造工藝簡單，生產(chǎn)成本降低。