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田 帅 等 ：ZnO及填料对磷酸铬铝基复合材料性能的影响 ZnO及填料对磷酸铬铝基复合材料性能的影响 田 帅，霍冀川，雷永林，陈 宁 (西南科技大学 四川省非金属复合与功能材料重点实验室，四川 绵阳 621010) 摘 要： 以磷酸铬铝 (ACP)为基体 ，高硅氧纤维布为 2 实 验 增强材料 ，CrO。和 AIO。为填料 ，通过热压成型制得 磷酸铬铝基复合材料 。采用 TG—DSC和 XRD等探讨 2．1 实验原料 了磷酸铬铝基体的固化特性和耐热性能 ，并研 究了复 磷酸 (AR，85 )、氢氧化铝 (AR)、甲醇 (AR)、氧 合填料、纳米填料及热压工艺对材料力学性能的影响。 化铝 (AR)均为成都市科龙化工试剂厂生产 ；铬酸酐 结果表 明，ZnO可以降低磷酸铬铝的固化温度并促进 (AR)、氧化铬 (AR)为 四川省安县银河建化有限公司 其晶型转变；复合填料 Cr。O。和 AlO。可以提 高材料 生产；纳米氧化铬 (AR)，北京纳辰科技发展有限责任 的耐 热性 ，当 Cr2O3和 Al2O3之 比为 7：3且 纳 米 公司；高硅氧纤维布，陕西华特玻璃纤维有限公司。 Cr。O。加入量为5 时，复合材料的力学性能最好 ，其 2．2 实验仪器 拉伸强度为 95．2MPa，弯 曲强度为 190．02MPa。 SGM28型箱式 电阻炉 ，洛阳市西格马仪器制造有 关键词 ： 磷酸铬铝 ；复合材料 ；纳米填料 ；固化剂 限公司；BL一61706型平板硫化机，宝轮精密检测仪器 中图分类号 ： TB332 文献标识码 ：A 有限公司；SDTQ600型同步热分析仪 ，美 国TA仪器 文章编号：1O0卜9731(2O13)O7—0979—04 公司；X’PertPRO型多功能x射线衍射分析仪，荷兰 帕纳科公司；RGM一4100型万能材料试验机，深圳市瑞 1 引 言 格尔仪器有 限公司；TM一1000台式 电子显微镜，日本 磷酸盐材料在 800℃以下具有优异 的介 电性能， 日立公司。 是一种耐高温、低介 电损耗的理想材料 ，因而逐渐成为 2．3 磷酸铬铝复合材料的制备 新一代航天透波材料 的首选_1]。磷酸铬铝胶粘剂 的 以H。PO 、AI(OH)。、CrO。为反应物制备磷酸铬 粘性高、可塑性好 、化学性质稳定 ，特别是热稳定性能 铝口 。向磷酸铬铝基体 中添加 1 的固化剂 ZnO，搅 优越 ，在升温过程中逐渐脱水 固化，形成 PO 一A1。O。一 拌均匀后 ，加入填料 A1O。和 CrO。。将高硅氧纤维 CrO。复合物 ，能在较高温度下熔融而不分解 ，与玻璃 布剪裁成 20cm×25cm 的长方形 ，再把制备好 的基体 纤维复合可制得良好使用性能的透波复合材料[3“]。 均匀地刷涂在裁好的织物上 ，于鼓风干燥箱 中烘干后 ， 在磷酸铬铝胶粘剂 中添加一定量 的固化剂 、填料 叠放整齐放入模具 ，然后在平板硫化仪中热压成型 ，待 等外加剂 ，可改善材料 的耐热、耐水、介 电、力学等性 复合板 自然降至室温后取出。 能_5 。已经对 Al。O。、Cr。O。、siO 、SiC等单一填料 3 结果与讨论 增强磷酸铬铝材料做了研究_1，其中AlO。添加量为 35 时，复合材料力学性能相对较好 ，但是单一 的微米 3．1 ZnO对磷酸铬铝性能的影响 级填料对复合材料 的增强效果有限，混合填料在某些 分别对无固化剂的磷酸铬铝 A和添加 1 固化剂 体系中往往具有协 同作用 的效果，尤其与表面活性较 ZnO的磷酸铬铝 B做热分析 ，如图 1所示。 高的