CN105884274B - 一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4微米带共增强水泥的制备方法 - Google Patents

一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4微米带共增强水泥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4微米带共增强水泥的制备方法，在水泥材料中引入HfC微米线和碳纤维/Si3N4微米带混杂材料。本发明的优点体现在：通过加入HfC微米线与碳纤维/Si3N4微米带，使得水泥的抗折强度提高16％～45％。

Description

一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4微米带共增强水泥的制备方法
技术领域
本发明属于材料与工程技术领域，涉及水泥材料的制备方法，具体涉及一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法。
背景技术
水泥具有稳定性好、施工机械简单、成本低廉的优点，是应用广泛的建筑材料之一。但是水泥材料自身存在强度低、脆性大、抗裂性能差的缺点，因而限制了其更广泛的应用。
文献“张聪，曹明莉。多尺度纤维增强水泥基复合材料力学性能试验,复合材料学报,2014,31:661-668”发现利用钢纤维、聚乙烯醇纤维及碳酸钙晶须构成的多尺度纤维体系来增强水泥，可以提高水泥的强度。文献“张水，李国忠。化学改性芳纶纤维增强水泥基复合材料的性能,复合材料学报,2011,28:109-114”发现芳纶纤维的引入可以提高水泥的强度。但是上述方法均存在的问题是：石膏强度提高幅度不大。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法。该方法通过在水泥中引入HfC微米线和碳纤维/Si3N4 微米带，可以使得水泥的抗折强度提高16％～45％。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法，在水泥中引入HfC微米线和碳纤维/Si3N4 微米带，以提高水泥的抗折强度。
作为一种进一步的技术方案，具体步骤如下：
(1)将1～10份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺制备碳纤维/Si3N4微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌后得到混合物B；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护，即得到HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥。
作为一种进一步的技术方案，具体步骤如下：
(1)将1～10份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散30～ 60分钟后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺制备碳纤维/Si3N4微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌30～60分钟后得到混合物B，其中，碳纤维/Si3N4 微米带与HfC微米线的质量比为1:1～3:1；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C，其中水泥基体与碳纤维/Si3N4 微米带的质量比为50:1～200:1；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护27天，即得到HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥。
作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中，采用电泳工艺在施加15～60V的电压、电泳时间为5-30分钟、Si3N4 微米带的质量分数为1％～5％条件下制备碳纤维/Si3N4 微米带。
本发明公开的一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法，具有以下有益效果：
由于在水泥中有效的引入了HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带，从而使水泥的抗折强度提高16％～45％。
附图说明
图1是本发明使用的HfC微米线的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
本发明公开了一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法，在水泥中引入HfC微米线和碳纤维/Si3N4 微米带，以提高水泥的抗折强度。
具体实施例1
(1)将1份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散30分钟后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺在施加15V的电压、电泳时间为5分钟、Si3N4 微米带的质量分数为 1％条件下制备碳纤维/Si3N4 微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌30分钟后得到混合物B，其中碳纤维/Si3N4 微米带与HfC 微米线的质量比为1:1；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C，其中水泥基体与碳纤维/Si3N4 微米带的质量比为50:1；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护27天，即得到HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥。
具体实施例2
(1)将10份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散60分钟后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺在施加60V的电压、电泳时间为30分钟、Si3N4 微米带的质量分数为5％条件下制备碳纤维/Si3N4 微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌60分钟后得到混合物B，其中碳纤维/Si3N4 微米带与HfC 微米线的质量比为3:1；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C，其中水泥基体与碳纤维/Si3N4 微米带的质量比为200:1；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护27天，即得到HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥。
具体实施例3
(1)将5份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散50分钟后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺在施加50V的电压、电泳时间为20分钟、Si3N4 微米带的质量分数为3％条件下制备碳纤维/Si3N4 微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌50分钟后得到混合物B，其中碳纤维/Si3N4 微米带与HfC 微米线的质量比为2:1；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C，其中水泥基体与碳纤维/Si3N4 微米带的质量比为100:1；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护27天，即得到HfC微米线与碳纤维/Si3N4 微米带共增强水泥。
具体实施例4
(1)将5份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散60分钟后得到混合物A；
(2)将碳纤维置Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺在施加15V的电压、电泳时间为30分钟、Si3N4 微米带的质量分数为3％条件下制备碳纤维/Si3N4 微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌60分钟后得到混合物B，其中碳纤维/Si3N4 微米带与HfC 微米线的质量比为1:1；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C，其中水泥基体与碳纤维/ Si3N4 微米带的质量比为100:1；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护27天，即得到HfC微米线与碳纤维/ Si3N4 微米带共增强水泥。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种HfC微米线与碳纤维/Si3N4微米带共增强水泥的制备方法，其特征在于，在水泥中引入HfC微米线和碳纤维/ Si3N4 微米带，以提高水泥的抗折强度，具体步骤如下：
(1)将1～10份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺制备碳纤维/ Si3N4 微米带；
(3)将碳纤维/ Si3N4 微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌后得到混合物B；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护，即得到HfC微米线与碳纤维/ Si3N4 微米带共增强水泥。
2.根据权利要求1所述的一种HfC微米线与碳纤维/ Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将1～10份HfC微米线加入到1000份水中，超声分散30～60分钟后得到混合物A；
(2)将碳纤维置于Si3N4 微米带的乙醇溶液中，采用电泳工艺制备碳纤维/ Si3N4 微米带；
(3)将碳纤维/Si3N4微米带加入步骤(1)得到的混合物A中，均匀搅拌30～60分钟后得到混合物B，其中，碳纤维/ Si3N4 微米带与HfC微米线的质量比为1:1～3:1；
(4)将水泥基体加入步骤(3)得到的混合物B中，得到料浆C，其中水泥基体与碳纤维/Si3N4 微米带的质量比为50:1～200:1；
(5)将步骤(4)制备的料浆放在模具中成型，脱模后放在养护室中养护27天，即得到HfC微米线与碳纤维/ Si3N4 微米带共增强水泥。
3.根据权利要求2所述的一种HfC微米线与碳纤维/ Si3N4 微米带共增强水泥的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用电泳工艺在施加15～60V的电压、电泳时间为5-30分钟、Si3N4 微米带的质量分数为1％～5％条件下制备碳纤维Si3N4 微米带。
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