Correlation of Enhanced Strength and Internal Structure for Heat‐Treated Submicron Stöber Silica Particles
Correlation of Enhanced Strength and Internal Structure for Heat‐Treated Submicron Stöber Silica Particles
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热处理亚微米二氧化硅颗粒的增强强度与内部结构的相关性
DOI：
10.1002/ppsc.201300306
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发表时间：
2014
影响因子：
2.7
通讯作者：
J. Schmidt
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Romeis;J. Paul;M. Hanisch;V.R.R. Marthala;M. Hartmann;R.N. Klupp Taylor;J. Schmidt
Stöber-Fink-Bohn (SFB) 方法可以合成各种尺寸范围的球形二氧化硅颗粒。由于形成机制复杂，内部结构和相关力学性能尚不清楚。在此情况下，合成的 SFB 颗粒的内部结构通过热处理系统地改变。通过胶体滴定、红外光谱和固态核磁共振光谱进行表征，以及通过原位显微操作评估单个颗粒的机械性能，揭示了结构-性能关系。在热处理过程中，SFB颗粒变得更加致密，并且由于内部羟基的缩合，二氧化硅网络的交联得到增强。观察到的化学和结构变化反映在颗粒的机械性能上：从较低的杨氏模量和硬度开始，明显低于熔融石英的整体性能，这两个值在热处理过程中都在增加。熔融石英的硬度在 800 °C 处理后接近，在 1000 °C 处理后超过。杨氏模量接近体积值。此外，还发现了显着的塑性：持续变形极高，因此通过热处理获得了强度增强的二氧化硅球。
The Stöber–Fink–Bohn (SFB) method allows the synthesis of spherical silica particles over a wide size range. Owing to the complex formation mechanism, the internal structure and related mechanical properties are not well understood. Within this account, the internal structure of synthesized SFB particles is changed systematically by heat treatments. Characterization by colloid titration, infrared spectroscopy, and solid‐state nuclear magnetic resonance spectroscopy and the assessment of mechanical properties for single particles by in situ micromanipulation shed light on structure–property relations. Over the course of heat treatment, SFB particles become denser and owing to condensation of internal hydroxyl groups, the cross‐linking of the silica network is enhanced. The observed chemical and structural changes are reflected by the mechanical properties of the particles: starting from a low Young's modulus and hardness, clearly below the bulk properties of fused silica, both values are increasing over the course of the thermal treatment. Hardness for fused silica is approached after a treatment at 800 °C and exceeded after a treatment at 1000 °C. Young's modulus approaches the bulk value. Furthermore, a significant plasticity is found: the sustained deformations are extremely high, and thus silica spheres with enhanced strength have been obtained by the thermal treatment.
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DOI：
10.1016/0166-6622(86)80289-x
发表时间：
1986-08
期刊：
Colloids and Surfaces
影响因子：
--
作者：
A. Lecloux;J. Bronckart;Francis Noville;C. Dodet;P. Marchot;J. Pirard
通讯作者：
A. Lecloux;J. Bronckart;Francis Noville;C. Dodet;P. Marchot;J. Pirard
高分散二氧化硅的红外特征谱带
DOI：
--
发表时间：
1964
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Takamura;H. Yoshida;Kiyokatsu Inazuka
通讯作者：
Kiyokatsu Inazuka
DOI：
--
发表时间：
1968
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Lyklema
通讯作者：
J. Lyklema
生物活性玻璃上形成碳酸盐。
影响因子：
3.9
作者：
M. Cerruti;C. Morterra
通讯作者：
C. Morterra
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
--
作者：
Jianying He;Zhiliang Zhang;H. Kristiansen
通讯作者：
H. Kristiansen