SiC作為一種性能優(yōu)異的非氧化物陶瓷材料有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值,高固含量低粘度的SiC漿料是制備優(yōu)異重結(jié)晶SiC陶瓷制品的前提。本文通過對(duì)FMT(國(guó)產(chǎn))SiC和SGB(進(jìn)口)SiC粉體性能的差異對(duì)比,SiC漿料穩(wěn)定分散機(jī)理的探討,對(duì)FMT SiC粉體進(jìn)行接枝聚合包覆改性制得了性能較原始SiC粉有明顯提升的改性SiC粉體。主要研究結(jié)論如下:1.FMT SiC粉體與SGB SiC粉體的表面性質(zhì)及漿料性能都存在明顯差距:兩種粉體的粒徑分布大體一致,分布在0.1～10 μm之間;FMT SiC粉體的顆粒形貌多為片狀多面體,而SGB SiC粉體的顆粒較為規(guī)則均一。SGB SiC粉體的堆積密度為0.85 g/cm3大于FMT SiC粉體的堆積密度0.77g/cm3,SGBSiC粉體的接觸角為14°,FMTSiC粉接觸角為22°。在漿料固含量、分散性及流變特性方面,SGB SiC漿料的最大固含量為65%,遠(yuǎn)高于FMTSiC漿料的40%,同時(shí)體積固含量為10%條件下SGB SiC漿料24h沉降率為40%,FMT沉降率為100%。同一固含量條件下SGB SiC漿料比FMT SiC漿料粘度低,剪切速率為100s-1時(shí),FMT SiC漿料粘度值為350mPa · s-1,SGB SiC漿料粘度值為16mPa ·s-1。2.采用球磨分散的方法制備了高固含量低粘度的SiC漿料。PVP、KH560、TMAH三種改性劑改性SiC粉最大體積固含量分別為46%,50%和58%,TMAH改性SiC粉漿料的Zeta電位值最大,為-34.7mv,體積固含量為10%條件下24h沉降率由原來(lái)的100減小至60%,分散穩(wěn)定性最好。三種改性劑均可減小碳化硅粉體漿料粘度,TMAH改性SiC粉體漿料在相同體積固相含量同一剪切速率條件下的粘度值最低,在體積固含量為55%時(shí),剪切速率為100s-1時(shí),粘度值為1218mPa·s-1。3.采用接枝聚合包覆改性的方法對(duì)SiC粉體進(jìn)行表面改性,制得了超細(xì)改性SiC粉體。探究了改性工藝的最佳工藝參數(shù):第一步硅烷偶聯(lián)劑預(yù)處理采用球磨方式,反應(yīng)時(shí)間為2h,添加量為1%;第二步接枝聚合溫度為90℃,聚合時(shí)間為4h,單體丙烯酰胺的用量為3%,引發(fā)劑過硫酸銨的用量為0.5%。聚丙烯酰胺在SiC表面的包覆率為2.6%。SiC粉體經(jīng)改性后,中位徑由1.21 μ m增至1.23 μ m,堆積密度由初始0.77g/cm3增至0.90g/cm3。改性后的SiC漿料最大固含量由原始的40%增大至55%,體積固含量10%條件下24h沉降率為39%,分散穩(wěn)定性和流動(dòng)性大大提升。改性后的SiC粉只是表面性質(zhì)發(fā)生了改變,仍保有SiC的物相結(jié)構(gòu)
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ174.1
【部分圖文】：

圖１－１硅羥基與水作用氫鍵示意圖逡逑ｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｙｄｒｏｇｅｎ邋ｂｏｎｄ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｈｙｄｒｏｘｙ邋ａｎ機(jī)理逡逑微米級(jí)的超細(xì)碳化硅粉體之間存在很強(qiáng)的團(tuán)是由于碳化硅粉體在超細(xì)粉碎的過程中由于大量的電荷，這些粒子極不穩(wěn)定，非常容易由于粉體表面帶有大量能量，使得粉體表面低表面能，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。正是由于碳化硅體漿料的使用性能較差，因此必須要對(duì)碳化之間的團(tuán)聚作用［＇這樣便可提高粉體在水、流動(dòng)性好的粉體漿料。因此表面改性是一

邐／Ｈ逡逑／邋＼0＿Ｈ－－0／逡逑圖１－１硅羥基與水作用氫鍵示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｈｙｄｒｏｇｅｎ邋ｂｏｎｄ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｈｙｄｒｏｘｙ邋ａｎｄ邋ｗａｔｅｒ逡逑１．４邋ＳｉＣ粉體改性機(jī)理逡逑粒徑處于微米亞微米級(jí)的超細(xì)碳化硅粉體之間存在很強(qiáng)的團(tuán)聚作用。原因主逡逑要來(lái)自于兩方面。一是由于碳化硅粉體在超細(xì)粉碎的過程中由于磨擦、撞擊等機(jī)逡逑械作用使其表面積累大量的電荷，這些粒子極不穩(wěn)定，非常容易通過庫(kù)侖力的作逡逑用集聚一起［１８］。二是由于粉體表面帶有大量能量，使得粉體表面能過高，這些粒逡逑子會(huì)通過聚集團(tuán)聚降低表面能，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。正是由于碳化硅粉體顆粒之間的逡逑團(tuán)聚使得配制成的粉體漿料的使用性能較差，因此必須要對(duì)碳化硅粉體進(jìn)行表面逡逑改性以減小粉體顆粒之間的團(tuán)聚作用［＇這樣便可提高粉體在水中的分散性能，逡逑同時(shí)可制得固含量高、流動(dòng)性好的粉體漿料。因此表面改性是一種制備高性能粉逡逑體漿料的有效途徑。逡逑３逡逑

圖１－３邋ＳｉＣ接枝改性反應(yīng)機(jī)理逡逑Ｆｉｇｌ－３邋Ｉｍａｇｅ邋ｏｆ邋ＳｉＣ邋ｇｒａｆｔ邋ａｃｔｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑圖１－３為一種ＳｉＣ表面接枝聚合改性機(jī)制圖，接枝聚合包覆改性相比于傳統(tǒng)逡逑改性方法具有穩(wěn)定性強(qiáng)、改性效果顯著、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是改性ＳｉＣ粉體很有逡逑前景的一種改性方法。逡逑１．７邋ＳｉＣ常用改性劑種類逡逑改性劑是顆粒表面通過吸附、反應(yīng)、包覆將其包覆在顆粒表面，將顆粒表面逡逑原始的性質(zhì)替換成改性劑的性質(zhì)［３７］，因此改性劑的選取對(duì)于表面改性的重要性不逡逑言而喻。超細(xì)粉體的應(yīng)用一般都尤其特定的背景和條件，而對(duì)改性劑的選取也要逡逑示具體條件而定，根據(jù)使用目的和工業(yè)條件分別選取不同種類的改性劑。經(jīng)常用逡逑的改性劑一般有如下幾種：偶聯(lián)劑類、表面活性劑類、聚合物類、超分散劑類、逡逑水溶性高分子類［３８］，這幾類改性劑均可明顯改變粉體顆粒的表面性質(zhì)，起到改性逡逑粉體漿料性能的作用。逡逑７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鐵生年;李星;;硅烷偶聯(lián)劑對(duì)碳化硅粉體的表面改性[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2011年03期

2 郭興忠;楊輝;朱林;朱瀟怡;張玲潔;沈建超;;水基納米SiC復(fù)合料漿的流變性能和穩(wěn)定性[J];化工學(xué)報(bào);2010年12期

3 陳素華;張春麗;;氫等離子體處理SiC表面技術(shù)的研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年11期

4 邱軍付;楊筠;李江濤;;表面預(yù)處理對(duì)燃燒合成β-SiC粉體水基漿料流動(dòng)性的影響[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2010年04期

5 曾桂生;鄒建平;彭強(qiáng);溫珍海;李永佳;裴崇;;硅烷類偶聯(lián)劑KH-570對(duì)T-ZnOw的表面改性研究[J];功能材料;2010年03期

6 宋其圣;郭新利;苑世領(lǐng);劉成卜;;十二烷基苯磺酸鈉在SiO_2表面聚集的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

7 徐愛嬌;鄭淵蔚;張昕;;PEI季銨鹽的陽(yáng)離子特性研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年07期

8 湯志鳴;湯文明;曹菊芳;趙學(xué)法;吳玉程;鄭治祥;;SiC/TiAl界面固相反應(yīng)研究[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2008年03期

9 崔升;沈曉冬;肖蘇;高志強(qiáng);;納米碳化硅的表面改性和分散性研究[J];精細(xì)化工;2008年04期

10 蘇小紅;周波;武七德;吉曉莉;;碳化硅粉體表面改性對(duì)分散性能的影響研究[J];中國(guó)粉體技術(shù);2007年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 華勇;碳化硅微粉表面改性及其在磨具中的應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2816493