高固相、低粘度的碳化硅漿料是利用注漿成型技術制備高質量重結晶碳化硅陶瓷材料的前提條件。而高分散性的碳化硅粉體是注漿成型技術的必要條件。但是,粒徑小、表面能高的碳化硅粉體在水中很容易發(fā)生團聚,達不到注漿成型工藝對粉體分散性的要求。為了消除碳化硅粉體在水中的團聚和提高其分散性,通常利用表面改性的方法對粉體進行改性,進而提高粉體在水中的分散性。即通過選擇合適的改性劑對碳化硅粉體進行表面包覆達到改變顆粒表面的性質,進而阻止顆粒之間的團聚和提高顆粒在水中的分散性。本文主要研究內容包括:1、高分子聚乙烯比咯烷酮（PVP）和四甲基氫氧化銨（TMAH）共同改性碳化硅實驗表明聚合物高分子聚乙烯比咯烷酮和TMAH在改性碳化硅粉體過程中分別可以增加顆粒之間的空間位阻作用和提高顆粒的雙電層厚度。兩種改性劑共同改性碳化硅粉體可以明顯提高其在水中的分散性。2、硅烷偶聯(lián)劑KH590和TMAH共同改性碳化硅實驗表明酸性硅烷偶聯(lián)劑可以提高TMAH在碳化硅表面的吸附,改性后的粉體之間的靜電排斥力得到顯著提高。通過正交實驗進一步優(yōu)化實驗參數(shù),結果表明四個因素對改性效果的影響從大到小依次是硅烷偶聯(lián)劑KH590添加量、四甲基氫... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１靜電排斥機理示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

?第一章緒論???顆粒外表面的高分子相互接觸，這層吸附在粉體表面的高分子層相互接觸后產(chǎn)生一定??的阻力可以阻止粉體繼續(xù)相互靠近。因此，可以阻止粉體之間的進一步團聚現(xiàn)象。??如圖１－２所示，當改性后的粉體分散到水中后，親水性高分子層會促進粉體在水??中的分散。吸附在碳化硅表面的這層高分子層就會在兩個碳化硅顆粒之間起到一種阻??礙作用，通過這種空間阻力可以達到消除顆粒之間團聚的目的。??傷?＾?ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ?讓傷??圖１－２空間位阻機理示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｐａｔｉａｌ?ｓｔｅｒｉｃ?ｈｉｎｄｒａｎｃｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??１．５．?３空間位阻和靜電排斥協(xié)同作用??空間位阻與靜電排斥協(xié)同作用一般是通過兩步改性完成的，第一步是在粉體表面??包裹一層親水性高分子層，然后在顆粒表面繼續(xù)吸附一層強電解質［３°］。首先包裹的親??水性高分子層可以起到空間位阻作用以提高顆粒的分散性和親水性。然后再吸附一層??電解質。當靜電排斥作用力不足以抵消顆粒之間的吸引時，兩個顆粒會繼續(xù)相互靠近。??此時，包裹在顆粒表面的高分子層會進一步起到阻礙兩個顆粒相互靠近的作用。??如圖１－３所示，在高分子層上吸附一層強電解質或者分散劑。這樣在顆粒表面上??會帶上相同電性的電荷（例如正電荷）。表面最外層的電荷之間產(chǎn)生的靜電排斥力不??足以分散粉體時，內層的高分子層會進一步起到空間位阻作用，增強顆粒之間的空間??阻力。因此，通過這兩種作用力的協(xié)同作用可以更加有效的阻止顆粒之間的團聚和提??高顆粒的分散性。一般情況下，通過合理設計使這兩種改性劑能夠更好的協(xié)同改性粉??體。利用空

北京化工大學碩士學位論文??｛泰＿?翁＾鐵??ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ?＇?￣?＾?＾??＿?＿?雜戶＿??圖１－３空間位阻與靜電排斥機理示意圖??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｐａｔｉａｌ?ｓｔｅｒｉｃ?ｈｉｎｄｒａｎｃｅ?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ?ｒｅｐｕｌｓｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??１．６表面改性的方法??由于碳化硅粉體具有顆粒孝表面能高等特點。當把碳化硅原粉分散到水中后很??難形成高固相含量、低粘度的漿料。同時，團聚也會使這些微粉失去原有的某些效應??而影響材料的本身優(yōu)良的性質［３１’３２］。一般情況下，碳化硅粉體改性主要是利用碳化硅??粉體和改性劑之間的相互作用使改性劑包覆在碳化硅表面以達到提高粉體分散性的??目的。分散機理主要有改變粉體之間的靜電力或者增加粉體之間的空間位阻。另外，??用親水性的高分子對粉體進行改性也會改善改性粉體與水之間的相容性和分散速率。??由于改性粉體表面性質很大程度取決于改性劑的性質。因此，改性粉體表面有時會產(chǎn)??生新的理化性質和其他新的功能［３３］。??一般情況，粉體表面改性的目的是增加改性粉體表面的親水性和疏水性。如果要??增加改性粉體的疏水性，則要選擇疏水性改性劑。如果要增加改性粉體的親水性，則??要選擇親水性改性劑。這樣改性后的粉體與溶劑之間才會具有更好的相容性。??１．６．１偶聯(lián)改性法??偶聯(lián)改性法［３４’３５３是指粉體顆粒的表面與改性的偶聯(lián)劑發(fā)生反應，粉體和偶聯(lián)劑分??子之間除了有像離子鍵、共價鍵等比較強的化學鍵外，還存在像范德華力、氫鍵或配??位鍵等相對較弱的相互作用力。通過多種相互作用力可以促使偶聯(lián)劑包覆在

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3375299