本文關鍵詞：亞微米鐠摻雜硅酸鋯顆粒在水中的超細研磨和分散行為，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：陶瓷噴墨打印技術與傳統(tǒng)陶瓷裝飾技術相比有巨大優(yōu)勢,已經(jīng)得到廣泛研發(fā)和應用。制備符合陶瓷噴墨打印技術要求的水基墨水正成為該領域的研究熱點之一。本論文旨在采用濕法介質攪拌磨超細研磨方法制備符合陶瓷噴墨打印技術中粒度要求的亞微米鐠摻雜硅酸鋯顆粒水基懸浮液,探討其中顆粒粉碎機制,并研究此種懸浮液中顆粒的分散穩(wěn)定性。首先,本論文第二章采用濕法介質攪拌磨超細研磨微米粒級鐠摻雜硅酸鋯色料,以制備亞微米粒級的水基懸浮液。樣品的X射線衍射和色度分析結果表明,濕法超細研磨后色料顆粒晶體的非晶化程度明顯提高,以致影響了其發(fā)色強度。另外,通過單因素試驗研究了懸浮液組成(如固含量、分散劑用量等)和研磨參數(shù)(如攪拌線速度、磨介大小及其填充率等)對超細研磨后水基懸浮液中色料顆粒粒度的影響。同時,為優(yōu)化超細研磨參數(shù),還通過正交試驗考察了四個因素(即,固含量、攪拌線速度、磨介填充率和研磨時間)對超細研磨后水基懸浮液中顆粒粒度和粒度分布的影響。結果表明,在超細研磨優(yōu)化參數(shù)下(即,固含量為30 wt.%、介質填充率為80 vol.%、攪拌線速度為6.89 1m s??、研磨時間為1.5 h)對微米粒級的鐠摻雜硅酸鋯色料超細研磨后,可獲得粒度分布較窄的亞微米粒級的水基懸浮液產(chǎn)品(中位徑50d為331 nm、粒度分布均勻性系數(shù)n為2.8272)。另外,本論文第三章采用顆粒粉碎形式的粒數(shù)衡算模型并結合實驗結果,分析了在優(yōu)化的超細研磨參數(shù)下,鐠摻雜硅酸鋯色料顆粒在研磨過程中的粉碎行為。結果表明,顆粒在水中的研磨過程中,同時存在剪切和擠壓兩種粉碎機制。在超細研磨初始階段(即,0.5 h前),較粗的顆粒主要是通過擠壓而粉碎,并伴有剪切粉碎。隨著超細研磨的進行,較細顆粒的剪切粉碎占主導作用,以致獲得亞微米粒級的顆粒。本論文第四章通過向在優(yōu)化研磨參數(shù)下超細研磨制備的亞微米粒級水基懸浮液添加不同種類化學分散劑(即,無機鹽KCl、陰離子型有機分散劑十二烷基笨磺酸鈉(SDBS)和十二烷基磺酸鈉(SDS),以及非離子型表面活性劑吐溫20(TW-20)和吐溫80(TW-80)),以探索其分散穩(wěn)定性。結果表明,添加少量(1-5 m M)的無機鹽KCl可引起懸浮液中顆粒分散不穩(wěn)定。在水基懸浮液中添加小分子有機分散劑SDBS和SDS,可改變顆粒表面的電性,并引入空間位阻作用,以改善顆粒間的分散性。但是,隨著有機分散劑用量的增加,懸浮液中的顆粒從分散穩(wěn)定過渡至分散態(tài)不穩(wěn)定態(tài)。而添加非離子型表面活性劑TW-20和TW-80并未能增加懸浮液分散穩(wěn)定性,相反地,加入此類非離子型表面活性劑后,由于吸附在顆粒表面的大分子鏈的橋聯(lián)作用,致使在懸浮液中的顆粒發(fā)生團聚。本論文第五章結合上述實驗所獲得的結果,采用顆粒團聚形式的粒數(shù)衡算模型,模擬和分析了亞微米級水基懸浮液中鐠摻雜硅酸鋯顆粒在添加無機鹽KCl和有機小分子SDBS下的分散和團聚行為。通過引入體積平均粒徑和系數(shù)c以修正模型,使其可預測在較長時間內懸浮液中顆粒的分散和團聚行為。結果表明,在添加SDBS下懸浮液中顆粒間存在兩種團聚機制。當添加0.5 wt.%SDBS時,顆粒的分散性較好;當添加3.0 wt.%SDBS時,由于顆粒表面過量的高聚物分子鏈橋聯(lián)而產(chǎn)生團聚,顆粒的分散性較差。通過選擇不同的碰撞頻率核函數(shù),模型可模擬在添加不同SDBS用量下懸浮液中顆粒粒度分布變化情形。另外,在添加KCl下,顆粒間由于雙電層靜電斥力能減少而團聚。模型通過使用擬合的Zeta電位和雙電層厚度,模擬了不同固含量(即,5-30 wt.%)的懸浮液中顆粒團聚速度和體積平均粒徑。最后,本論文給出了根據(jù)實驗結果和相應的模擬分析所獲得的結論以及對今后工作的展望。
【關鍵詞】：噴墨打印 鐠摻雜硅酸鋯 粒數(shù)衡算模型 粉碎機制 團聚行為
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.73;TQ174.64
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 符號12-15
• 第1章 前言15-27
• 1.1 引言15
• 1.2 噴墨打印15-17
• 1.2.1 噴墨打印技術簡介15
• 1.2.2 國內外陶瓷墨水的發(fā)展15-16
• 1.2.3 陶瓷噴墨打印技術問題16-17
• 1.3 硅酸鋯基陶瓷墨水17-20
• 1.3.1 制備方法17-19
• 1.3.2 陶瓷墨水主要技術要求19-20
• 1.4 亞微米懸浮液的分散穩(wěn)定性20-23
• 1.4.1 顆粒的分散穩(wěn)定理論20-22
• 1.4.2 分散試驗22-23
• 1.5 亞微米懸浮液中顆粒分散和團聚行為的模擬23-25
• 1.6 本論文的研究意義與內容25-27
• 第2章 鐠摻雜硅酸鋯亞微米水基懸浮液的超細研磨制備的試驗研究27-40
• 2.1 引言27
• 2.2 原料與設備27-28
• 2.2.1 試驗原料27-28
• 2.2.2 試驗設備28
• 2.3 試驗方法28-29
• 2.4 表征方法29
• 2.4.1 粒度分布29
• 2.4.2 Lab值29
• 2.5 結果與討論29-38
• 2.5.1 研磨時間對鐠摻雜硅酸鋯色料的結晶度和色度影響29-31
• 2.5.2 懸浮液組成對研磨效果的影響31-32
• 2.5.3 磨介尺寸及其填充率對研磨效果的影響32-34
• 2.5.4 攪拌線速度對研磨效果的影響34-35
• 2.5.5 正交試驗優(yōu)化研磨參數(shù)35-38
• 2.6 本章小結38-40
• 第3章 超細研磨中顆粒的粉碎行為的模擬分析40-47
• 3.1 引言40
• 3.2 模型展開40-41
• 3.3 試驗方法41
• 3.4 結果與討論41-46
• 3.4.1 優(yōu)化研磨參數(shù)下的Kapur函數(shù)41-42
• 3.4.2 研磨機制分析42-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第4章 制備的鐠摻雜硅酸鋯亞微米水基懸浮液的分散穩(wěn)定性試驗研究47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 試驗設備及試劑47-48
• 4.2.1 試驗設備47
• 4.2.2 試驗試劑47-48
• 4.3 試驗步驟48
• 4.4 結果與討論48-54
• 4.4.1 無機鹽對亞微米懸浮液分散穩(wěn)定性的影響48-49
• 4.4.2 離子型有機小分子表面活性劑對亞微米懸浮液分散穩(wěn)定性影響49-52
• 4.4.3 非離子型表面活性劑對亞微米懸浮液分散穩(wěn)定性的影響52-54
• 4.5 本章小結54-55
• 第5章 鐠摻雜硅酸鋯亞微米水基懸浮液的分散和團聚行為的模擬分析55-72
• 5.1 引言55
• 5.2 模型展開55-59
• 5.2.1 顆粒團聚PBM表達式55-56
• 5.2.2 核函數(shù)56-58
• 5.2.3 模型修正58-59
• 5.3 設備與材料59
• 5.3.1 試驗設備59
• 5.3.2 試驗試劑59
• 5.4 試驗步驟59-60
• 5.5 結果與討論60-70
• 5.5.1 添加SDBS下團聚試驗60-66
• 5.5.2 添加KCl下團聚試驗66-70
• 5.6 本章小結70-72
• 結論與展望72-74
• 結論72-73
• 展望73-74
• 參考文獻74-85
• 攻讀碩士期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王利軍,梁興國,劉志華,張友蘭;噴墨打印技術及噴墨打印用墨水[J];電子計算機與外部設備;1997年04期

  本文關鍵詞：亞微米鐠摻雜硅酸鋯顆粒在水中的超細研磨和分散行為，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：306943