초미세 탄화규소 분말은 높은 화학적 불활성, 고경도, 고융점 등 우수한 특성을 지닌 우수한 무기재료로 제조업에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 표면 활성이 낮기 때문에 특정 산업 응용 시나리오에서는 우수한 성능을 달성하기가 어렵습니다. 따라서 초미립 탄화규소 분말의 표면 개질 방법에 대한 연구는 매우 중요하다.

이 기사에서는 초미세 탄화규소 분말의 두 가지 표면 개질 방법을 소개하고 개질된 분말을 테스트하고 특성화합니다.

첫째, 고분자 전해질을 통한 개질 방법이 소개된다. 이 방법은 양이온 고분자 전해질 폴리디메틸암모늄 클로라이드(PDADMAC) 또는 음이온 고분자 전해질 나트륨 폴리스티렌 설포네이트(PSS)를 사용하여 초미세 탄화규소 분말을 개질합니다. 구체적인 공정은 탈이온수에서 SiC 분말과 함께 PDADMAC 또는 PSS를 6시간 동안 교반한 다음, 3500rpm에서 10분간 원심분리하고, 원심분리된 분말을 90℃에서 12시간 동안 건조하여 고분자 전해질 개질된 SiC 분말을 얻는 과정입니다. 이 방법은 초미립 탄화규소 분말 표면에 고분자 전해질층을 형성하여 표면 활성을 높이고 안정성과 분산성을 향상시킬 수 있습니다.

둘째, 개질을 위해 계면활성제를 사용하는 방법을 소개한다. 이 방법은 비이온성 계면활성제 옥타데실아민 폴리옥시에틸렌 에테르(AC1830)와 음이온성 고분자 전해질 나트륨 폴리스티렌 설포네이트(PSS)를 사용하여 탄화규소를 공동으로 개질합니다. 구체적인 작동 방법은 자기 교반기를 사용하여 원래의 탄화규소 분말 50g과 탈이온수 50ml를 혼합하는 것입니다. 혼합물을 0-6시간 동안 교반하고; 0.1-1.5wt% AC1830(SiC 분말의 질량 기준)을 첨가하고 슬러리를 0-6시간 동안 교반합니다. 과도한 개질제로 인한 부정적인 영향을 최소화하려면 슬러리를 3500rpm에서 5분간 원심분리하고 상층액을 제거한 후 침전물을 탈이온수 50ml에 다시 분산시킨 후 다시 원심분리합니다. 침전물을 90℃ 오븐에서 12시간 동안 건조시킨 후 분쇄하여 AC1830으로 개질된 SiC 분말을 얻는 단계; PSS를 사용하여 위 작업을 반복합니다. 마지막으로, 개질된 탄화규소 분말을 탈이온수에 균일하게 분산시켜 개질된 탄화규소 슬러리를 얻는다. 이 방법은 계면활성제 분자층을 형성하고, 초미립 탄화규소 분말의 표면 특성을 향상시키며, 안정성, 분산성, 사용성을 향상시킬 수 있습니다.

개질된 초미립 탄화규소 분말을 시험하고 특성화할 때 SEM, XRD, 입자 크기 분포, 슬러리 점도, 고형분 함량, 제타 전위 및 기타 방법이 주로 사용되었습니다. 그 중, SEM 관찰 결과는 변성 탄화규소 분말의 표면이 더 매끄러워지고 입자가 더 균일하다는 것을 보여줍니다. XRD 테스트 결과, 개질된 탄화규소 분말의 결정화 성능에는 변화가 없는 것으로 나타났습니다. 입자 크기 분포 결과는 개질된 탄화규소 분말이 보다 균일한 입자 분포와 보다 안정적인 입자 크기를 가짐을 보여줍니다. 슬러리 점도, 고형분 함량, 제타 전위 및 기타 지표에 대한 테스트 결과도 변형된 탄화규소 분말의 분산성과 안정성이 더 우수하다는 것을 보여줍니다.

변형 효과: (1) PDADMAC는 정전기적 인력 상호 작용을 통해 SiC 입자 표면에 흡착됩니다. 둘 사이의 높은 친화력 흡착으로 인해 SiC 표면에서 PDADMAC의 흡착 구성은 편평하며, 흡착량, 흡착 구성 및 개질 효과는 분자량 변화에 따라 변하지 않습니다. 변형된 pH값은 11, 첨가량은 0.24wt%, 온도는 90℃, 변형시간은 6시간이다. PDADMAC의 흡착은 SiC 표면의 전하를 역전시키기 때문에 변형된 SiC 분말을 물 매질에 용해시켜 pH 값을 3으로 조정하고, 변형된 SiC 분말은 정전기적 입체 안정화 메커니즘을 통해 물 매질에 균일하게 분산되며, 50vol.%를 사용하여 점도 0.138Pa의 SiC 슬러리를 제조하였다. s 고체상 함량 하에 있습니다. (2) 폴리스티렌 설폰산 나트륨(PSS)은 수소 결합과 반 데르 발스 힘을 통해 SiC 입자 표면에 흡착됩니다. 둘 사이의 정전기적 반발 상호 작용으로 인해 SiC 표면의 PSS 흡착 구성은 원형 및 꼬리 모양을 가지며, PSS의 분자량이 증가함에 따라 SiC 입자 표면의 원형 구성이 확장되어 흡착 용량이 증가합니다. , 수정 효과가 향상됩니다. Mw=1000000의 분자량을 갖는 PSS를 사용하면 변형 과정에서 pH 값이 조정되지 않습니다. 첨가량은 0.3wt%, 온도는 90℃, 변성시간은 6시간이다. 개질된 SiC 분말을 물 매질에 용해시키고, pH 값을 11로 조정하였다. 개질된 SiC 분말은 정전기적 입체 안정화 메커니즘을 통해 물 매질에 균일하게 분산되었다. 슬러리 점도 0.098Pa에 해당하는 고형분 함량(45vol.%)을 갖는 SiC 슬러리를 얻었다. 에스. (3) 비이온성 계면활성제 옥타데실아민 폴리옥시에틸렌 에테르(AC1830)와 음이온 고분자 전해질 나트륨 폴리스티렌 설포네이트(PSS)를 탄화규소 분말을 개질하기 위한 개질제로 사용했습니다. AC1830의 흡착은 표면 전하의 영향을 받지 않고 일부 전하를 차폐할 수 있으며 PSS의 흡착 사이트 역할을 하여 SiC 표면에서 PSS의 흡착을 촉진할 수 있습니다. 점도 0.039Pa를 준비했습니다. s 및 고형분 함량 50vol.%의 SiC 슬러리로 사출 성형에 적합합니다. 제타 전위법은 이 방법으로 수정된 SiC 분말의 등전점(IEP)이 왼쪽으로 크게 이동했음을 나타냅니다. 정착 실험에서는 분산 안정성이 크게 향상되었음을 보여줍니다. 접촉각 측정을 통해 개질제가 분말 표면에 성공적으로 흡착되고 친수성 그룹을 제공하여 분말의 습윤성을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 흡착 테스트 결과는 SiC 분말 및 AC1830 변형 SiC 분말에 대한 PSS의 등온 및 동역학 흡착 모델이 Langmuir 모델 및 PSO(pseudo second order) 모델을 준수함을 나타냅니다.SiC 표면에 AC1830을 흡착하면 PSS의 흡착 용량이 향상됩니다.

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