Модификация поверхностипорошок нитрида кремнияв основном достигается за счет физических и химических методов улучшения физических и химических свойствчастицы нитрида кремния.
Модификация поверхности порошка может уменьшить взаимное притяжение между частицами порошка, улучшить дисперсию порошка в среде и повысить диспергируемость суспензии порошка. В то же время также можно повысить поверхностную активность порошка нитрида кремния, повысить совместимость частиц порошка с другими веществами и тем самым создать новые свойства порошка.
Основной принципмодификация поверхности порошковпредставляет собой взаимодействие порошков с модификаторами поверхности с целью улучшения смачиваемости поверхности порошка и повышения его дисперсности в водных или органических средах.
1. Модификация поверхностного покрытия
Технология модификации поверхностного покрытия использует принципы физической или химической адсорбции для равномерного прикрепления материалов покрытия к телу с покрытием, образуя однородный и полный слой покрытия на его поверхности. Слой покрытия, образующийся на протяжении всего процесса нанесения покрытия, обычно представляет собой монослой.
Модификацию покрытия обычно разделяют на неорганическое покрытие и органическое покрытие. Неорганическое покрытие в основном относится к нанесению подходящих оксидов или гидроксидов на поверхность керамических частиц для модификации порошка, но только с точки зрения физических свойств. А органическое покрытие — это выбор некоторых органических веществ в качестве материалов покрытия, которые связываются с функциональными группами на поверхности частиц порошка и избирательно адсорбируются на поверхности керамических частиц, заставляя порошок проявлять свойства слоя покрытия.
SAT NANO добавляет диоксид циркония и оксид редкоземельного элемента оксид иттрия в качестве спекающих добавок для покрытия поверхности нитрида кремния, что приводит к увеличению плотности и улучшенной вязкости разрушения модифицированного нитрида кремния.
SAT NANO использует метод термического восстановления спирта для покрытия поверхности порошка нитрида кремния рутением и характеризует порошок с помощью инфракрасной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии.
Эта технология модификации имеет низкую стоимость, простые этапы метода и легкий контроль, но эффект после модификации часто средний.
2. Модификация кислотно-щелочной обработки поверхности.
Процессы формования керамики обычно требуют керамических суспензий для достижения высокого содержания твердых веществ и низкой вязкости, а плотность заряда на поверхности порошка оказывает значительное влияние на реологические свойства и диспергируемость порошковой суспензии. Свойства поверхностного заряда керамических порошков можно изменить путем промывки (промывка кислотой и промывка щелочью). Как следует из названия, этот метод модификации включает тщательное смешивание и промывку порошка нитрида кремния рядом концентрированных растворов кислоты или щелочи.
SAT NANO эффективно удаляет примеси, такие как Mg2+ и Ca2+, с поверхности порошка нитрида кремния посредством кислотной промывки, тем самым изменяя ионную проводимость суспензии порошка и изменяя свойства поверхности порошка.
Компания SAT NANO проанализировала РФЭС порошка после обработки кислотной промывкой и обнаружила, что степень окисления поверхности модифицированного порошка снизилась, изоэлектрическая точка порошковой суспензии увеличилась, а максимальное содержание твердых веществ в суспензии достигло 55%. Была приготовлена керамическая суспензия, пригодная для процесса литья.
В то же время определенная концентрация щелочи также может вступать в реакцию с поверхностью керамического порошка. Согласно исследованиям Ван Юнмина и др., щелочная промывная обработка позволяет снизить содержание гидроксильных групп кремния на поверхности порошка карбида кремния, снизить степень его окисления, изменить электростатическое отталкивание между частицами и улучшить реологические свойства суспензии.
3. Модификация диспергатора
Выбор подходящих или разработка новых диспергаторов на основе различий между различными типами керамических порошков играет ключевую роль в улучшении содержания твердых веществ в керамических суспензиях. Типы и количества диспергаторов имеют существенные различия по своему влиянию на изменение свойств керамики.
Диспергаторы обычно имеют как гидрофильную, так и гидрофобную структуру, и именно за счет взаимодействия между их собственными гидрофильными и гидрофобными водными группами регулируется диспергируемость керамических суспензий. К типам диспергаторов относятся поверхностно-активные вещества или полимерные электролиты, среди которых поверхностно-активные вещества включают катионные поверхностно-активные вещества и анионные поверхностно-активные вещества.
К полимерным электролитам относятся полиэтиленсульфоновая кислота, полиакриловая кислота, полиэтиленпиридин, полиэтиленимин и др. Диспергаторы могут вступать в реакции адсорбции с поверхностью порошков, включая химическую адсорбцию и физическую адсорбцию, используя силы взаимодействия между частицами (силы Ван-дер-Ваальса, электростатическое отталкивание) и принцип потенциальных эффектов стерического затруднения.
Что касается добавления диспергаторов, компания SAT NANO успешно приготовила суспензии нитрида кремния с содержанием твердых веществ от 51% до 55%, используя гидроксид тетраметиламмония (ТМАГ) и гидроксид тетраэтиламмония (ТЭАГ) в качестве добавок.
SAT NANO изучила влияние модификации нескольких различных диспергаторов на поверхность порошка нитрида кремния. Путем измерения дзета-потенциала модифицированной порошковой суспензии было обнаружено, что добавление полиакрилата аммония более благоприятно для приготовления порошковой суспензии нитрида кремния с высоким содержанием твердых веществ.
4. Модификация гидрофобности поверхности.
Модификация гидрофобности поверхности — это процесс преобразования гидроксильных групп в керамических порошках в гидрофобные группы, такие как алкил, длинноцепочечный алкил и циклические органические соединения. Эти органические соединения проявляют сильный гидрофобный эффект при сочетании с поверхностью керамических порошков, что позволяет лучше диспергировать их в дисперсионной среде и снизить вероятность агломерации.
При поверхностной прививке порошка нитрида кремния длинные цепи полимера контактируют с поверхностью порошка, а гидрофильные цепи на другом конце простираются в водной среде. В течение всего процесса диспергирования между частицами порошка действуют как силы отталкивания, так и стерические препятствия, создаваемые длинными цепями полимера, что приводит к лучшему диспергирующему эффекту суспензии.
SAT NANO является лучшим поставщиком порошка нитрида кремния в Китае. Мы можем предложить наночастицы и микронные частицы. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу sales03@satnano.com
