Керамические частицы имеют широкий спектр применения в материаловедении, электронике, химической технологии, медицине и других областях, но из-за их высокой поверхностной энергии и легкости агрегации диспергирование всегда было ключевой проблемой при получении высокоэффективных керамических материалов. В этой статье будут представлены общие типы керамических частиц и рекомендованы подходящие диспергаторы для различных керамических материалов для улучшения стабильности дисперсии и производительности обработки.
Первый. Классификация обычных керамических частиц
По химическому составу керамические частицы можно разделить на оксиды, карбиды, нитриды, бориды и т. д. Ниже приведены некоторые типичные керамические частицы и их применение:
1. Оксидная керамика
Оксид алюминия (Al2O3): высокая твердость, высокая термостойкость, используется для абразивов, тугоплавких материалов и подложек для электронных устройств.
ZrO2 (Цирконий): Высокая прочность, используется для стоматологических реставраций, подшипников, датчиков кислорода.
SiO2 (диоксид кремния): используется в покрытиях, наполнителях и оптическом стекле.
TiO2 (диоксид титана): фотокатализ, пигмент, солнцезащитный материал.
ZnO (оксид цинка): варистор, антибактериальный материал, усилитель резины.
2. Твердосплавная керамика
SiC (усы и частицы карбида кремния): армированный и закаленный, обладает высокой теплопроводностью, износостойкий, используется в полупроводниках, тормозных колодках и компонентах, устойчивых к высоким температурам.
B4C (карбид бора): сверхтвердый материал, используемый для изготовления пуленепробиваемой брони и поглотителей нейтронов в ядерных реакторах.
WC (карбид вольфрама): режущие инструменты из твердого сплава, сверла.
3. Нитридная керамика
Si3N4 (нитрид кремния): высокая вязкость, самосмазывающийся, используется для подшипников и компонентов двигателя.
AlN (нитрид алюминия): высокая теплопроводность, изоляция, используется для изготовления подложек электронных упаковок.
BN (нитрид бора): шестиугольный BN (смазка), кубический BN (сверхтвердый абразив).
4. Боридная керамика
TiB2 (диборид титана): высокая температура плавления, электропроводность, используется в качестве материала электродов и износостойкого покрытия.
ZrB2 (диборид циркония): сверхвысокотемпературная керамика, используемая в материалах для термозащиты в аэрокосмической отрасли.
5. Композитная/функциональная керамика.
BaTiO3 (титанат бария): сегнетоэлектрический материал, используемый в конденсаторах и пьезоэлектрических устройствах.
PZT (цирконат-титанат свинца): пьезоэлектрическая керамика, используемая в датчиках и ультразвуковых преобразователях.
Второй. Проблема дисперсии керамических частиц
Керамические частицы из-за своей высокой поверхностной энергии и небольшого размера частиц (особенно наноразмерных) склонны к агломерации, что приводит к:
1. Увеличение вязкости суспензии влияет на ее реологические свойства.
2. Неравномерное спекание снижает механические свойства керамических изделий.
3. Неравномерная дисперсия покрытий или композитных материалов влияет на функциональные характеристики.
Поэтому выбор подходящего керамического диспергатора имеет решающее значение.
Третий. Классификация и выбор керамических диспергаторов
Функция керамических диспергаторов заключается в уменьшении сил Ван-дер-Ваальса между частицами и повышении стабильности суспензии. По своим химическим свойствам диспергаторы можно разделить на следующие категории:
1. Ионный диспергатор
Подходит для систем на водной основе, стабилизирует частицы за счет электростатического отталкивания.
Анионный тип (с отрицательным зарядом):
Полиакрилат натрия (ПААС): подходит для оксидной керамики, такой как Al2O3, SiO3, ZrO2 и т. д.
Додецилбензолсульфонат натрия (SDBS): обычно используется в неоксидной керамике, такой как SiC и Si3N4.
Катионный тип (с положительным зарядом):
Гексадецилтриметиламмоний бромид (ЦТАБ): подходит для отрицательно заряженных керамических частиц (например, частично ZrO2).
2. Неионные диспергаторы
Подходит для систем органических растворителей, стабилизирует частицы за счет стерических затруднений.
Поливинилпирролидон (ПВП): подходит для неоксидной керамики, такой как SiC, AlN, BN и т. д.
Полиэтиленгликоль (ПЭГ): подходит для функциональной керамики, такой как BaTiO3 и PZT.
Серия BYK (например, BYK-110): подходит для керамических суспензий с высоким содержанием твердых частиц.
3. Связующий агент
Используется для улучшения совместимости керамики и органических материалов, таких как:
Силановые связующие (KH-550, KH-570): подходят для оксидной керамики, такой как SiO2 и Al2O3.
Эфирно-титановый связующий агент (NDZ-101): подходит для керамики с высокой поверхностной энергией, такой как SiC и TiB2.
4. Полимерный диспергатор
Подходит для нанокерамических частиц для предотвращения вторичной агломерации.
Полиакриловая кислота (ПАА): подходит для нано ZrO2, TiO2 и т. д.
Полиметилметакрилат (ПММА): подходит для нитридной керамики, такой как Si3N4 и AlN.
SAT NANO — лучший поставщик керамического порошка в Китае. Если у вас есть вопросы по оксидной керамике, такой как Al2O3, SiO3, ZrO2, свяжитесь с нами по адресу sales03@satnano.com
