SiC prahširoko je korišten materijal u raznim primjenama kao što su elektronički uređaji, premazi i kompoziti. Međutim, njegova aglomeracija i neadekvatna disperzija u vodenom mediju ograničavaju njegovu učinkovitost. Stoga su tehnike modifikacije površine bitne za poboljšanje svojstava SiC praha. Ovaj članak raspravlja o dvije metode za površinsku modifikaciju ultrafinog SiC praha: PDADMAC i PSS modifikacija i AC1830 modifikacija surfaktanta.
PDADMAC i PSS modificirana metoda
Metoda modifikacije PDADMAC i PSS uključuje upotrebu kationskih i anionskih polielektrolita za modificiranje površine SiC praha. Proces uključuje miješanje praha SiC u deioniziranoj vodi s PDADMAC ili PSS tijekom 6 sati, nakon čega slijedi centrifugiranje na 3500 okretaja u minuti tijekom 10 minuta. Dobiveni modificirani SiC prah se suši na 90 ℃ 12 sati kako bi se dobio polielektrolitom modificirani SiC prah.
AC1830 Metoda modifikacije surfaktanta
Metoda modifikacije surfaktanta AC1830 uključuje upotrebu neionskog površinski aktivnog agensa, AC1830, u kombinaciji s PSS za modifikaciju površine SiC praha. Proces uključuje miješanje SiC praha u deioniziranoj vodi 0-6 sati s AC1830 i PSS u koncentraciji od 0,1-1,5 wt% (temeljeno na masi SiC praha). Rezultirajuća smjesa se centrifugira na 3500 okretaja u minuti tijekom 5 minuta kako bi se uklonio višak surfaktanta. Talog se redispergira u deioniziranoj vodi i ponovno centrifugira. Modificirani SiC prah se suši na 90 ℃ 12 sati, a zatim melje kako bi se dobio AC1830- i PSS-modificirani SiC prah.
Ispitivanje i karakterizacija
Modificirani SiC prah karakteriziran je različitim tehnikama kao što su skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM), difrakcija X-zraka (XRD), raspodjela veličine čestica, viskoznost kaše, sadržaj krutine i Zeta potencijal. SEM slike pokazuju da je modificirani SiC prah imao ujednačeniju raspodjelu veličine čestica u usporedbi s nemodificiranim SiC prahom. XRD analiza nije pokazala značajne promjene u kristalnoj strukturi modificiranog SiC praha, što ukazuje da proces modifikacije nije utjecao na kristalnu strukturu SiC praha. Viskoznost kaše se povećavala s povećanjem sadržaja krutine i koncentracije surfaktanta. Zeta potencijal bio je negativan i za PDADMAC/PSS- i za AC1830-modificirani SiC prah, što ukazuje na prisutnost negativnih naboja na površini modificiranog SiC praha.
Učinak modifikacije: (1) PDADMAC se adsorbira na površinu SiC čestica putem interakcije elektrostatskog privlačenja. Zbog adsorpcije visokog afiniteta između njih dvoje, adsorpcijska konfiguracija PDADMAC-a na SiC površini je ravna, a adsorpcijska količina, adsorpcijska konfiguracija i učinak modifikacije ne mijenjaju se s promjenom molekularne težine. Modificirana pH vrijednost je 11, količina dodatka je 0,24 wt%, temperatura je 90 ℃, a vrijeme modifikacije je 6 sati. Budući da adsorpcija PDADMAC-a čini naboj na površini SiC obrnutim, modificirani SiC prah se otapa u vodenom mediju kako bi se podesila pH vrijednost na 3, a modificirani SiC prah se ravnomjerno raspršuje u vodenom mediju putem mehanizma elektrostatske steričke stabilizacije, i 50 vol.% je pripremljen SiC kaša viskoznosti od 0.138Pa. s ispod sadržaja čvrste faze. (2) Natrijev polistiren sulfonat (PSS) adsorbira se na površinu SiC čestica vodikovim vezama i van der Waalsovim silama. Zbog elektrostatske odbojne interakcije između to dvoje, adsorpcijska konfiguracija PSS-a na površini SiC je kružna i u obliku repa, a kako se molekularna težina PSS-a povećava, njegova kružna konfiguracija na površini SiC čestica se širi, adsorpcijski kapacitet se povećava , a učinak modifikacije se poboljšava. Upotrebom PSS-a s molekularnom masom od Mw=1000000, pH vrijednost se ne podešava tijekom procesa modifikacije. Dodatna količina je 0,3 mas. %, temperatura je 90 ℃, a vrijeme modifikacije je 6 sati. Modificirani prah SiC otopljen je u vodenom mediju, a pH vrijednost je podešena na 11. Modificirani prah SiC jednoliko je dispergiran u vodenom mediju pomoću mehanizma elektrostatske steričke stabilizacije. Dobivena je kaša SiC s visokim sadržajem krutine (45 vol.%), što odgovara viskoznosti smjese od 0,098 Pa. s. (3) Neionski surfaktant oktadecilamin polioksietilen eter (AC1830) i anionski polielektrolit natrij polistiren sulfonat (PSS) korišteni su kao modifikatori za modifikaciju praha silicijevog karbida. Na adsorpciju AC1830 ne utječu površinski naboji, može zaštititi neke naboje i može poslužiti kao adsorpcijsko mjesto za PSS, promičući adsorpciju PSS-a na površini SiC-a. Pripremljena viskoznost od 0,039 Pa. s i čvrstim sadržajem od 50 vol.% SiC kaše pogodne za injekcijsko prešanje. Metoda Zeta potencijala pokazuje da je izoelektrična točka (IEP) SiC praha modificiranog ovom metodom značajno pomaknuta ulijevo. Pokus slijeganja pokazuje da je stabilnost disperzije značajno poboljšana. Mjerenje kontaktnog kuta pokazuje da se modifikator uspješno adsorbira na površinu praha i osigurava hidrofilne skupine, čime se poboljšava močivost praha. Rezultati adsorpcijskog testa pokazuju da su izotermni i kinetički modeli adsorpcije PSS-a na SiC prahu i AC1830 modificiranom SiC prahu u skladu s Langmuirovim modelom i modelom pseudo drugog reda (PSO). Adsorpcija AC1830 na površini SiC poboljšala je adsorpcijski kapacitet PSS-a.
SAT NANO je jedan od najboljih dobavljačaprah silicijevog karbidau Kini, možemo ponuditi veličinu čestica od 50 nm, 100 nm, 1-3 um, ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno nas kontaktirajte na sales03@satnano.com