Keramičke čestice imaju širok raspon primjena u znanosti o materijalima, elektronici, kemijskom inženjerstvu, medicini i drugim poljima, ali zbog njihove visoke površinske energije i karakteristika lakog agregiranja, disperzija je uvijek bila ključni izazov u pripremi keramičkih materijala visokih performansi. Ovaj će članak predstaviti uobičajene tipove keramičkih čestica i preporučiti prikladne disperzante za različite keramičke materijale kako bi se poboljšala stabilnost disperzije i učinkovitost obrade.
Prvi. Klasifikacija uobičajenih keramičkih čestica
Keramičke čestice prema kemijskom sastavu možemo podijeliti na okside, karbide, nitride, boride itd. Slijede neke tipične keramičke čestice i njihove primjene:
1. Oksidna keramika
Aluminijev oksid (Al2O3): visoka tvrdoća, otpornost na visoke temperature, koristi se za abrazive, vatrostalne materijale i elektroničke podloge.
ZrO2 (cirkonij): visoka žilavost, koristi se za zubne restauracije, ležajeve, senzore za kisik.
SiO2 (silicijev dioksid): koristi se u premazima, punilima i optičkom staklu.
TiO2 (titanijev dioksid): fotokataliza, pigment, materijal za zaštitu od sunca.
ZnO (cinkov oksid): Varistor, antibakterijski materijal, sredstvo za ojačanje gume.
2. Karbidna keramika
SiC (brkovi i čestice silicijevog karbida): ojačan i ojačan, visoko toplinski vodljiv, otporan na habanje, koristi se u poluvodičima, kočionim pločicama i komponentama otpornim na visoke temperature.
B4C (bor karbid): supertvrdi materijal koji se koristi za neprobojne oklope i apsorbere neutrona u nuklearnim reaktorima.
WC (volfram karbid): alati za rezanje od tvrde legure, svrdla.
3. Nitridna keramika
Si3N4 (silicijev nitrid): visoka žilavost, samopodmazivanje, koristi se za ležajeve i komponente motora.
AlN (aluminijev nitrid): visoka toplinska vodljivost, izolacija, koristi se za podloge za elektroničko pakiranje.
BN (bor nitrid): heksagonalni BN (mazivo), kubni BN (supertvrdi abraziv).
4. Boridna keramika
TiB2 (titan diborid): visoko talište, vodljiv, koristi se kao materijal za elektrode i premaz otporan na habanje.
ZrB2 (cirkonijev diborid): keramika ultra visokih temperatura koja se koristi za materijale za toplinsku zaštitu u zrakoplovstvu.
5. Kompozitna/funkcionalna keramika
BaTiO3 (barijev titanat): feroelektrični materijal koji se koristi u kondenzatorima i piezoelektričnim uređajima.
PZT (olovni cirkonat titanat): piezoelektrična keramika koja se koristi u senzorima i ultrazvučnim pretvaračima.
Drugi. Problem disperzije keramičkih čestica
Keramičke čestice, zbog svoje visoke površinske energije i male veličine čestica (osobito čestice nanomjere), sklone su aglomeraciji, što dovodi do:
1. Povećanje viskoznosti kaše utječe na njezina reološka svojstva.
2. Neravnomjerno sinteriranje smanjuje mehanička svojstva keramičkih proizvoda.
3. Neravnomjerna disperzija u premazima ili kompozitnim materijalima utječe na funkcionalnu izvedbu.
Stoga je odabir odgovarajućeg keramičkog disperzanta ključan.
Treći. Klasifikacija i izbor keramičkih disperzanata
Funkcija keramičkih disperzanata je smanjiti van der Waalsove sile između čestica i poboljšati stabilnost suspenzije. Prema kemijskim svojstvima disperzanti se mogu podijeliti u sljedeće kategorije:
1. Ionski dispergant
Prikladno za sustave na bazi vode, stabilizirajući čestice putem elektrostatskog odbijanja.
Anionski tip (s negativnim nabojem):
Natrijev poliakrilat (PAAS): pogodan za oksidnu keramiku kao što su Al2O3, SiO3, ZrO2, itd.
Natrijev dodecilbenzensulfonat (SDBS): obično se koristi u neoksidnoj keramici kao što su SiC i Si3N4.
Kationski tip (s pozitivnim nabojem):
Heksadeciltrimetilamonijev bromid (CTAB): pogodan za negativno nabijene keramičke čestice (kao što je djelomično ZrO2).
2. Neionski disperzanti
Prikladno za sustave organskih otapala, stabiliziranje čestica kroz steričke smetnje.
Polivinilpirolidon (PVP): pogodan za neoksidnu keramiku kao što su SiC, AlN, BN, itd.
Polietilen glikol (PEG): pogodan za funkcionalnu keramiku kao što su BaTiO3 i PZT.
BYK serija (kao što je BYK-110): pogodna za keramičke kaše s visokim sadržajem krutine.
3. Sredstvo za spajanje
Koristi se za poboljšanje kompatibilnosti između keramike i organskih podloga, kao što su:
Silanska sredstva za spajanje (KH-550, KH-570): pogodna za oksidnu keramiku kao što su SiO2 i Al2O3.
Sredstvo za spajanje estera titana (NDZ-101): pogodno za keramiku visoke površinske energije kao što su SiC i TiB2.
4. Polimerni dispergant
Prikladno za nano keramičke čestice za sprječavanje sekundarne aglomeracije.
Poliakrilna kiselina (PAA): pogodna za nano ZrO2, TiO2, itd.
Polimetil metakrilat (PMMA): pogodan za nitridne keramike kao što su Si3N4 i AlN.
SAT NANO je najbolji dobavljač keramičkog praha u Kini, ako imate upit o oksidnoj keramici kao što su Al2O3, SiO3, ZrO2, slobodno nas kontaktirajte na sales03@satnano.com
