硅烷偶联剂表面改性SiC粉体及其浆料流变性能

选取不同种类的硅烷偶联剂,采用球磨工艺,在乙醇介质中对Si C粉体表面进行包覆改性。结果表明:硅烷偶联剂的种类和化学结构对改性后Si C浆料的性能影响较大,添加质量分数为0.10%的硅烷偶联剂KH-560改性后Si C浆料的固含量增大,流变性显著提高;总有机碳分析仪测定水洗浆料上层液体中有机残留物结果显示,硅烷偶联剂在粉体表面形成了较好的包覆层,浆料稳定性得到提高。

SiC粉体的微观差异性及其浆料的流变性质

选取国内外2种不同的SiC粉体,通过X射线衍射、能谱、透射电镜和粒度分布等测试方法对其组成、晶型、粒度及表面性质进行研究。结果表明,2种粉体的化学组成、微观结构几乎一致,但浆料的流变性质却存在显著性的差异;用国外粉体可制备出固相体积分数高达55%的低黏度稳定浆料,而国产粉体可形成最高固相体积分数为40%的浆料,且出现剪切变稠现象;粉体表面性质的微观差异性是导致浆料流变性质不同的主要原因。

SiC粉体表面氧化层的活化与其浆料流变性研究

SiC粉体表面SiO_(2)氧化层对其浆料粘度、流变性产生的影响一直是胶态成型技术关注的问题。采用NaOH、KOH和Na_(2)CO_(3)三种不同强度的碱性溶液对SiC粉体进行处理,考察碱性溶液对SiO_(2)氧化层的活化以及对粉体分散稳定性产生的影响。Zeta电位测试表明,中性时Na_(2)CO_(3)处理后粉体表面的电位绝对值比酸洗粉体提高了16.8 mV,pH值为10时达到67.8 m V。所制备固相含量为35 vol%的浆料,粘度低、稳定性好。因此,适度活化SiC粉体表面氧化层有助于改善浆料的流变性能。

SiC粉体表面乙酸的吸附与其浆料流变性研究

针对大分子有机改性剂易造成SiC浆料黏度升高的问题,探索采用乙酸、乙醇等小分子有机物在溶剂热环境中与SiC粉体相互作用的可行性。考察小分子极性有机物在粉体表面的吸附状态,以及粉体在水相中的分散稳定性和流变性能。TOC(总有机碳)测试表明,经过120℃溶剂热处理后,乙酸分子牢固地吸附于SiC粉体表面,增加了表面疏水性减少了粉体与水的结合,同时Zeta电位得到了进一步的提高,pH值10.2时为-67.7 mV。与原始粉体相比,用乙酸溶剂热处理后的SiC粉体所制备的固含量为35 vol%的浆料,黏度低、流变性好。

SiC粉体预处理对浆料流变性能的影响

本文采用ICP-AES测定了去离子水洗涤,酸洗和碱洗等SiC粉体预处理过程中金属离子的含量,研究了杂质离子对SiC浆料流变性能的影响。XRD和TEM测试表明:SiC粉体在低浓度酸碱洗涤过程中,晶型和形貌几乎没有发生变化。由ICP-AES定量分析结果可知,随着SiC粉体表面杂质离子的减少,浆料的粘度不断降低,稳定性升高。低浓度HCl溶液去除SiC粉体表面杂质离子的效果最佳,浆料流变性能得到了显著改善。