碳化硅粉體表面處理方法及其漿料流變性研究.pdf

1、膠態(tài)成型工藝是制備高可靠性、復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀SiC陶瓷部件的有效方法之一。如何制備高固含量、低粘度的均勻穩(wěn)定漿料是實(shí)現(xiàn)此工藝的關(guān)鍵問題和技術(shù)難點(diǎn)。為此，本課題擬從SiC微觀結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)研究入手，旨在獲得可利用的化學(xué)結(jié)構(gòu)和氧化過程，探索粉體表面處理和改性方法。采用酸洗、高溫氧化煅燒、水熱處理以及分散劑改性等方法，研究了SiC粉體表面性質(zhì)的改變，探討了高固含量條件下漿料穩(wěn)定形成的各種因素、形成機(jī)理以及流變特性。重點(diǎn)開展了粉體及其漿料微觀差異性

2、研究，定量分析了雜質(zhì)離子和粉體表面氧化層對漿料流變性產(chǎn)生的影響，探索了更適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)的粉體表面處理和改性工藝。主要研究成果如下：
　　1.SiC粉體表面微觀分析與漿料流變性研究：選取國內(nèi)外不同牌號的SiC粉體，通過XRD、SEM和Zate電位儀等儀器對其晶型、粒度及表面性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。兩種粉體的晶型和形貌無明顯差異，但粉體的表面性質(zhì)、漿料的流變性和穩(wěn)定性卻存在顯著性差異。國外粉體所制漿料不僅粘度較低，穩(wěn)定性和分散性也優(yōu)于

3、國內(nèi)粉體所制的漿料。
　　2.雜質(zhì)離子對SiC粉體分散性及漿料流變性的影響：采用ICP-AES定量研究了雜質(zhì)離子對SiC粉體表面性質(zhì)和漿料流變性產(chǎn)生的影響。雜質(zhì)離子去除后，Zeta電位明顯增大，漿料流變性和穩(wěn)定性得到大幅度提高。SiC粉體表面存在的金屬雜質(zhì)離子或水相中的雜質(zhì)離子都是影響漿料流變性的重要因素之一。
　　3.SiC表面氧化物對其漿料流變性能的影響：研究表面，造成SiC漿料粘度增大，流變性變差的主要因素是粉體表面或

4、水相中的雜質(zhì)離子，而不是粉體表面的氧化層（主要是SiO2物質(zhì)）。去除雜質(zhì)離子后的SiC粉體，高溫煅燒可減少粉體表面的硅羥基，產(chǎn)生的SiO2氧化物活性較高，在堿性溶液中可以增強(qiáng)粉體表面的靜電排斥力，漿料的流變性得到一定的提高。
　　4.水熱處理對SiC粉體產(chǎn)生的影響：水熱處理改變了SiC粉體表面的硅羥基含量，粉體表面接觸角增大，親水性降低，釋放了束縛在粉體表面的自由水，降低了SiC漿料的粘度。是一種值得進(jìn)一步研究的粉體處理技術(shù)。