高固含量低粘度碳化硅穩(wěn)定漿料的制備及流變特性研究.pdf

1、表面處理或表面改性是提高碳化硅(SiC)粉體分散性能、制備高固相含量漿料的有效途徑。本文從定量分析角度出發(fā),采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)、總有機(jī)碳分析儀(TOC)等儀器定量評(píng)價(jià)SiC粉體洗滌處理效果及改性劑與SiC粉體表面的結(jié)合狀況。探討SiC粉體表面處理或表面改性與漿料流變性能之間的關(guān)系。主要研究工作如下:
　　1.碳化硅粉體微觀差異性及其漿料流變性質(zhì)研究:選取國(guó)內(nèi)外不同的SiC粉體,通過(guò)XRD、EDS、

2、TEM和粒度分布等測(cè)試方法對(duì)其組成、晶型、粒度及表面性質(zhì)進(jìn)行了研究。兩種粉體的化學(xué)組成,微觀結(jié)構(gòu)幾乎一致。但漿料的流變性質(zhì)卻存在顯著性的差異。用國(guó)外粉體可制備出固相含量高達(dá)55vol％的低粘度穩(wěn)定漿料。而國(guó)產(chǎn)粉體可形成的最大固相含量漿料為40vol%,且出現(xiàn)剪切變稠現(xiàn)象。研究表明:粉體表面性質(zhì)的微觀差異性是導(dǎo)致漿料流變性質(zhì)不同的主要原因。
　　2.碳化硅粉體預(yù)處理對(duì)漿料流變性能的影響:采用ICP-AES測(cè)定了去離子水洗滌、酸洗和堿

3、洗等 SiC粉體預(yù)處理過(guò)程中金屬離子的含量,研究了雜質(zhì)離子對(duì) SiC漿料流變性能的影響。ICP-AES定量檢測(cè)表明,采用不同酸堿溶液對(duì) SiC粉體洗滌后,粉體表面的雜質(zhì)離子都相應(yīng)減少,漿料的粘度不斷降低,穩(wěn)定性升高。其中1.0%的鹽酸溶液去除SiC粉體表面雜質(zhì)離子的效果最佳,漿料流變性能得到了顯著改善。
　　3.硅烷偶聯(lián)劑對(duì)碳化硅表面改性:分別采用KH-550、KH-560、KH-570、甲基三甲氧基硅烷對(duì)1.0%鹽酸處理后的Si

4、C粉體進(jìn)行表面改性,用總有機(jī)碳(TOC)測(cè)定洗滌液中有機(jī)物含量,研究硅烷偶聯(lián)劑與 SiC粉體表面的結(jié)合狀況。結(jié)果表明:通過(guò)化學(xué)鍵合和吸附,硅烷偶聯(lián)劑與 SiC粉體表面結(jié)合牢固,提高了漿料的固相含量和穩(wěn)定性,KH-560改性的效果最好。
　　4.環(huán)境友好型改性劑對(duì)碳化硅表面改性:采用MA系列環(huán)境友好型改性劑,對(duì)SiC粉體表面進(jìn)行改性,探討其改性機(jī)理及對(duì)漿料流變性能的影響。使用1.0‰的改性劑,SiC漿料的固相含量提高至53vol%,