SiC prášekje široce používaný materiál v různých aplikacích, jako jsou elektronická zařízení, povlaky a kompozity. Jeho aglomerace a nedostatečná disperze ve vodném prostředí však omezují jeho účinnost. Proto jsou techniky povrchové modifikace nezbytné pro zlepšení vlastností SiC prášku. Tento článek pojednává o dvou metodách povrchové modifikace ultrajemného SiC prášku: modifikaci PDADMAC a PSS a modifikaci povrchově aktivní látky AC1830.
Modifikační metoda PDADMAC a PSS
Modifikační metoda PDADMAC a PSS zahrnuje použití kationtových a aniontových polyelektrolytů k modifikaci povrchu SiC prášku. Proces zahrnuje míchání prášku SiC v deionizované vodě s PDADMAC nebo PSS po dobu 6 hodin, následované centrifugací při 3500 ot./min. po dobu 10 minut. Výsledný modifikovaný prášek SiC se suší při 90 °C po dobu 12 hodin, aby se získal prášek SiC modifikovaný polyelektrolytem.
Metoda modifikace povrchově aktivní látky AC1830
Metoda modifikace povrchově aktivní látky AC1830 zahrnuje použití neiontového povrchově aktivního činidla AC1830 v kombinaci s PSS k modifikaci povrchu prášku SiC. Proces zahrnuje míchání prášku SiC v deionizované vodě po dobu 0-6 hodin s AC1830 a PSS v koncentraci 0,1-1,5 % hmotn. (vztaženo na hmotnost prášku SiC). Výsledná kaše se odstřeďuje při 3500 otáčkách za minutu po dobu 5 minut, aby se odstranil přebytek povrchově aktivní látky. Sraženina se redisperguje v deionizované vodě a znovu se odstředí. Modifikovaný SiC prášek se suší při 90 °C po dobu 12 hodin a poté se mele, aby se získal AC1830- a PSS-modifikovaný SiC prášek.
Testování a charakterizace
Modifikovaný prášek SiC byl charakterizován pomocí různých technik, jako je skenovací elektronová mikroskopie (SEM), rentgenová difrakce (XRD), distribuce velikosti částic, viskozita suspenze, obsah pevných látek a potenciál Zeta. SEM snímky ukázaly, že modifikovaný prášek SiC měl rovnoměrnější distribuci velikosti částic ve srovnání s nemodifikovaným práškem SiC. XRD analýza neukázala žádnou významnou změnu v krystalové struktuře modifikovaného SiC prášku, což ukazuje, že proces modifikace neovlivnil krystalovou strukturu SiC prášku. Viskozita suspenze se zvyšovala se zvyšujícím se obsahem pevných látek a koncentrací povrchově aktivní látky. Zeta potenciál byl negativní pro prášek SiC modifikovaný PDADMAC/PSS i AC1830, což ukazuje na přítomnost záporných nábojů na povrchu prášku modifikovaného SiC.
Modifikační efekt: (1) PDADMAC je adsorbován na povrch částic SiC prostřednictvím elektrostatické přitažlivé interakce. Vzhledem k adsorpci s vysokou afinitou mezi těmito dvěma je konfigurace adsorpce PDADMAC na povrchu SiC plochá a množství adsorpce, konfigurace adsorpce a modifikační účinek se nemění se změnou molekulové hmotnosti. Upravená hodnota pH je 11, přidané množství je 0,24 % hmotn., teplota je 90 °C a doba modifikace je 6 hodin. Protože adsorpce PDADMAC způsobuje reverzní náboj na povrchu SiC, modifikovaný prášek SiC se rozpustí ve vodním médiu, aby se hodnota pH upravila na 3, a modifikovaný prášek SiC je rovnoměrně dispergován ve vodním médiu prostřednictvím mechanismu elektrostatické sterické stabilizace, a 50 obj. % se připraví suspenze SiC s viskozitou 0,138 Pa. s pod obsahem pevné fáze. (2) Polystyrensulfonát sodný (PSS) je adsorbován na povrch částic SiC prostřednictvím vodíkových vazeb a van der Waalsových sil. V důsledku elektrostatické odpudivé interakce mezi těmito dvěma je adsorpční konfigurace PSS na povrchu SiC kruhová a ve tvaru ocasu, a jak se zvyšuje molekulová hmotnost PSS, jeho kruhová konfigurace na povrchu částic SiC se rozšiřuje, zvyšuje se adsorpční kapacita a efekt modifikace se zlepšuje. Při použití PSS s molekulovou hmotností Mw=1000000 se hodnota pH během procesu modifikace neupravuje. Přidané množství je 0,3 % hmotn., teplota je 90 °C a doba úpravy je 6 hodin. Modifikovaný prášek SiC byl rozpuštěn ve vodném médiu a hodnota pH byla upravena na 11. Modifikovaný prášek SiC byl rovnoměrně dispergován ve vodním médiu prostřednictvím mechanismu elektrostatické sterické stabilizace. Byla získána suspenze SiC s vysokým obsahem pevných látek (45 % obj.), což odpovídá viskozitě suspenze 0,098 Pa. s. (3) Jako modifikátory pro modifikaci prášku karbidu křemíku byly použity neiontové povrchově aktivní činidlo oktadecylaminpolyoxyethylenether (AC1830) a aniontový polyelektrolyt sodný polystyrensulfonát (PSS). Adsorpce AC1830 není ovlivněna povrchovými náboji, může některé náboje odstínit a může sloužit jako adsorpční místo pro PSS, což podporuje adsorpci PSS na povrchu SiC. Připravena viskozita 0,039 Pa. s a pevný obsah 50 obj. % SiC suspenze vhodná pro vstřikování. Metoda Zeta potenciálu ukazuje, že izoelektrický bod (IEP) prášku SiC modifikovaného touto metodou je výrazně posunut doleva. Experiment usazování ukazuje, že stabilita disperze se výrazně zlepšila. Měření kontaktního úhlu ukazuje, že modifikátor se úspěšně adsorbuje na povrchu prášku a poskytuje hydrofilní skupiny, čímž se zlepšuje smáčitelnost prášku. Výsledky adsorpčního testu ukazují, že modely izotermické a kinetické adsorpce PSS na SiC prášku a AC1830 modifikovaném SiC prášku odpovídají Langmuirově modelu a modelu pseudo druhého řádu (PSO). Adsorpce AC1830 na povrchu SiC zlepšila adsorpční kapacitu PSS.
SAT NANO je jedním z nejlepších dodavatelůprášek karbidu křemíkuv Číně můžeme nabídnout 50nm, 100nm, velikost částic 1-3um, pokud máte jakýkoli dotaz, neváhejte nás kontaktovat na adrese sales03@satnano.com
