Keramické částice mají širokou škálu aplikací v materiálové vědě, elektronice, chemickém inženýrství, medicíně a dalších oborech, ale kvůli jejich vysoké povrchové energii a snadné agregaci byla disperze vždy klíčovou výzvou při přípravě vysoce výkonných keramických materiálů. Tento článek představí běžné typy keramických částic a doporučí vhodná dispergační činidla pro různé keramické materiály pro zlepšení stability disperze a zpracovatelnosti.
První. Klasifikace běžných keramických částic
Keramické částice lze podle chemického složení rozdělit na oxidy, karbidy, nitridy, boridy atd. Níže jsou uvedeny některé typické keramické částice a jejich aplikace:
1. Oxidová keramika
Oxid hlinitý (Al2O3): vysoká tvrdost, odolnost vůči vysokým teplotám, používá se pro brusiva, žáruvzdorné materiály a elektronické substráty.
ZrO2 (Zirconia): Vysoká houževnatost, používá se pro zubní náhrady, ložiska, kyslíkové senzory.
SiO2 (oxid křemičitý): používá se v nátěrech, plnivech a optickém skle.
TiO2 (oxid titaničitý): fotokatalýza, pigment, opalovací materiál.
ZnO (Zinc Oxide): Varistor, antibakteriální materiál, pryžové ztužující činidlo.
2. Karbidová keramika
SiC (karbid křemíku a částice): vyztužený a tvrzený, vysoce tepelně vodivý, odolný proti opotřebení, používaný v polovodičích, brzdových destičkách a součástkách odolných vysokým teplotám.
B4C (karbid boru): supertvrdý materiál používaný pro neprůstřelné pancíře a absorbéry neutronů v jaderných reaktorech.
WC (karbid wolframu): řezné nástroje z tvrdé slitiny, vrtáky.
3. Nitridová keramika
Si3N4 (nitrid křemíku): vysoká houževnatost, samomazný, používá se pro ložiska a součásti motoru.
AlN (nitrid hliníku): vysoká tepelná vodivost, izolace, používá se pro elektronické obalové substráty.
BN (nitrid boru): šestihranný BN (mazivo), kubický BN (supertvrdé brusivo).
4. Boridová keramika
TiB2 (borid titaničitý): vysoký bod tání, vodivý, používaný jako elektrodový materiál a povlak odolný proti opotřebení.
ZrB2 (diborid zirkonia): Ultra vysokoteplotní keramika používaná pro materiály tepelné ochrany v letectví.
5. Kompozitní/funkční keramika
BaTiO3 (titanát barnatý): feroelektrický materiál používaný v kondenzátorech a piezoelektrických zařízeních.
PZT (olovnatý zirkoničitan titaničitý): piezoelektrická keramika používaná v senzorech a ultrazvukových převodnících.
Druhý. Problém disperze keramických částic
Keramické částice jsou díky své vysoké povrchové energii a malé velikosti částic (zejména nanočástice) náchylné k aglomeraci, což vede k:
1. Zvýšení viskozity suspenze ovlivňuje její reologické vlastnosti.
2.Nerovnoměrné slinování snižuje mechanické vlastnosti keramických výrobků.
3.Nerovnoměrná disperze v nátěrech nebo kompozitních materiálech ovlivňuje funkční výkon.
Proto je výběr vhodného keramického dispergačního prostředku zásadní.
Třetí. Klasifikace a výběr keramických disperzantů
Funkcí keramických dispergačních činidel je snížit van der Waalsovy síly mezi částicemi a zlepšit stabilitu suspenze. Podle chemických vlastností lze disperzanty rozdělit do následujících kategorií:
1. Iontové dispergační činidlo
Vhodné pro systémy na bázi vody, stabilizuje částice pomocí elektrostatického odpuzování.
Aniontový typ (se záporným nábojem):
Polyakrylát sodný (PAAS): vhodný pro oxidovou keramiku jako Al2O3, SiO3, ZrO2 atd.
Dodecylbenzensulfonát sodný (SDBS): běžně používaný v neoxidové keramice, jako je SiC a Si3N4.
Kationtový typ (s kladným nábojem):
Hexadecyltrimethylamonium bromid (CTAB): vhodný pro záporně nabité keramické částice (jako je částečně ZrO2).
2. Neiontové dispergátory
Vhodné pro systémy organických rozpouštědel, stabilizující částice prostřednictvím sterické zábrany.
Polyvinylpyrrolidon (PVP): vhodný pro neoxidovou keramiku, jako je SiC, AlN, BN atd.
Polyethylenglykol (PEG): vhodný pro funkční keramiku, jako je BaTiO3 a PZT.
Řada BYK (jako je BYK-110): vhodná pro keramické kaše s vysokým obsahem pevných látek.
3. Spojovací činidlo
Používá se ke zlepšení kompatibility mezi keramikou a organickými substráty, jako jsou:
Silanové spojovací prostředky (KH-550, KH-570): vhodné pro oxidovou keramiku, jako je SiO2 a Al2O3.
Spojovací činidlo na bázi esteru titanu (NDZ-101): vhodné pro keramiku s vysokou povrchovou energií, jako je SiC a TiB2.
4. Polymerní dispergační činidlo
Vhodné pro nano keramické částice, aby se zabránilo sekundární aglomeraci.
Kyselina polyakrylová (PAA): vhodná pro nano ZrO2, TiO2 atd.
Polymethylmethakrylát (PMMA): vhodný pro nitridovou keramiku jako Si3N4 a AlN.
SAT NANO je nejlepší dodavatel keramického prášku v Číně, pokud máte dotaz na oxidovou keramiku, jako je Al2O3, SiO3, ZrO2, neváhejte nás kontaktovat na adrese sales03@satnano.com
