ผงซีซีเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สารเคลือบ และคอมโพสิต อย่างไรก็ตาม การรวมตัวกันและการกระจายตัวที่ไม่เพียงพอในตัวกลางที่เป็นน้ำจะจำกัดประสิทธิภาพของมัน ดังนั้นเทคนิคการปรับเปลี่ยนพื้นผิวจึงมีความสำคัญในการเพิ่มคุณสมบัติของผง SiC บทความนี้จะกล่าวถึงสองวิธีในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผง SiC ชนิดละเอียดพิเศษ: การปรับเปลี่ยน PDADMAC และ PSS และการปรับเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิว AC1830
วิธีการแก้ไข PDADMAC และ PSS
วิธีการดัดแปลง PDADMAC และ PSS เกี่ยวข้องกับการใช้โพลีอิเล็กโตรไลต์ประจุบวกและประจุลบเพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผง SiC กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกวนผง SiC ในน้ำปราศจากไอออนด้วย PDADMAC หรือ PSS เป็นเวลา 6 ชั่วโมง ตามด้วยการปั่นแยกที่ 3500 รอบต่อนาที เป็นเวลา 10 นาที ผง SiC ดัดแปลงที่ได้จะถูกทำให้แห้งที่ 90°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ผง SiC ดัดแปลงด้วยโพลีอิเล็กโตรไลต์
วิธีการดัดแปลงสารลดแรงตึงผิว AC1830
วิธีการปรับเปลี่ยนสารลดแรงตึงผิว AC1830 เกี่ยวข้องกับการใช้สารออกฤทธิ์ที่พื้นผิวที่ไม่ใช่ไอออนิก AC1830 ร่วมกับ PSS เพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผง SiC กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกวนผง SiC ในน้ำปราศจากไอออนเป็นเวลา 0-6 ชั่วโมงด้วย AC1830 และ PSS ที่ความเข้มข้น 0.1-1.5% โดยน้ำหนัก (ขึ้นอยู่กับมวลของผง SiC) สารละลายที่ได้จะถูกปั่นแยกที่ 3,500 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 5 นาทีเพื่อกำจัดสารลดแรงตึงผิวส่วนเกินออก ตะกอนจะถูกกระจายตัวอีกครั้งในน้ำปราศจากไอออนและปั่นเหวี่ยงอีกครั้ง ผง SiC ดัดแปลงจะถูกทำให้แห้งที่ 90°C เป็นเวลา 12 ชั่วโมง จากนั้นบดเพื่อให้ได้ผง SiC ดัดแปลง AC1830- และ PSS
การทดสอบและการกำหนดคุณลักษณะ
ผง SiC ที่ได้รับการดัดแปลงมีลักษณะเฉพาะโดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) การกระจายขนาดอนุภาค ความหนืดของสารละลาย ปริมาณของแข็ง และศักย์ซีตา ภาพ SEM ระบุว่าผง SiC ที่ได้รับการดัดแปลงมีการกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับผง SiC ที่ไม่มีการดัดแปลง การวิเคราะห์ XRD แสดงให้เห็นว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญในโครงสร้างผลึกของผง SiC ที่ได้รับการดัดแปลง ซึ่งบ่งชี้ว่ากระบวนการปรับเปลี่ยนไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างผลึกของผง SiC ความหนืดของสารละลายเพิ่มขึ้นตามปริมาณของแข็งและความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวที่เพิ่มขึ้น ศักย์ซีตาเป็นลบสำหรับทั้งผง SiC ดัดแปลงด้วย PDADMAC/PSS- และ AC1830 ซึ่งบ่งชี้ว่ามีประจุลบบนพื้นผิวของผง SiC ดัดแปลง
ผลการปรับเปลี่ยน: (1) PDADMAC ถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค SiC ผ่านการโต้ตอบแบบดึงดูดไฟฟ้าสถิต เนื่องจากการดูดซับที่มีสัมพรรคภาพสูงระหว่างทั้งสอง รูปแบบการดูดซับของ PDADMAC บนพื้นผิว SiC จึงเป็นแบน และปริมาณการดูดซับ รูปแบบการดูดซับ และผลการปรับเปลี่ยนจะไม่เปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักโมเลกุล ค่า pH ที่แก้ไขคือ 11 จำนวนการเติมคือ 0.24wt% อุณหภูมิคือ 90 ℃ และเวลาในการแก้ไขคือ 6 ชั่วโมง เนื่องจากการดูดซับของ PDADMAC ทำให้ประจุบนพื้นผิวของ SiC ย้อนกลับ ผง SiC ที่ถูกดัดแปลงจะถูกละลายในตัวกลางน้ำเพื่อปรับค่า pH เป็น 3 และผง SiC ที่ถูกดัดแปลงจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในตัวกลางน้ำผ่านกลไกการทำให้เสถียรด้วยไฟฟ้าสถิต steric และ 50 vol.% เตรียมสารละลาย SiC ที่มีความหนืด 0.138Pa อยู่ภายใต้เนื้อหาโซลิดเฟส (2) โซเดียมโพลีสไตรีนซัลโฟเนต (PSS) ถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค SiC ผ่านพันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอร์วาลส์ เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ที่ผลักไสด้วยไฟฟ้าสถิตระหว่างทั้งสอง รูปแบบการดูดซับของ PSS บนพื้นผิวของ SiC จึงมีรูปทรงเป็นวงกลมและส่วนหาง และเมื่อน้ำหนักโมเลกุลของ PSS เพิ่มขึ้น รูปแบบการดูดซับของ PSS บนพื้นผิวของอนุภาค SiC จะขยาย ความสามารถในการดูดซับก็เพิ่มขึ้น และผลการปรับเปลี่ยนจะดีขึ้น เมื่อใช้ PSS ที่มีน้ำหนักโมเลกุล Mw=1000000 ค่า pH จะไม่ถูกปรับในระหว่างกระบวนการดัดแปลง จำนวนที่เติมคือ 0.3wt% อุณหภูมิ 90 ℃ และเวลาแก้ไขคือ 6 ชั่วโมง ผง SiC ดัดแปลงถูกละลายในตัวกลางน้ำ และค่า pH ถูกปรับเป็น 11 ผง SiC ดัดแปลงถูกกระจายตัวสม่ำเสมอในตัวกลางน้ำผ่านกลไกการทำให้เสถียรด้วยไฟฟ้าสถิตสเตอริก ได้รับสารละลาย SiC ที่มีปริมาณของแข็งสูง (45vol.%) ซึ่งสอดคล้องกับความหนืดของสารละลายที่ 0.098Pa ส. (3) สารลดแรงตึงผิวที่ไม่ใช่ไอออนิก octadecylamine polyoxyethylene ether (AC1830) และโพลีอิเล็กโตรไลต์ประจุลบโซเดียมโพลีสไตรีนซัลโฟเนต (PSS) ถูกนำมาใช้เป็นตัวดัดแปลงเพื่อดัดแปลงผงซิลิกอนคาร์ไบด์ การดูดซับของ AC1830 ไม่ได้รับผลกระทบจากประจุที่พื้นผิว สามารถป้องกันประจุบางส่วนได้ และสามารถทำหน้าที่เป็นจุดดูดซับสำหรับ PSS ได้ ซึ่งส่งเสริมการดูดซับของ PSS บนพื้นผิว SiC เตรียมความหนืด 0.039Pa. s และมีปริมาณสารละลาย SiC ที่เป็นของแข็ง 50vol.% เหมาะสำหรับการฉีดขึ้นรูป วิธีศักย์ซีตาบ่งชี้ว่าจุดไอโซอิเล็กทริก (IEP) ของผง SiC ที่แก้ไขโดยวิธีนี้จะเลื่อนไปทางซ้ายอย่างมีนัยสำคัญ การทดลองการทรุดตัวแสดงให้เห็นว่าความเสถียรของการกระจายได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ การวัดมุมสัมผัสแสดงให้เห็นว่าตัวปรับค่าดูดซับบนพื้นผิวของผงได้สำเร็จ และให้กลุ่มที่ชอบน้ำ ดังนั้นจึงปรับปรุงความสามารถในการเปียกของผงได้ ผลการทดสอบการดูดซับระบุว่าแบบจำลองการดูดซับแบบไอโซเทอร์มอลและจลนศาสตร์ของ PSS บนผง SiC และผง SiC ดัดแปลง AC1830 เป็นไปตามแบบจำลอง Langmuir และแบบจำลองลำดับที่สองหลอก (PSO) การดูดซับของ AC1830 บนพื้นผิว SiC ปรับปรุงความสามารถในการดูดซับของ PSS
SAT NANO เป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ที่ดีที่สุดของผงซิลิกอนคาร์ไบด์ในประเทศจีน เราสามารถนำเสนอขนาดอนุภาค 50nm, 100nm, 1-3um หากคุณมีคำถามใดๆ โปรดติดต่อเราที่ sales03@satnano.com
