การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกอนไนไตรด์ส่วนใหญ่ทำได้โดยวิธีการทางกายภาพและเคมีเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอนุภาคซิลิคอนไนไตรด์.
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงสามารถลดการดึงดูดซึ่งกันและกันระหว่างอนุภาคของผง ปรับปรุงการกระจายตัวของผงในตัวกลาง และเพิ่มการกระจายตัวของสารละลายผง ในเวลาเดียวกัน ยังเป็นไปได้ที่จะเพิ่มกิจกรรมพื้นผิวของผงซิลิคอนไนไตรด์ เพิ่มความเข้ากันได้ของอนุภาคผงกับสารอื่น ๆ และสร้างคุณสมบัติใหม่ของผง
หลักการสำคัญของการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงคือการทำงานร่วมกันระหว่างผงและสารปรับสภาพพื้นผิวเพื่อปรับปรุงความสามารถในการเปียกของพื้นผิวผงและเพิ่มการกระจายตัวในตัวกลางที่เป็นน้ำหรืออินทรีย์
1. การปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิว
เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิวใช้หลักการดูดซับทางกายภาพหรือการดูดซับทางเคมีเพื่อยึดวัสดุเคลือบเข้ากับตัวเคลือบอย่างสม่ำเสมอ ทำให้เกิดชั้นเคลือบที่สม่ำเสมอและสมบูรณ์บนพื้นผิว ชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นตลอดกระบวนการเคลือบทั้งหมดมักเป็นชั้นเดียว
การปรับเปลี่ยนการเคลือบโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นการเคลือบอนินทรีย์และการเคลือบอินทรีย์ การเคลือบอนินทรีย์ส่วนใหญ่หมายถึงการสะสมของออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์ที่เหมาะสมบนพื้นผิวของอนุภาคเซรามิกเพื่อปรับเปลี่ยนผง แต่เฉพาะในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพเท่านั้น และการเคลือบออร์แกนิกคือการเลือกใช้สารอินทรีย์บางชนิดเป็นวัสดุเคลือบซึ่งเชื่อมกับหมู่ฟังก์ชันบนพื้นผิวของอนุภาคผงและเลือกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคเซรามิกจึงทำให้ผงแสดงคุณสมบัติของชั้นเคลือบ
SAT NANO เพิ่มเซอร์โคเนียและอิตเทรียมออกไซด์ของแรร์เอิร์ธออกไซด์เป็นสารเติมแต่งในการเผาผนึกเพื่อเคลือบพื้นผิวของซิลิคอนไนไตรด์ ส่งผลให้มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและมีความเหนียวแตกหักดีขึ้นของซิลิกอนไนไตรด์ที่ดัดแปลง
SAT NANO ใช้วิธีการลดความร้อนด้วยแอลกอฮอล์เพื่อเคลือบพื้นผิวของผงซิลิกอนไนไตรด์ด้วยรูทีเนียม และกำหนดลักษณะเฉพาะของผงโดยใช้อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และสเปกโทรสโกปีการกระจายพลังงาน
เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนนี้มีต้นทุนต่ำ ขั้นตอนวิธีการง่ายๆ และการควบคุมที่ง่าย แต่ผลหลังการปรับเปลี่ยนมักจะอยู่ในระดับปานกลาง
2. การปรับเปลี่ยนการบำบัดกรดเบสที่พื้นผิว
โดยทั่วไปกระบวนการขึ้นรูปเซรามิกต้องใช้สารละลายเซรามิกเพื่อให้ได้ปริมาณของแข็งสูงและความหนืดต่ำ และความหนาแน่นประจุบนพื้นผิวของผงมีผลกระทบอย่างมากต่อการไหลและการกระจายตัวของสารละลายผง คุณสมบัติการชาร์จพื้นผิวของผงเซรามิกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการซัก (การล้างด้วยกรดและการล้างด้วยอัลคาไล) ตามชื่อที่แนะนำ วิธีการปรับเปลี่ยนนี้เกี่ยวข้องกับการผสมและการล้างผงซิลิกอนไนไตรด์อย่างละเอียดด้วยชุดสารละลายกรดหรือด่างเข้มข้น
SAT NANO กำจัดสิ่งสกปรก เช่น Mg2+ และ Ca2+ ออกจากพื้นผิวของผงซิลิกอนไนไตรด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการบำบัดด้วยการล้างด้วยกรด ดังนั้นจึงเปลี่ยนค่าการนำไฟฟ้าของไอออนของสารละลายผง และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพื้นผิวของผง
SAT NANO วิเคราะห์ XPS ของผงหลังจากการล้างด้วยกรด และพบว่าระดับออกซิเดชันที่พื้นผิวของผงดัดแปลงลดลง จุดไอโซอิเล็กทริกของสารละลายผงเพิ่มขึ้น และปริมาณของแข็งสูงสุดของสารละลายถึง 55% เตรียมสารละลายเซรามิกที่สามารถหล่อได้
ในเวลาเดียวกัน การบำบัดด้วยอัลคาไลที่มีความเข้มข้นระดับหนึ่งก็สามารถทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของผงเซรามิกได้เช่นกัน จากการวิจัยของ Wang Yongming และคณะ การบำบัดด้วยการล้างด้วยอัลคาไลสามารถลดปริมาณของกลุ่มซิลิคอนไฮดรอกซิลบนพื้นผิวของผงซิลิกอนคาร์ไบด์ ลดระดับการเกิดออกซิเดชัน เปลี่ยนแรงผลักไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาค และปรับปรุงคุณสมบัติทางรีโอโลยีของสารละลาย
3. การดัดแปลงสารช่วยกระจายตัว
การเลือกที่เหมาะสมหรือการออกแบบสารช่วยกระจายตัวใหม่โดยพิจารณาจากความแตกต่างของผงเซรามิกประเภทต่างๆ มีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงปริมาณของแข็งของสารละลายเซรามิก ชนิดและปริมาณของสารช่วยกระจายตัวมีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเซรามิกแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ
สารช่วยกระจายตัวโดยทั่วไปมีทั้งโครงสร้างที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ และโดยผ่านอันตรกิริยาระหว่างกลุ่มน้ำที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำของพวกมันเองอย่างแม่นยำ การกระจายตัวของสารละลายเซรามิกจึงถูกปรับ ประเภทของสารช่วยกระจายตัวรวมถึงสารลดแรงตึงผิวหรืออิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์ ในหมู่ที่สารลดแรงตึงผิวรวมถึงสารลดแรงตึงผิวชนิดประจุบวกและสารลดแรงตึงผิวแบบประจุลบ
โพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยกรดโพลีเอทิลีนซัลโฟนิก กรดโพลีอะคริลิก โพลีเอทิลีนไพริดีน โพลีเอทิลีนไอมีน ฯลฯ สารช่วยกระจายตัวสามารถเกิดปฏิกิริยาการดูดซับกับพื้นผิวของผง ซึ่งรวมถึงการดูดซับทางเคมีและการดูดซับทางกายภาพ โดยใช้แรงอันตรกิริยาระหว่างอนุภาค (แรง van der Waals การขับไล่ด้วยไฟฟ้าสถิต) และหลักการของผลกระทบจากการขัดขวางสเตอริกที่อาจเกิดขึ้น
ในแง่ของการเติมสารช่วยกระจายตัว SAT NANO สามารถเตรียมสารละลายซิลิกอนไนไตรด์ที่มีปริมาณของแข็งตั้งแต่ 51% ถึง 55% ได้สำเร็จ โดยใช้เตตระเมทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (TMAH) และเตตระเอทิลแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (TEAH) เป็นสารเติมแต่ง
SAT NANO ศึกษาผลการปรับเปลี่ยนของสารช่วยกระจายตัวที่แตกต่างกันหลายชนิดบนพื้นผิวของผงซิลิกอนไนไตรด์ จากการวัดศักยภาพซีต้าของสารละลายผงดัดแปลง พบว่าการเติมแอมโมเนียมโพลีอะคริเลตเอื้อต่อการเตรียมสารละลายผงซิลิกอนไนไตรด์ที่มีปริมาณของแข็งสูง
4. การปรับเปลี่ยนการไม่ชอบน้ำของพื้นผิว
การปรับเปลี่ยนการไม่ชอบน้ำที่พื้นผิวเป็นกระบวนการในการแปลงหมู่ไฮดรอกซิลในผงเซรามิกไปเป็นกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ เช่น อัลคิล อัลคิลสายโซ่ยาว และสารประกอบอินทรีย์แบบไซคลิก สารประกอบอินทรีย์เหล่านี้แสดงผลกระทบที่ไม่ชอบน้ำอย่างรุนแรงเมื่อรวมกับพื้นผิวของผงเซรามิก ช่วยให้กระจายตัวได้ดีขึ้นในตัวกลางการกระจายตัวและลดโอกาสที่จะรวมตัวกันเป็นก้อน
เมื่อทำการกราฟต์พื้นผิวบนผงซิลิกอนไนไตรด์ สายโซ่ยาวของโพลีเมอร์จะสัมผัสกับพื้นผิวของผง และสายโซ่ที่ชอบน้ำที่ปลายอีกด้านจะขยายในตัวกลางที่เป็นน้ำ ในระหว่างกระบวนการกระจายตัวทั้งหมด มีทั้งแรงผลักระหว่างอนุภาคผงและสิ่งกีดขวางแบบสเตอริกที่เกิดจากสายโซ่ยาวของพอลิเมอร์ ส่งผลให้ผลการกระจายตัวของสารละลายดีขึ้น
SAT NANO คือซัพพลายเออร์ผงซิลิคอนไนไตรด์ที่ดีที่สุดในประเทศจีน เราสามารถนำเสนออนุภาคนาโนและอนุภาคไมครอนได้ หากคุณมีคำถามใดๆ โปรดติดต่อเราที่ sales03@satnano.com
