SiC 분말전자소자, 코팅, 복합재료 등 다양한 응용 분야에 널리 사용되는 소재입니다. 그러나 수성 매질에서의 응집과 부적절한 분산으로 인해 효율성이 제한됩니다. 따라서 SiC 분말의 특성을 향상시키기 위해서는 표면개질 기술이 필수적이다. 이 기사에서는 초미세 SiC 분말의 표면 개질을 위한 두 가지 방법인 PDADMAC 및 PSS 개질과 AC1830 계면활성제 개질에 대해 설명합니다.
PDADMAC 및 PSS 수정 방법
PDADMAC 및 PSS 변형 방법에는 SiC 분말의 표면을 변형하기 위해 양이온 및 음이온 고분자 전해질을 사용하는 방법이 포함됩니다. 이 공정에는 PDADMAC 또는 PSS를 사용하여 탈이온수에서 SiC 분말을 6시간 동안 교반한 후 3500rpm에서 10분간 원심분리하는 과정이 포함됩니다. 생성된 변성 SiC 분말을 90℃에서 12시간 동안 건조하여 고분자 전해질로 변성된 SiC 분말을 얻는다.
AC1830 계면활성제 개질 방법
AC1830 계면활성제 개질 방법은 비이온성 표면활성제인 AC1830을 PSS와 함께 사용하여 SiC 분말의 표면을 개질하는 방법입니다. 이 공정에는 0.1~1.5wt%(SiC 분말 질량 기준) 농도의 AC1830 및 PSS를 사용하여 탈이온수에서 SiC 분말을 0~6시간 동안 교반하는 과정이 포함됩니다. 생성된 슬러리를 3500rpm에서 5분 동안 원심분리하여 과잉 계면활성제를 제거합니다. 침전물을 탈이온수에 재분산시키고 다시 원심분리합니다. 개질된 SiC 분말을 90℃에서 12시간 동안 건조시킨 후 밀링하여 AC1830- 및 PSS-개질된 SiC 분말을 얻는다.
테스트 및 특성화
변형된 SiC 분말은 주사전자현미경(SEM), X선 회절(XRD), 입자 크기 분포, 슬러리 점도, 고형분 함량 및 제타 전위와 같은 다양한 기술을 사용하여 특성화되었습니다. SEM 이미지는 변형된 SiC 분말이 변형되지 않은 SiC 분말에 비해 더 균일한 입자 크기 분포를 가짐을 나타냅니다. XRD 분석 결과 변형된 SiC 분말의 결정 구조에는 큰 변화가 없었으며, 이는 변형 공정이 SiC 분말의 결정 구조에 영향을 미치지 않았음을 나타냅니다. 고형분 함량과 계면활성제 농도가 증가함에 따라 슬러리 점도도 증가하였다. 제타 전위는 PDADMAC/PSS 및 AC1830 변형 SiC 분말 모두에 대해 음수였으며, 이는 변형 SiC 분말의 표면에 음전하가 존재함을 나타냅니다.
변형 효과: (1) PDADMAC는 정전기적 인력 상호 작용을 통해 SiC 입자 표면에 흡착됩니다. 둘 사이의 높은 친화력 흡착으로 인해 SiC 표면에서 PDADMAC의 흡착 구성은 편평하며, 흡착량, 흡착 구성 및 개질 효과는 분자량 변화에 따라 변하지 않습니다. 변형된 pH값은 11, 첨가량은 0.24wt%, 온도는 90℃, 변형시간은 6시간이다. PDADMAC의 흡착은 SiC 표면의 전하를 역전시키기 때문에 변형된 SiC 분말을 물 매질에 용해시켜 pH 값을 3으로 조정하고, 변형된 SiC 분말은 정전기적 입체 안정화 메커니즘을 통해 물 매질에 균일하게 분산되며, 50 vol.%를 사용하여 점도 0.138Pa의 SiC 슬러리를 제조하였다. s 고체상 함량 하에 있습니다. (2) 폴리스티렌 설폰산 나트륨(PSS)은 수소 결합과 반 데르 발스 힘을 통해 SiC 입자 표면에 흡착됩니다. 둘 사이의 정전기적 반발 상호 작용으로 인해 SiC 표면의 PSS 흡착 구성은 원형 및 꼬리 모양이며, PSS의 분자량이 증가할수록 SiC 입자 표면의 원형 구성이 확장되어 흡착 용량이 증가합니다. , 수정 효과가 향상됩니다. Mw=1000000의 분자량을 갖는 PSS를 사용하면 변형 과정에서 pH 값이 조정되지 않습니다. 첨가량은 0.3wt%, 온도는 90℃, 변성시간은 6시간이다. 개질된 SiC 분말을 물 매질에 용해시키고, pH 값을 11로 조정하였다. 개질된 SiC 분말은 정전기적 입체 안정화 메커니즘을 통해 물 매질에 균일하게 분산되었다. 슬러리 점도 0.098Pa에 해당하는 고형분 함량(45vol.%)을 갖는 SiC 슬러리를 얻었다. 에스. (3) 비이온성 계면활성제 옥타데실아민 폴리옥시에틸렌 에테르(AC1830)와 음이온 고분자 전해질 나트륨 폴리스티렌 설포네이트(PSS)를 탄화규소 분말을 개질하기 위한 개질제로 사용했습니다. AC1830의 흡착은 표면 전하의 영향을 받지 않고 일부 전하를 차폐할 수 있으며 PSS의 흡착 사이트 역할을 하여 SiC 표면에서 PSS의 흡착을 촉진할 수 있습니다. 점도 0.039Pa를 준비했습니다. s 및 고형분 함량 50vol.%의 SiC 슬러리로 사출 성형에 적합합니다. 제타 전위법은 이 방법으로 수정된 SiC 분말의 등전점(IEP)이 왼쪽으로 크게 이동했음을 나타냅니다. 정착 실험에서는 분산 안정성이 크게 향상되었음을 보여줍니다. 접촉각 측정을 통해 개질제가 분말 표면에 성공적으로 흡착되고 친수성 그룹을 제공하여 분말의 습윤성을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 흡착 테스트 결과는 SiC 분말 및 AC1830 변형 SiC 분말에 대한 PSS의 등온 및 동역학 흡착 모델이 Langmuir 모델 및 PSO(pseudo second order) 모델을 준수함을 나타냅니다. SiC 표면에 AC1830을 흡착하면 PSS의 흡착 용량이 향상됩니다.
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