SiC粉末電子デバイス、コーティング、複合材料などのさまざまな用途で広く使用されている材料です。しかし、水性媒体中での凝集と不十分な分散により、その効率が制限されます。したがって、SiC 粉末の特性を向上させるには、表面改質技術が不可欠です。この記事では、超微粒子 SiC 粉末の表面改質のための 2 つの方法、すなわち PDADMAC および PSS 改質と AC1830 界面活性剤改質について説明します。
PDADMAC および PSS の変更方法
PDADMAC および PSS 改質方法では、カチオン性およびアニオン性高分子電解質を使用して SiC 粉末の表面を改質します。このプロセスには、PDADMAC または PSS を含む脱イオン水中で SiC 粉末を 6 時間撹拌し、続いて 3500 rpm で 10 分間遠心分離することが含まれます。得られた修飾ＳｉＣ粉末を９０℃で１２時間乾燥して高分子電解質修飾ＳｉＣ粉末を得る。
AC1830 界面活性剤の改質方法
AC1830 界面活性剤改質方法では、非イオン性界面活性剤 AC1830 を PSS と組み合わせて使用し、SiC 粉末の表面を改質します。このプロセスには、SiC 粉末を脱イオン水中で AC1830 および 0.1 ～ 1.5 wt% (SiC 粉末の質量に基づく) の濃度の PSS とともに 0 ～ 6 時間撹拌することが含まれます。得られたスラリーを３５００ｒｐｍで５分間遠心分離して、過剰な界面活性剤を除去する。沈殿物を脱イオン水に再分散させ、再度遠心分離します。改質SiC粉末を90℃で12時間乾燥させた後、粉砕してAC1830およびPSS改質SiC粉末を得る。
試験と特性評価
改質 SiC 粉末は、走査型電子顕微鏡 (SEM)、X 線回折 (XRD)、粒径分布、スラリー粘度、固形分、ゼータ電位などのさまざまな技術を使用して特性評価されました。 ＳＥＭ画像は、修飾されたＳｉＣ粉末が未修飾のＳｉＣ粉末と比較してより均一な粒径分布を有することを示した。 ＸＲＤ分析では、修飾されたＳｉＣ粉末の結晶構造に大きな変化は見られず、修飾プロセスがＳｉＣ粉末の結晶構造に影響を及ぼさないことが示された。スラリー粘度は、固形分および界面活性剤の濃度が増加するにつれて増加した。ゼータ電位は、PDADMAC/PSS および AC1830 修飾 SiC 粉末の両方で負であり、修飾 SiC 粉末の表面に負電荷が存在することを示しています。
改質効果：（1）PDADMACは静電引力相互作用によりSiC粒子表面に吸着します。両者の高い親和性吸着により、PDADMAC の SiC 表面への吸着形状は平坦であり、分子量が変化しても吸着量、吸着形状、修飾効果は変化しません。改質ｐＨ値は１１、添加量は０．２４ｗｔ％、温度は９０℃、改質時間は６時間である。 PDADMACの吸着によりSiC表面の電荷が反転するため、修飾SiC粉末を水媒体に溶解してpH値を3に調整し、静電立体安定化機構により修飾SiC粉末を水媒体中に均一に分散させます。 ５０体積％が、０．１３８Ｐａの粘度を有するＳｉＣスラリーとして調製される。固相含有量未満。 (2) ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（PSS）は水素結合とファンデルワールス力によりSiC粒子表面に吸着します。両者間の静電反発相互作用により、SiC表面上のPSSの吸着構造は円形で尾の形をしており、PSSの分子量が増加するにつれてSiC粒子表面の円形構造が拡大し、吸着容量が増加します。となり、改造効果が向上します。分子量 Mw=1000000 の PSS を使用し、変性プロセス中に pH 値を調整しません。添加量は０．３ｗｔ％、温度は９０℃、変性時間は６時間である。修飾ＳｉＣ粉末を水媒体に溶解し、ｐＨ値を１１に調整した。修飾ＳｉＣ粉末は、静電立体安定化機構により水媒体中に均一に分散した。 ０．０９８Ｐａのスラリー粘度に相当する、高い固形分（４５体積％）を有するＳｉＣスラリーが得られた。 s. （３）非イオン性界面活性剤オクタデシルアミンポリオキシエチレンエーテル（ＡＣ１８３０）およびアニオン性高分子電解質ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＰＳＳ）を改質剤として用いて炭化ケイ素粉末を改質した。 AC1830 の吸着は表面電荷の影響を受けず、一部の電荷を遮蔽し、PSS の吸着サイトとして機能し、SiC 表面への PSS の吸着を促進します。粘度0.039Paを調製しました。射出成形に適した固形分 50vol.% の SiC スラリー。ゼータ電位法は、この方法で改質された SiC 粉末の等電点 (IEP) が左に大きくシフトすることを示しています。沈降実験により、分散安定性が大幅に向上することがわかりました。接触角の測定により、改質剤が粉末の表面にうまく吸着し、親水基を提供し、それによって粉末の濡れ性が改善されたことがわかります。吸着試験の結果は、SiC粉末およびAC1830改質SiC粉末上のPSSの等温および速度論的吸着モデルがラングミュアモデルおよび擬似二次(PSO)モデルに準拠することを示しています。 AC1830をSiC表面に吸着させることでPSSの吸着能力が向上しました。
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