مسحوق كربيد السيليكونهي مادة تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة مثل الأجهزة الإلكترونية والطلاءات والمواد المركبة. ومع ذلك، فإن تكتلها وعدم كفاية تشتتها في الوسائط المائية يحد من كفاءتها. لذلك، تعتبر تقنيات تعديل السطح ضرورية لتعزيز خصائص مسحوق SiC. تتناول هذه المقالة طريقتين لتعديل سطح مسحوق SiC متناهية الصغر: تعديل PDADMAC وPSS وتعديل الفاعل بالسطح AC1830.
طريقة تعديل PDADMAC وPSS
تشتمل طريقة تعديل PDADMAC وPSS على استخدام الكتروليتات الكاتيونية والأنيونية لتعديل سطح مسحوق SiC. تتضمن العملية تحريك مسحوق SiC في الماء منزوع الأيونات باستخدام PDADMAC أو PSS لمدة 6 ساعات، يليه الطرد المركزي عند 3500 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقائق. يتم تجفيف مسحوق SiC المعدل الناتج عند 90 درجة مئوية لمدة 12 ساعة للحصول على مسحوق SiC المعدل بالكهرباء.
طريقة تعديل الفاعل بالسطح AC1830
تتضمن طريقة تعديل المادة الخافضة للتوتر السطحي AC1830 استخدام عامل نشط سطحي غير أيوني، AC1830، بالاشتراك مع PSS لتعديل سطح مسحوق SiC. تتضمن العملية تحريك مسحوق SiC في الماء منزوع الأيونات لمدة 0-6 ساعات باستخدام AC1830 وPSS بتركيز 0.1-1.5% بالوزن (على أساس كتلة مسحوق SiC). يتم طرد الملاط الناتج عند 3500 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق لإزالة المادة الخافضة للتوتر السطحي الزائدة. يتم إعادة تشتيت الراسب في الماء منزوع الأيونات ويتم طرده مرة أخرى. يتم تجفيف مسحوق SiC المعدل عند 90 درجة مئوية لمدة 12 ساعة ثم يتم طحنه للحصول على مسحوق SiC المعدل AC1830 وPSS.
الاختبار والتوصيف
تم تشخيص مسحوق SiC المعدل باستخدام تقنيات مختلفة مثل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، حيود الأشعة السينية (XRD)، توزيع حجم الجسيمات، لزوجة الملاط، المحتوى الصلب، وإمكانات زيتا. أشارت صور SEM إلى أن مسحوق SiC المعدل له توزيع أكثر اتساقًا لحجم الجسيمات مقارنة بمسحوق SiC غير المعدل. أظهر تحليل XRD عدم وجود تغيير كبير في التركيب البلوري لمسحوق SiC المعدل، مما يشير إلى أن عملية التعديل لم تؤثر على التركيب البلوري لمسحوق SiC. تزداد لزوجة الملاط مع زيادة المحتوى الصلب وتركيز الفاعل بالسطح. كانت إمكانات زيتا سلبية لكل من مسحوق SiC المعدل بواسطة PDADMAC/PSS وAC1830، مما يشير إلى وجود شحنات سالبة على سطح مسحوق SiC المعدل.
تأثير التعديل: (1) يتم امتصاص PDADMAC على سطح جزيئات SiC من خلال تفاعل الجذب الكهروستاتيكي. نظرًا للامتصاص العالي التقارب بين الاثنين، فإن تكوين الامتزاز لـ PDADMAC على سطح SiC يكون مسطحًا، ولا تتغير كمية الامتزاز وتكوين الامتزاز وتأثير التعديل مع تغير الوزن الجزيئي. قيمة الرقم الهيدروجيني المعدلة هي 11، وكمية الإضافة هي 0.24٪ بالوزن، ودرجة الحرارة 90 درجة مئوية، ووقت التعديل 6 ساعات. نظرًا لأن امتزاز PDADMAC يجعل الشحنة على سطح SiC عكسيًا، يتم إذابة مسحوق SiC المعدل في وسط مائي لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 3، ويتم تشتيت مسحوق SiC المعدل بشكل موحد في وسط الماء من خلال آلية التثبيت الاستاتيكي الكهروستاتيكي، ويتم تحضير 50 حجم% من ملاط SiC بلزوجة 0.138Pa. ق تحت محتوى المرحلة الصلبة. (2) يتم امتصاص سلفونات بوليسترين الصوديوم (PSS) على سطح جزيئات SiC من خلال الرابطة الهيدروجينية وقوى فان دير فالس. نظرًا للتفاعل التنافر الكهروستاتيكي بين الاثنين، فإن تكوين الامتزاز لـ PSS على سطح SiC يكون دائريًا وذو شكل ذيل، ومع زيادة الوزن الجزيئي لـ PSS، يتوسع تكوينه الدائري على سطح جزيئات SiC، وتزداد قدرة الامتزاز ، ويتحسن تأثير التعديل. باستخدام PSS مع الوزن الجزيئي Mw = 1000000، لا يتم تعديل قيمة الرقم الهيدروجيني أثناء عملية التعديل. كمية الإضافة هي 0.3% بالوزن، ودرجة الحرارة 90 درجة مئوية، ووقت التعديل 6 ساعات. تم إذابة مسحوق SiC المعدل في وسط الماء، وتم ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني إلى 11. وتم تشتيت مسحوق SiC المعدل بشكل موحد في وسط الماء من خلال آلية التثبيت الاستاتيكي الكهروستاتيكي. تم الحصول على ملاط SiC ذو محتوى صلب عالي (45 حجمًا٪)، وهو ما يتوافق مع لزوجة الملاط البالغة 0.098 باسكال. س. (3) تم استخدام إيثر بولي أوكسي إيثيلين أوكتاديسيلامين الفاعل بالسطح غير الأيوني (AC1830) وسلفونات بوليسترين الصوديوم متعدد الإلكتروليت الأنيوني (PSS) كمعدلات لتعديل مسحوق كربيد السيليكون. لا يتأثر امتصاص AC1830 بالشحنات السطحية، ويمكن أن يحمي بعض الشحنات، ويمكن أن يكون بمثابة موقع امتزاز لـ PSS، مما يعزز امتزاز PSS على سطح SiC. تحضير لزوجة 0.039Pa. s ومحتوى صلب من ملاط 50vol.% SiC مناسب لقولبة الحقن. تشير طريقة Zeta المحتملة إلى أن النقطة العازلة الكهربية (IEP) لمسحوق SiC المعدلة بهذه الطريقة قد تم إزاحتها بشكل كبير إلى اليسار. تظهر تجربة التسوية أن استقرار التشتت قد تحسن بشكل ملحوظ. يوضح قياس زاوية التلامس أن المعدل يمتص بنجاح على سطح المسحوق ويوفر مجموعات محبة للماء، وبالتالي تحسين قابلية بلل المسحوق. تشير نتائج اختبار الامتزاز إلى أن نماذج الامتزاز متساوي الحرارة والحركية لـ PSS على مسحوق SiC ومسحوق SiC المعدل AC1830 تتوافق مع نموذج Langmuir ونموذج الدرجة الثانية الزائفة (PSO). أدى امتزاز AC1830 على سطح SiC إلى تحسين قدرة الامتزاز لـ PSS.
SAT NANO هي واحدة من أفضل الموردينمسحوق كربيد السيليكونفي الصين، يمكننا أن نقدم حجم الجسيمات 50 نانومتر، 100 نانومتر، 1-3 ميكرون، إذا كان لديك أي استفسار، فلا تتردد في الاتصال بنا على sales03@satnano.com
