SiC-Al2O3-ZrO2-C复合粉体的表面改性及表征
Surface Modification and Characterization of Compound Powder of SiC-Al2O3-ZrO2-C
超细粉体以其优异特性愈来愈为人们所瞩目,但是超细粉体因表面能高而极易团聚,使其应用受到限制.因此对超细粉体进行表面改性,使其获得良好分散性,成为超细粉体能否得到广泛应用的技术关键.本文探讨性研究了pH值和表面活性剂(聚丙烯酸PAA)含量等参数对超细粉体(SiC、Al2O3、ZrO2和C粉)分散性的影响.通过测试粉体颗粒的Zeta电位、粉体悬浮液的沉降体积和粘度值表征粉体表面改性的效果;通过Boehm滴定方法测试活性炭粉体表面官能团的含量,表征硝酸氧化处理对活性炭粉体分散性的作用效果.通过对粉体(SiC、Al2O3、ZrO2、C粉)Zeta电位、极其悬浮液的沉降体积和粘度的测量分析得出:在pH=9时,对于SiC粉体,PAA加入量为0.5wt%时,粉体的Zeta电位的绝对值最大,其悬浮液体系的沉降体积和粘度值最小;对于Al2O3粉体,PAA加入量为0.3wt%时,粉体的Zeta电位的绝对值最大,其悬浮液体系的沉降体积和粘度值最小;对于ZrO2粉体,PAA加入量为0.4wt%时,粉体的Zeta电位的绝对值最大,粉体悬浮液体系的沉降体积和粘度值最小;对于经过硝酸氧化处理的活性炭粉体,PAA加入量为0.9wt%时,粉体的Zeta电位的绝对值最大,其悬浮液体系的沉降体积和粘度值最小.实验中发现:硝酸浓度对活性炭表面酸性基团含量有很大影响:随着硝酸浓度的增大,活性炭表面酸性官能团含量随之增加;硝酸浓度为10mol/L时,酸性官能团含量达到最大值;硝酸浓度大于10mol/L时,酸性官能团含量变化不明显.随着酸性官能团含量的增加,活性炭粉体的亲水性增强,其悬浮液的分散性提高.本文还对复合粉体分散性和悬浮液流变性进行了研究.实验表明:原始复合粉体悬浮液表现出剪切变稀的流体特性;表面改性后复合粉体的悬浮液流变性好于表面改性前的流变性.在pH=8~10.5范围内,pH值对复合粉体悬浮液的粘度有很大影响,但在pH>10.5时,pH值对复合粉体悬浮液的粘度几乎没有影响;表面活性剂PAA对复合粉体悬浮液流变性有很大的影响,在pH=10.5、PAA加入量为0.8wt%时,复合粉体悬浮液的流变性最好,表现出牛顿流体的特性.表面改性前复合粉体悬浮液的最大固相含量为31vol%,而表面改性后复合粉体悬浮浆料的最大固相含量可达到32.5vol%.
- 作者：
- 刘昊
- 学位授予单位：
- 沈阳大学
- 专业名称：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2007年
- 导师姓名：
- 才庆魁；张宁
- 中图分类号：
- TB383.3
- 关键词：
- 表面改性；悬浮液；分散性；复合粉体
- surface modification；suspension；dispersion；compound powder