SiC粉体表面改性工艺研究

SiC是一种很有发展前景的非氧化物材料,具有许多优异的性能，如硬度高,强度高,抗氧化和耐磨等性能,在陶瓷材料方面应用广泛。胶态成型是近年来新兴的成型方法，它能够有效的减少材料的内部缺陷，从而提高SiC陶瓷材料的可靠性。在胶态成型过程中，最关键的技术是控制SiC悬浮液的流变行为。因此，制备高固相含量、低粘度稳定SiC浆料是获得均匀致密SiC陶瓷的核心问题。本论文从对SiC粉体表面杂质处理和改性两方面出发，采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、总有机碳分析仪(TOC)等仪器定量分析评价了SiC粉体预处理效果及改性剂与SiC粉体表面的结合状况。研究了SiC表面杂质处理和改性的机理，并确定了每一种处理方式的最佳工艺参数。主要研究内容如下：1. TMAH（四甲基氢氧化铵）对SiC粉体改性研究：采用TMAH对SiC粉体进行表面改性，并研究不同改性方式、反应时间、添加量等对SiC浆料流变性的影响。用总有机碳(TOC)测定洗涤液中有机物含量，研究TMAH与SiC粉体表面的结合状况。结果表明：TMAH与SiC粉体表面结合率在50%左右，提高了浆料的固相含量和稳定性。2. SiC粉体预处理工艺研究：研究了杂质离子对SiC浆料流变性能的影响，并采用ICP-AES对SiC粉体洗涤处理过程中的金属离子进行了定量测定。结果表明，对粉体进行表面洗涤可以有效减少表面杂质含量，进而使浆料的粘度不断降低，稳定性升高。盐酸溶液去除SiC粉体表面杂质离子的效果最佳，对该工艺条件进行了系统研究。3.不同胺类物质对SiC粉体改性研究：分别采用正丁胺、十二胺、KH-550对SiC粉体表面进行改性，探讨其改性机理及改性对浆料流变性能、润湿性的影响。结果表明：随着碳链的增长，改性后粉体润湿性变差，SiC浆料黏度明显增加。