Sự biến đổi bề mặt củabột silicon nitritchủ yếu đạt được thông qua các phương pháp vật lý và hóa học để cải thiện tính chất vật lý và hóa học củahạt silicon nitrit.
Sự biến đổi bề mặt của bột có thể làm giảm lực hút lẫn nhau giữa các hạt bột, cải thiện độ phân tán của bột trong môi trường và tăng cường khả năng phân tán của bùn bột. Đồng thời, còn có thể tăng cường hoạt tính bề mặt của bột silicon nitride, tăng khả năng tương thích của các hạt bột với các chất khác, từ đó tạo ra các tính chất mới của bột.
Nguyên tắc chính củabiến đổi bề mặt của bộtlà sự tương tác giữa bột và chất biến tính bề mặt để cải thiện khả năng thấm ướt của bề mặt bột và tăng cường khả năng phân tán của nó trong môi trường nước hoặc hữu cơ.
1. Sửa đổi lớp phủ bề mặt
Công nghệ sửa đổi lớp phủ bề mặt sử dụng các nguyên lý hấp phụ vật lý hoặc hấp phụ hóa học để gắn đồng đều các vật liệu phủ vào thân được phủ, tạo thành một lớp phủ đồng nhất và hoàn chỉnh trên bề mặt của nó. Lớp phủ được hình thành trong toàn bộ quá trình phủ thường là lớp đơn lớp.
Sửa đổi lớp phủ thường được chia thành lớp phủ vô cơ và lớp phủ hữu cơ. Lớp phủ vô cơ chủ yếu đề cập đến sự lắng đọng của các oxit hoặc hydroxit thích hợp trên bề mặt các hạt gốm để biến đổi bột, nhưng chỉ xét về tính chất vật lý. Và lớp phủ hữu cơ là việc lựa chọn một số chất hữu cơ làm vật liệu phủ, liên kết với các nhóm chức năng trên bề mặt của các hạt bột và hấp phụ có chọn lọc trên bề mặt của các hạt gốm, do đó làm cho bột thể hiện các đặc tính của lớp phủ.
SAT NANO bổ sung zirconia và oxit đất hiếm yttri oxit làm chất phụ gia thiêu kết để phủ lên bề mặt silicon nitride, dẫn đến tăng mật độ và cải thiện độ bền đứt gãy của silicon nitride biến tính.
SAT NANO sử dụng phương pháp khử nhiệt bằng cồn để phủ ruthenium lên bề mặt bột silicon nitrit và xác định đặc tính của bột bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại, kính hiển vi điện tử quét và quang phổ tán sắc năng lượng.
Công nghệ cải tiến này có chi phí thấp, các bước phương pháp đơn giản, dễ kiểm soát nhưng hiệu quả sau khi cải tiến thường ở mức trung bình.
2. Sửa đổi xử lý bề mặt axit-bazơ
Quá trình đúc gốm thường yêu cầu bùn gốm phải đạt được hàm lượng chất rắn cao và độ nhớt thấp, mật độ điện tích trên bề mặt bột có tác động đáng kể đến tính lưu biến và độ phân tán của bùn bột. Các đặc tính tích điện bề mặt của bột gốm có thể được thay đổi thông qua các phương pháp rửa (rửa bằng axit và rửa bằng kiềm). Như tên cho thấy, phương pháp sửa đổi này bao gồm việc trộn và rửa kỹ bột silicon nitrit bằng một loạt dung dịch axit hoặc kiềm đậm đặc.
SAT NANO loại bỏ hiệu quả các tạp chất như Mg2+ và Ca2+ khỏi bề mặt bột silicon nitride thông qua xử lý rửa bằng axit, từ đó làm thay đổi độ dẫn ion của hỗn hợp bột và làm thay đổi tính chất của bề mặt bột.
SAT NANO đã phân tích XPS của bột sau khi xử lý rửa bằng axit và nhận thấy mức độ oxy hóa bề mặt của bột biến tính giảm, điểm đẳng điện của bùn bột tăng và hàm lượng chất rắn tối đa của bùn đạt 55%. Một hỗn hợp gốm có khả năng đúc đã được chuẩn bị.
Đồng thời, một nồng độ xử lý kiềm nhất định cũng có thể phản ứng với bề mặt bột gốm. Theo nghiên cứu của Wang Yongming và cộng sự, xử lý rửa bằng kiềm có thể làm giảm hàm lượng nhóm hydroxyl silicon trên bề mặt bột cacbua silic, giảm mức độ oxy hóa, thay đổi lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt và cải thiện tính chất lưu biến của bùn.
3. Sửa đổi chất phân tán
Việc lựa chọn phù hợp hoặc thiết kế các chất phân tán mới dựa trên sự khác biệt giữa các loại bột gốm khác nhau đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện hàm lượng chất rắn trong bùn gốm. Loại và lượng chất phân tán có sự khác biệt đáng kể về tác dụng của chúng đối với việc thay đổi tính chất của gốm sứ.
Các chất phân tán thường có cả cấu trúc ưa nước và kỵ nước, và chính nhờ sự tương tác giữa các nhóm nước ưa nước và kỵ nước của chúng mà độ phân tán của bùn gốm được điều chỉnh. Các loại chất phân tán bao gồm chất hoạt động bề mặt hoặc chất điện phân polyme, trong đó chất hoạt động bề mặt bao gồm chất hoạt động bề mặt cation và chất hoạt động bề mặt anion.
Các chất điện phân polyme bao gồm axit polyetylen sulfonic, axit polyacrylic, polyetylen pyridin, polyetylen imine, v.v. Chất phân tán có thể trải qua các phản ứng hấp phụ với bề mặt bột, bao gồm hấp phụ hóa học và hấp phụ vật lý, sử dụng lực tương tác giữa các hạt (lực van der Waals, lực đẩy tĩnh điện) và nguyên lý tác dụng cản trở không gian tiềm tàng.
Về việc bổ sung chất phân tán, SAT NANO đã điều chế thành công huyền phù silicon nitrit với hàm lượng chất rắn từ 51% đến 55% bằng cách sử dụng tetramethylammonium hydroxit (TMAH) và tetraethylammonium hydroxit (TEAH) làm chất phụ gia.
SAT NANO đã nghiên cứu tác động biến đổi của một số chất phân tán khác nhau trên bề mặt bột silicon nitride. Bằng cách đo thế Zeta của hỗn hợp bột biến tính, người ta nhận thấy rằng việc bổ sung amoni polyacrylate sẽ có lợi hơn cho việc chuẩn bị hỗn hợp bột silic nitrit có hàm lượng chất rắn cao.
4. Sửa đổi tính kỵ nước bề mặt
Biến đổi tính kỵ nước bề mặt là quá trình chuyển đổi các nhóm hydroxyl trong bột gốm thành các nhóm kỵ nước, chẳng hạn như alkyl, alkyl chuỗi dài và các hợp chất hữu cơ tuần hoàn. Các hợp chất hữu cơ này thể hiện tác dụng kỵ nước mạnh khi kết hợp với bề mặt bột gốm, cho phép phân tán tốt hơn trong môi trường phân tán và giảm khả năng kết tụ.
Khi xử lý ghép bề mặt được thực hiện trên bột silicon nitride, các chuỗi dài của polyme tiếp xúc với bề mặt của bột và các chuỗi ưa nước ở đầu kia sẽ mở rộng trong môi trường nước. Trong toàn bộ quá trình phân tán, có cả lực đẩy giữa các hạt bột và lực cản không gian do chuỗi dài của polyme tạo ra, dẫn đến hiệu quả phân tán của bùn tốt hơn.
SAT NANO là nhà cung cấp bột silicon nitride tốt nhất tại Trung Quốc, chúng tôi có thể cung cấp hạt nano và hạt micron, nếu bạn có bất kỳ yêu cầu nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ sales03@satnano.com
