Agglomeration ist ein weltweites Problem bei der Anwendung und Erforschung von Nanopartikeln. SIC-Siliziumkarbid-Nanopartikel befinden sich aufgrund ihrer geringen Partikelgröße, ihres großen Oberflächenatomverhältnisses, ihrer großen spezifischen Oberfläche, des Fehlens benachbarter koordinierender Atome auf der Oberfläche und ihrer großen Oberflächenenergie in einem Zustand der Energieinstabilität und sind daher anfällig für Kondensation und Agglomeration während Herstellung und Transport, Bildung von Sekundärpartikeln, was wiederum die hervorragende Leistung von Nanopulvern beeinträchtigt. Um eine bessere Leistung von Siliziumkarbid-Nanopulvern zu erzielen , müssen diese gut dispergiert werden .

Nach den verschiedenen Dispergierverfahren kann es in physikalische und chemische Dispergierung unterteilt werden. Zu den physikalischen Dispergierverfahren gehören mechanische Rührdispersion, Ultraschalldispersion, Trockendispersion und hochenergetische Behandlungsdispersion. Die chemischen Verfahren umfassen das Kupplungsmittelverfahren, das Oberflächenpfropfpolymerisationsmodifikationsverfahren, die Dispergiermitteldispersion und so weiter.

1. Physikalische Dispersion von Nano-Siliciumcarbid-Pulver

1. 1. Mechanisches Rühren und Dispergieren

Mechanisches Rühren und Dispergieren verwenden normalerweise externe Scherkräfte oder Schlagkräfte, um Nanopulver vollständig im Medium zu dispergieren. Gleichzeitig ist die mechanische Rührdispersion auch ein obligatorisches Dispergierverfahren, und es ist möglich, nach dem Entladen des Dispergierers erneut zu binden und zu agglomerieren. Um die Mängel der Dispergierung durch mechanisches Rühren zu verbessern, werden im Allgemeinen Mittel zum Kombinieren mit einer chemischen Dispergierung zum Dispergieren verwendet.

1. 2. Ultraschalldispersion

Die Ultraschalldispergierung ist ein wirksames Mittel, um die Agglomeration von Nanopartikeln zu reduzieren. Die Ultraschalldispersion besteht darin, die zu behandelnde Partikelsuspension direkt in das Ultraschallfeld zu bringen und Hochleistungs-Ultraschallwellen für die "Bestrahlungs" -Behandlung zu verwenden. Starke Stoßwellen und Mikrostrahlen können die Nano-Aktionsenergie zwischen Nanopartikeln stark schwächen, die Agglomeration wirksam verhindern und sie vollständig dispergieren. Es ist ein Dispersionsverfahren mit hoher Festigkeit und guter Wirkung. Aber die Ultraschallschwingungszeit sollte nicht zu lang sein.

1. 3. Trockendispersion

In feuchter Luft ist die zwischen den Mikro-Nano-Pulvern gebildete Flüssigkeitsbrücke der Hauptgrund für die Agglomeration der ultrafeinen Pulver s . Durch Erhitzen und Trocknen, um die Flüssigkeitsbrücke zu verlangsamen, kann die Kraft zwischen den Partikeln verringert und die Partikel gleichmäßig dispergiert werden. Mit dem kontinuierlichen Aufkommen und der Anwendung neuer Technologien und neuer Ausrüstungen sowie der kontinuierlichen Aktualisierung und Ergänzung der Anti-Cluster-Technologie umfassen die bestehenden Trocknungstechnologien Entspannungsverdampfung, Sprühtrocknung, Vakuumtrocknung, Lösungsmitteltrocknung, Gefriertrocknung und überkritische Trocknung und Mikrowellentrocknung usw. Es gibt viele Verfahren zum Trocknen und Dispergieren, die hauptsächlich im Oberflächenbehandlungsprozess verwendet werden, und es gibt derzeit nur wenige eingehende Studien.

1. 4. Hochenergetische Verarbeitungsdispersion

Hochenergetische Behandlung und Dispergierung soll aktive Punkte auf der Oberfläche von Nanopartikeln durch die Wirkung von hochenergetischen Partikeln erzeugen, die Oberflächenaktivität erhöhen, die chemische Reaktion oder Bindung an andere Substanzen erleichtern und die Oberfläche von Nanopartikeln modifizieren, um dies zu erreichen Zweck der einfachen Verteilung. Hochenergetische Teilchen umfassen Korona, ultraviolettes Licht, Mikrowellen, Plasmastrahlen usw. .

2. Chemische Dispersion von Nano-Siliciumcarbid (SiC) -Pulver

Obwohl das physikalische Verfahren das Pulver besser dispergieren kann, agglomerieren die Partikel, sobald die mechanische Einwirkung aufhört, und das chemische Verfahren zur Modifizierung des Nano-Siliziumkarbidpulvers kann die Dispersion von Siliziumkarbid erheblich verbessern.

2. 1. Coupling-Agent-Methode

Üblicherweise werden verschiedene Silan-Kupplungsmittel verwendet, um das Siliciumcarbidpulver chemisch mit den Hydroxylgruppen auf der Oberfläche des Pulvers zu verbinden, die ursprünglichen Oberflächeneigenschaften des Pulvers zu verändern und zu verhindern, dass das Pulver in der flüssigen Phase agglomeriert. Das Kopplungsmittel hat eine amphotere Struktur, einige der Gruppen in seinem Molekül können mit verschiedenen funktionellen Gruppen auf der Partikeloberfläche reagieren, um starke chemische Bindungen zu bilden, und ein anderer Teil der Gruppen kann eine chemische Reaktion oder physikalische Verflechtung mit dem organischen Polymer eingehen. Die mit dem Haftvermittler behandelten Partikel hemmen nicht nur die Agglomeration der Partikel selbst, sondern erhöhen auch die Löslichkeit der Nanopartikel im organischen Medium, sodass diese besser in der organischen Matrix dispergiert werden können, und umfassende Leistung.

2. 2. Modifizierungsverfahren durch Oberflächenpfropfpolymerisation

Es gibt viele Modifikationen der oberflächeninitiierten Pfropfpolymerisation. Als Basisschicht werden in der Regel unterschiedliche Haftvermittler verwendet. Unter der Wirkung des Initiators werden organische Verbindungen wie Polyacrylamid und Polymethylmethacrylat gepfropft, um Nano-Siliciumcarbidpulver herzustellen. Die Oberflächeneigenschaften werden verändert, es ist nicht leicht zu agglomerieren, die Affinität zwischen der Partikeloberfläche und Wassermolekülen wird verringert und die Abstoßung zwischen den Feststoffpartikeln wird bis zu einem gewissen Grad verstärkt, was eine stabilisierende Rolle spielt.

2. 3. Dispergierverfahren

Die für eine gute Dispergierung in der ultrafeinen Pulverphase erforderlichen physikalischen und chemischen Bedingungen werden hauptsächlich durch Zugabe eines geeigneten Dispergiermittels erreicht, das die gegenseitige Abstoßung zwischen den Partikeln verstärkt. Sein Mechanismus umfasst hauptsächlich einen elektrostatischen Stabilisierungsmechanismus, eine sterische Hinderungsstabilisierung und einen elektrischen Raumstabilisierungsmechanismus. Die Dispergiermittel umfassen hauptsächlich Tetramethylammoniumhydroxid, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Polyammoniummethacrylat, Polyethylenglycol, Natriumphosphat usw.