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表面改性对SiC粉体表面及其悬浮液特性影响的研究

【摘要】: 为了获得高固低粘且易于消泡的SiC陶瓷料浆,本文分别采用不同结构的改性剂对氨基苯磺酸、丁二酸、乙二醇和PEG400对SiC粉体进行包覆改性。分析了不同分子结构的改性剂对SiC粉体表面特性和料浆流变特性的影响及料浆流变特性与坯体密度之间的关系,研究了消泡剂与改性剂的协同作用并初步探讨了改性SiC料浆的稳泡特性及影响料浆消泡效果的因素。 利用XRD和FTIR分别分析了改性前后SiC粉体的结构组成和表面结构。测试了改性前后SiC粉体的表面特性及悬浮特性。使用NDJ-1型旋转粘度仪测试了改性前后SiC料浆的流变特性。并通过SEM观察了注浆成型坯体的断面情况,考察料浆的消泡效果。 实验结果表明:对氨基苯磺酸、丁二酸、乙二醇改性的粉体为静电稳定机制,由于其分子极性较大,水化膜较厚,导致固相含量不高,料浆粘度较大;PEG400改性的粉体主要为空间位阻稳定,分子极性较小,用其改性的SiC粉体固相体积含量最高,达到58.3vol%,且料浆粘度最低,小于1Pa·s。 消泡剂对改性SiC料浆的悬浮稳定性的影响不大,料浆的悬浮稳定性主要由改性剂决定。三种消泡剂对料浆流变特性的影响各不相同:消泡剂NXZ能使料浆粘度降低;BYK-020对料浆粘度的影响不大;消泡王470的加入使料浆粘度增加。料浆的流变特性对坯体密度的影响显著,在极低剪切速率下料浆的低粘度是影响坯体密度的关键。 改性剂分子结构对SiC料浆稳泡性的影响很大,PEG400的起泡和稳泡性最强,用其改性的SiC料浆的消泡最为困难。料浆的消泡效果不仅与消泡剂有关,与料浆的粘度也有很大关系。消泡剂的类型和料浆粘度是影响消泡效果的重要因素,粘度越低越有利于消泡。NXZ的用量为0.1wt%时,PEG400改性SiC料浆的消泡效果最好。

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