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SIC 炭化ケイ素ナノ粒子の分散方法

  • July 21,2022.

凝集は、ナノ粒子の応用と研究における世界的な問題です。 SIC 炭化ケイ素ナノ粒子 は、粒子サイズが小さい、表面の原子比が大きい、比表面積が大きい、表面に配位原子が隣接していない、表面エネルギーが大きいなどの理由でエネルギーが不安定な状態にあるため、プロセス中に凝縮や凝集を起こしやすい準備と輸送、二次粒子の形成、それがナノ粉末の優れた性能に影響を与えます。 炭化ケイ素ナノ粉末 のより良い性能 を 得るためには、 よく 分散させる必要があります 。

分散方法の違いにより、物理分散と化学分散に分けることができます。物理分散法には、機械攪拌分散、超音波分散、乾式分散、高エネルギー処理分散などがあります。化学的方法には、カップリング剤法、表面グラフト重合変性法、分散剤分散法などがあります。

1.ナノ炭化ケイ素粉末の物理分散

1. 1. 機械による攪拌と分散

機械的攪拌と分散では、通常、外部せん断力または衝撃力を使用して、ナノ粉末を媒体に完全に分散させます。同時に機械攪拌分散も必須の分散方法であり、分散機を排出した後に再結合・凝集することも可能です。 機械 攪拌分散の欠点を改善するために、一般的に化学分散と組み合わせた方法で分散を行っています。

1. 2. 超音波分散

超音波分散は、ナノ粒子の凝集を減らす効果的な方法です。超音波分散とは、処理する粒子懸濁液を直接超音波場に置き、高出力の超音波を用いて「照射」処理を行う方法です。強力な衝撃波とマイクロジェットは、ナノ粒子間のナノ作用エネルギーを大幅に弱め、凝集を効果的に防ぎ、完全に分散させることができます。強度が高く、効果の高い分散法です。ただし、超音波振動時間は長すぎてはいけません。

1. 3. 乾式分散

湿った空気中では、マイクロ ナノ パウダー間に形成される液体架橋が、超微粉 s の凝集の主な原因です 。液架橋を遅くするために加熱乾燥することで、粒子間の力を弱め、粒子を均一に分散させることができます。新しい技術と新しい機器 の継続的な出現と適用、 およびアンチクラスター技術の継続的な更新と補足により、既存の乾燥技術には、フラッシュ蒸発、噴霧乾燥、真空乾燥、溶媒乾燥、凍結乾燥、超臨界乾燥が含まれます。主に表面処理工程で使用される乾燥・分散方法は数多くあり、詳細な研究は少ないのが現状です。

1. 4. 高エネルギー加工分散

高エネルギー処理分散とは、高エネルギー粒子の作用によりナノ粒子の表面に活性点を発生させ、表面活性を高め、化学反応や他の物質との結合を容易にし、ナノ粒子の表面を修飾して、容易な分散の目的。高エネルギー粒子には、コロナ、紫外線、マイクロ波、プラズマ線 などがあり ます。

2. ナノ炭化ケイ素 （SiC） 粉末の化学分散

物理的方法は粉末をよりよく分散させることができますが、機械的作用が停止すると、粒子は互いに凝集し、ナノ炭化ケイ素粉末を修飾する化学的方法は炭化ケイ素の分散を大幅に改善できます。

2. 1. カップリング剤法

通常、各種シランカップリング剤は、炭化ケイ素粉末と粉末表面の水酸基を化学結合させ、粉末本来の表面特性を変化させ、粉末が液相中で凝集するのを防ぐために使用されます。カップリング剤は両性構造を持ち、分子内の基の一部は粒子表面のさまざまな官能基と反応して強力な化学結合を形成し、基の別の部分は有機ポリマーと何らかの化学反応または物理的な絡み合いを起こすことができます。カップリング剤で処理された粒子は、粒子自体の凝集を抑制するだけでなく、有機媒体へのナノ粒子の溶解度を高め、有機マトリックスへの分散を改善します。 そして 総合的なパフォーマンス。

2. 2. 表面グラフト重合変性法

多くの表面開始グラフト重合修飾があります。一般に、基層として異なるカップリング剤が使用される。開始剤の作用により、ポリアクリルアミドやポリメチルメタクリレートなどの有機化合物がグラフトされ、ナノ炭化ケイ素粉末が生成されます。表面特性が変化し、凝集しにくくなり、粒子表面と水分子間の親和性が低下し、固体粒子間の反発力がある程度高まり、安定化の役割を果たします。

2. 3. 分散剤法

超微粉末相での良好な分散に必要な物理的および化学的条件は、主に、粒子間の相互反発を強化する適切な分散剤を添加することによって達成されます。そのメカニズムには、主に静電安定化メカニズム、立体障害安定化メカニズム、および電気空間安定化メカニズムが含まれます。分散剤には、主にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリアンモニウムメタクリレート、ポリエチレングリコール、リン酸ナトリウムなどがあります。


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