碳化硅颗粒表面改性及其分散稳定性的研究

摘要

再结晶碳化硅(RSiC)具有高温强度高、抗氧化性能强，以及特殊的电学和热学性能等，因而作为一种有广泛应用前景的结构与功能材料，受到了许多科研工作者的关注。但由于RSiC的烧成机理为蒸发，凝聚原理，在烧成过程中并不产生收缩，所以RSiC是一种多孔材料，其孔隙率取决于它的生坯密度，且对材料的高温强度、抗氧化性、导热、导电等性能有重要影响。要提高RSiC的生坯密度，关键是对SiC粉体进行表面改性，降低生坯的含水量，提高生坯密度。
　　本文较系统地研究了三种阳离子型表面活性剂(聚乙烯亚胺、溴化十六烷基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮)对SiC粉体进行表面改性的效果。用zeta电位仪和Washburn法研究了表面活性剂吸附在SiC粉体表面后，粉体的表面zeta电位及其与水接触角的变化；用UV-Vis，FTIR研究了表面活性剂在SiC粉体表面的吸附状态与吸附机理；用旋转粘度计表征了表面活性剂的加入对SiC浆料流变性的影响，并考察了对生坯密度的影响。得出以下结论：
　　1阳离子表面活性剂在SiC粉体表面的吸附主要是通过静电和氢键等作用吸附在SiC粉体表面。
　　2表面活性剂吸附在SiC粉体表面后，SiC粉体的表面zeta电位有了显著的提高，其与水的接触角降低，这说明改性后SiC粉体的亲水性提高。
　　3阳离子型表面活性剂的加入改变了SiC浆料的“梭型”触变环。减小了环面积，这说明SiC浆料的触变性变小，同时破坏SiC浆料触变结构所需要的能量也减少。同时表明表面活性剂的加入可以提高碳化硅生坯密度，降浆料含水量。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪 论

1.1 前言

1.2 SiC陶瓷的制备方法

1.2.1 常压烧结

1.2.2 反应烧结

1.2.3 热压烧结

1.2.4 再结晶法

1.3 碳化硅粉体的表面性质

1.4 SiC粉体的表面改性

1.4.1 SiC颗粒表面的物理改性

1.4.2 SiC颗粒表面的化学改性

1.5 选题意义和研究内容

1.5.1 选题意义

1.5.2 主要研究内容

第2章 实验研究与表征方法

2.1 实验原料

2.2 仪器和设备

2.3 实验过程

2.3.1 SiC原料的预处理

2.3.2 表面活性剂在SiC颗粒表面的吸附

2.4 检测方法

2.4.1 改性前后SiC粉体的紫外光谱分析

2.4.2 改性前后的SiC粉体的红外光谱分析

2.4.3 改性前后Sic粉体的zeta电位分析

2.4.4 改性前后SiC粉体的接触角测试

2.4.5 改性前后SiC粉体的流变性测试

2.4.6 改性前后SiC生坯的含水量与密度测试

第3章 表面活性剂在SiC表面的吸附行为研究

3.1 前言

3.2 实验结果与分析

3.2.1 聚乙烯亚胺在SiC颗粒表面的吸附行为

3.2.2 溴化十六烷基吡啶在SiC颗粒表面的吸附行为

3.2.3 聚乙烯吡咯烷酮在SiC颗粒表面的吸附行为

3.3 本章小结

第4章 表面活性剂的吸附对SiC颗粒表面性质的影响

4.1 前言

4.2 实验结果与分析

4.2.1 聚乙烯亚胺的加入对SiC颗粒表面性质的影响

4.2.2 溴化十六烷基吡啶的加入对SiC颗粒表面性质的影响

4.2.3 聚乙烯吡咯烷酮的加入对SiC颗粒表面性质的影响

4.3 本章小结

第5章 表面活性剂改性对SiC浆料及生坯特性的影响

5.1 前言

5.2 实验结果与分析

5.2.1 聚乙烯亚胺的加入对SiC浆料及生坯特性的影响

5.2.2 溴化十六烷基吡啶的加入对sic浆料及生坯特性的影响

5.2.3 聚乙烯吡咯烷酮的加入对SiC浆料及生坯特性的影响

5.3 本章小结

结 论

参考文献

致 谢

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文