油性碳化硅精密研磨抛光液的悬浮性研究

摘要

碳化硅(SiC)作为磨料被广泛应用在精密研磨抛光领域。然而，因碳化硅表面具有很强的亲水疏油性，有关碳化硅悬浮性的报道仅局限在水性介质范围内。随着机械制造业对油基研磨液日益增长的需求，无机粒子在油性介质中的悬浮稳定逐渐被各领域所关注。本文选用碳化硅微粉作为制备高性能精密研磨抛光液的磨料使用，重点研究其在油性介质中的悬浮稳定性能。
　　为解决碳化硅磨料在油性介质中的悬浮稳定性，本文从粉体改性和浆料分散两方面入手。一方面，由于碳化硅微粉的粒度小和比表面积大等特点，使其能量一直处于介稳状态，致使微粉极易发生凝结、团聚，形成二次粒子。为解决微粉团聚问题，本文首先采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对粉体表面进行改性，其次对KH570改性的碳化硅粉进行高温下双重包覆改性。另一方面，因粉体在油性介质中的悬浮稳定性较差，本文重点探讨了超分散剂和增稠剂对其悬浮稳定性的影响。
　　使用接触角仪对偶联剂改性粉体进行亲疏水性分析，确定偶联剂改性的最佳工艺;利用XPS、FT-IR和SEM对未改性粉体、偶联剂改性粉体和双重改性粉体进行表面微观结构和形貌分析;通过对OP-7(烷基酚聚氧乙烯(7)醚）的TG-DSC分析，探讨双重包覆改性机制;最后，使用控制单一变量实验的方法确定双酯、分散剂和增稠剂的最佳范围或最佳用量。
　　实验结果表明:在粉体改性方面，当偶联剂的含量2.4％、反应时间5h和反应温度90℃时，得到的KH570改性的碳化硅粉体具有较好的疏水性;在高温下采用化学气相沉积方法，向最佳配方的KH570改性的碳化硅粉上包覆OP-7后，双重包覆粉体的接触角从73.8°增加到136.4°，此现象说明粉体的疏水性明显提高。在浆料悬浮性能方面:经实验所得，双酯含量在15％时黏度指数最高，即对混合物的黏温性能最好;分散剂用量在1％～3％范围时，悬浮浆料的分散程度最好;蜂蜡的添加范围在10％时浆料的悬浮稳定性最好。因此，当添加剂双酯的用量为15％，分散剂的用量为1％～3％时，增稠剂的用量为10％时浆料将具有良好的黏温性能和悬浮稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 精密研磨抛光液

1．2．1 精密研磨抛光液中磨粒的选择

1．2．2 精密研磨抛光液中液相介质的选择

1．2．3 精密研磨抛光液的国内外研究现状

1．3 固-液体系的分散

1．3．1 分散剂的种类

1．3．2 分散剂的分散机制

1．4 颗粒表面改性

1．4．1 硅烷偶联剂

1．4．2 硅烷偶联剂作用机理

1．4．3 颗粒表面硅烷偶联剂改性的研究现状

1．5 课题研究内容及意义

1．5．1 课题研究意义

1．5．2 课题研究内容

第二章 实验设计与研究方法

2．1 实验原料与设备

2．2 实验方案设计

2．3 实验流程及内容

2．3．1 实验流程图

2．3．2 实验主要内容

2．4 实验研究方法

2．4．1 基础油的粘度测试

2．4．2 改性粉体的微观测试

2．4．3 乳化剂的高温热分析测试

2．4．4 浆料的沉降稳定性测试

第三章 碳化硅粉体表面改性与表面性能分析

3．1 粉体的表面性质

3．2 粉体的偶联剂改性研究

3．2．1 反应温度的影响

3．2．2 反应时间的影响

3．2．3 偶联剂含量的影响

3．2 粉体的双重疏水改性研究

3．2．1 双重包覆疏水性能测试

3．2．2 双重包覆改性SiC粉体的机理分析

3．3 改性SiC微粉的性能表征

3．3．1 改性粉体的红外光谱测试

3．3．2 改性粉体的X射线光电子能谱测试

3．2．1 改性粉体的微观形貌测试

3．5 本章小结

第四章 液相介质的复合改性研究

4．1 基础油的选择与确定

4．2 双酯(复配物)种类的选择及含量的确定

4．3 分散剂种类的选择及含量的确定

4．3．1 分散剂种类的选择

4．3．2 分散剂含量的确定

4．4 增稠剂种类的选择及含量的确定

4．4 本章小结

结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢