羟基化结合硅烷偶联剂改性对光固化Si_(3)N_(4)膏料性能的影响

摘要

采用羟基化结合硅烷偶联剂(KH560)对氮化硅(Si_(3)N_(4))粉体进行表面功能化改性,配制出高固含量、高固化深度的Si_(3)N_(4)膏料,并基于立体光固化(SL)工艺制备了高强度的Si_(3)N_(4)复杂结构件。结果表明:Si_(3)N_(4)表面的KH560改善了粉体与树脂的相容性,降低了Si_(3)N_(4)膏料的粘度;同时,KH560的环氧基团(—CH(O)CH_(2))与环氧树脂(EA)通过化学键等方式相结合,形成了EA核壳结构,降低了树脂与陶瓷颗粒之间的折射率差,从而提高了Si_(3)N_(4)膏料的固化深度。表面羟基化处理后Si_(3)N_(4)表面吸附了更多的KH560,从而进一步降低了Si_(3)N_(4)膏料的粘度,提高了Si_(3)N_(4)膏料的固化深度。最终,用羟基化和KH560改性后的Si_(3)N_(4)粉体配制出的Si_(3)N_(4)膏料固含量达到50%(体积分数),固化深度达到64μm。烧结后Si_(3)N_(4)试样致密度为83%,断裂韧性为(4.38±0.45)MPa·m^(1/2),抗弯强度达到(407.95±10.50)MPa。