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                    氧化鋁陶瓷球

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                    納米陶瓷粉體的分散研究

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                    納米陶瓷粉體的分散研究

                    發布日期:2019-05-05 作者: 點擊:

                    納米陶瓷具有優良性能的前提是納米顆粒堆積均勻,燒結收縮一致,晶粒均勻長大,但是由于納米粉體顆粒細小、顆粒間存在著較強的結合力,如靜電力、范德華力、毛細管力、機械咬合力等,使納米粉體存在團聚度高、流動性差等特點,嚴重影響了粉體的成型性能,進而導致陶瓷材料的性能下降。因此,納米陶瓷粉體的分散研究就變得尤為重要。

                    物理分散法

                    01 機械分散法

                    機械分散屬于物理分散方法,是借助外界剪切力或撞擊力等機械能使納米粒子在介質中充分分散的一種方法。機械分散法一般采用普通球磨、攪拌磨、行星磨和 剪切式高速攪拌器等方式進行。 

                    其中,普通球磨、研磨效率較低,常用于已分散的料漿經擱置后的二次分散。攪拌磨、行星磨研磨效率高,簡單易行,是最常用的一種分散超細粉體的方法。但球磨最大的缺點是在研磨過程中,由于球與球、球與筒、球與料以及料與筒之間的撞擊、研磨,使球磨筒和球本身被磨損,磨損的物質進人料漿中成為雜質,這些雜質會對漿料的純度及其后成品的性能產生影響。另外,球磨可能會改變粉體的物理化學性質。因此,球磨分散方法會給料漿帶來一定的影響,分散時要控制好分散的時間。

                    剪切式高速攪拌器,雖然分散效果好,但它分散的過程中會導致大量的空氣裹入體系中,在高速剪切力的作用下,使整個料漿呈泡沫狀。

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                    02 超聲波分散法

                    超聲波分散是一種強度很高的物理分散手段,是把所需處理的顆粒懸浮液直接置于超聲場中,控制恰當的超聲波頻率及作用時間致使顆粒充分分散。利用超聲空化時產生的局部高溫、高壓或強沖擊波和微射流等,弱化微粒間的微粒作用能,可有效地防止微粒的團聚。

                    超聲波用于微粒懸浮夜的分散,雖然效果很好,但存在的問題是:一旦停止超聲波振蕩,仍有可能使微粒再度團聚;超聲波處理一定時間后,顆粒的粒度不能再進一步減小,繼續處理也會重新引起顆粒的團聚;且超聲波對極細小的顆粒微粒分散效果并不理想。

                    化學分散法

                    納米陶瓷粉體的化學分散機制主要包括雙電層(靜電)穩定機制、空間位阻穩定機制和靜電位阻穩定機制。

                    01 雙電層(靜電)穩定機制

                    靜電穩定是指通過調節pH值和外加電解質等方法,使顆粒表面電荷增加,形成雙電層,通過Zeta電位增加使顆粒產生靜電斥力,實現體系的穩定。體系的穩定是通過范德華引力能與雙電層斥力能的平衡來實現的。兩顆粒間總作用勢能VT=VwA+VER式中,VT為兩粒子總勢能;VwA為范德華引力勢能;VER為雙電層排斥力能。

                    空間位阻穩定是通過添加高分子聚合物,聚合物分子的錨固基團吸附在固體顆粒表面,其溶劑化鏈在介質中充分伸展,形成位阻層,充當穩定部分,阻礙顆粒的碰撞聚集和重力沉降。

                    產生空間位阻穩定效應必需滿足以下條件:(1)錨固基團在顆粒表面,覆蓋率較高且發生強吸附,這種吸附可以是物理吸附也可以是化學吸附;(2)溶劑化鏈充分伸展,形變形成一定厚度的吸附位阻層,通常保持顆粒間距大于10-20nm。

                    03 靜電位阻穩定機制

                    靜電位阻穩定是固體顆粒表面吸附了一層帶電較強的聚合物分子層,帶電的聚合物分子層既能通過本身所帶電荷排斥周圍粒子,又用位阻效應組織布朗運動的粒子靠近,產生復合穩定效應,其中靜電電荷主要來源為顆粒表面凈電荷、外加電解質和錨固基團是聚電解質。顆粒在距離較遠時,雙電層產生斥力,靜電主導;顆粒在距離較近時,空間位阻阻止顆??拷?。

                    本文網址:http://www.cnkelma.com/news/432.html

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