Агломерация является мировой проблемой в области применения и исследования наночастиц. Наночастицы карбида кремния SIC находятся в состоянии энергетической нестабильности из-за малого размера частиц, большого поверхностного атомного отношения, большой удельной площади поверхности, отсутствия соседних координирующих атомов на поверхности, большой поверхностной энергии и поэтому склонны к конденсации и агломерации во время подготовка и транспортировка, образование вторичных частиц, что, в свою очередь, влияет на отличные характеристики нанопорошков. Чтобы получить лучшие характеристики нанопорошка карбида кремния , его необходимо хорошо диспергировать .

В соответствии с различными методами диспергирования его можно разделить на физическое и химическое диспергирование. Методы физического диспергирования включают диспергирование при механическом перемешивании, ультразвуковое диспергирование, сухое диспергирование и диспергирование при высокоэнергетической обработке. Химические методы включают метод связующего агента, метод модификации поверхностной привитой полимеризации, диспергирование и так далее.

1. Физическая дисперсия нанопорошка карбида кремния

1. 1. Механическое перемешивание и диспергирование

Механическое перемешивание и диспергирование обычно используют внешнюю силу сдвига или силу удара для полного диспергирования нанопорошка в среде. В то же время диспергирование с механическим перемешиванием также является обязательным методом диспергирования, и возможно повторное связывание и агломерация после разрядки диспергатора. Чтобы устранить недостатки диспергирования с механическим перемешиванием, для диспергирования обычно используют средства комбинирования с химическим диспергированием.

1. 2. Ультразвуковое рассеивание

Ультразвуковое диспергирование является эффективным способом уменьшения агломерации наночастиц. Ультразвуковая дисперсия заключается в том, чтобы непосредственно поместить обрабатываемую суспензию частиц в ультразвуковое поле и использовать мощные ультразвуковые волны для «облучения». Сильные ударные волны и микроструи могут значительно ослабить энергию нанодействия между наночастицами, эффективно предотвратить агломерацию и сделать их полностью диспергированными. Это метод диспергирования с высокой прочностью и хорошим эффектом. Но время ультразвуковой вибрации не должно быть слишком большим.

1. 3. Сухая дисперсия

Во влажном воздухе жидкий мостик, образующийся между микро-нано-порошком, является основной причиной агломерации ультратонкого порошка . Путем нагревания и сушки для замедления жидкостного мостика сила между частицами может быть уменьшена, и частицы могут быть равномерно диспергированы. С постоянным появлением и применением новых технологий и нового оборудования , а также постоянным обновлением и дополнением антикластерной технологии существующие технологии сушки включают мгновенное испарение, распылительную сушку, вакуумную сушку, сушку растворителем, сушку вымораживанием, сверхкритическую сушку. и микроволновая сушка и т. д. Существует множество методов сушки и диспергирования, которые в основном используются в процессе обработки поверхности, и в настоящее время углубленных исследований мало.

1. 4. Дисперсия обработки высокой энергии

Высокоэнергетическая обработка и диспергирование предназначены для создания активных точек на поверхности наночастиц за счет действия высокоэнергетических частиц, увеличения поверхностной активности, облегчения химической реакции или присоединения к другим веществам, а также модификации поверхности наночастиц для достижения целью легкого рассеивания. К высокоэнергетическим частицам относятся коронный разряд, ультрафиолетовое излучение, микроволны, плазменные лучи и т. д .

2. Химическая дисперсия порошка нанокарбида кремния (SiC) .

Хотя физический метод может лучше диспергировать порошок, после прекращения механического воздействия частицы будут агломерироваться друг с другом, а химический метод модификации нанопорошка карбида кремния может значительно улучшить дисперсию карбида кремния.

2. 1. Метод связующего агента

Различные силановые связующие агенты обычно используются для химической связи порошка карбида кремния с гидроксильными группами на поверхности порошка, изменения исходных свойств поверхности порошка и предотвращения агломерации порошка в жидкой фазе. Связующий агент имеет амфотерную структуру, некоторые группы в его молекуле могут реагировать с различными функциональными группами на поверхности частиц с образованием прочных химических связей, а другая часть групп может подвергаться какой-либо химической реакции или физическому сцеплению с органическим полимером. Частицы, обработанные аппретом, не только ингибируют агломерацию самих частиц, но и повышают растворимость наночастиц в органической среде, благодаря чему они могут лучше диспергироваться в органической матрице. и комплексное исполнение.

2. 2. Метод модификации поверхностной привитой полимеризацией

Существует множество модификаций поверхностно-инициированной привитой полимеризации. Как правило, в качестве базового слоя используются различные связующие агенты. Под действием инициатора органические соединения, такие как полиакриламид и полиметилметакрилат, прививаются с образованием нанопорошка карбида кремния. Характеристики поверхности изменяются, агломерация затруднена, сродство между поверхностью частиц и молекулами воды снижается, а отталкивание между твердыми частицами в определенной степени усиливается, что играет стабилизирующую роль.

2. 3. Дисперсионный метод

Физические и химические условия, необходимые для хорошего диспергирования в ультрадисперсной порошковой фазе, в основном достигаются за счет добавления соответствующего диспергатора, усиливающего взаимное отталкивание между частицами. Его механизм в основном включает механизм электростатической стабилизации, стабилизацию стерических помех и механизм стабилизации электрического пространства. Диспергаторы в основном включают гидроксид тетраметиламмония, полиакриламид, полиакриловую кислоту, метакрилат полиаммония, полиэтиленгликоль, фосфат натрия и т.д.