粉体表面改性处理介绍

随着科学技术的发展, 现代国防,空间技术以及汽车工业等领域不仅要求工程材料具备良好的机械性能,而且要求其具有良好的物理性能。

碳化硅(SiC) 陶瓷具有高温强度和抗氧化性好、耐磨性能和热稳定性高、热膨胀系数小、热导率高、化学稳定性好等优点，因而常常用于制造燃烧室、高温排气装置、耐温贴片、飞机引擎构件、化学反应容器、热交换器管等严酷条件下的机械构件,是一种应用广泛的先进工程材料。

它不仅在正在开发的高新技术领域( 如陶瓷发动机、航天器等) 发挥重要作用,在目前的能源、冶金、机械、建材化工等[1]领域也具有广阔的市场和待开发的应用领域。

为此，迫切需要生产不同层次、不同性能的各种碳化硅制品。

碳化硅的强共价键导致其熔点很高，进而使SiC 粉体的制备、烧结致密化等变得更加困难。

本文综述了近些年碳化硅粉体的制备及改性、成型和烧结工艺三个方面的研究进展。

[1] 蔡新民,武七德,刘伟安.反应烧结碳化硅过程的数学模型[J]. 武汉理工大学学报, 2002,24(4): 48-501 碳化硅粉体的制备及改性技术碳化硅粉体的制备技术就其原始原料状态主要可以分为三大类：固相法、液相法和气相法。

1.1 固相法固相法主要有碳热还原法和硅碳直接反应法。

碳热还原法又包括阿奇逊(Acheso n)法、竖式炉法和高温转炉法。

SiC粉体制备最初是采用Acheson法[2]，用焦炭在高温下(2400 C左右)还原SiO2制备的，但此方法获得的粉末粒径较大(>1mm)，耗费能量大、工艺复杂。

20世纪70 年代发展起来的ESK 法对古典Acheson 法进行了改进，80 年代出现了竖式炉、高温转炉等合成3-SiC粉的新设备。

随着微波与固体中的化学物质有效而特殊的聚合作用逐渐被弄清楚，微波加热合成SiC 粉体技术也日趋成熟。

最近,L N. Satapathy 等[3]优化了微波合成SiC的工艺参数。

他们以Si+2C为起始反应物，采用2.45 GHz的微波在1200-1300 C时保温5分钟即可实现完全反应，再通过650 C除碳即可获得纯的^SiC,其平均粒径约0.4 ym。

硅酸盐学报· 409 ·2011年硅烷偶联剂对碳化硅粉体的表面改性铁生年，李星(青海大学非金属材料研究所，西宁 810016)摘要：采用KH-550硅烷偶联剂对SiC粉体表面进行改性，得到了改性最佳工艺参数，分析了表面改性对SiC浆料分散稳定性的影响。

结果表明：SiC微粉经硅烷偶联剂处理后没有改变原始SiC微粉的物相结构，只改变了其在水中的胶体性质；减少了微粉团聚现象。

与原始SiC微粉相比，改性SiC微粉表面特性发生了明显变化，Zeta电位绝对值提高，浆料的分散稳定性得到了明显改善。

关键词：碳化硅；表面改性；硅烷偶联剂；分散性中图分类号：TQ174 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)03–0409–05Surface Modification of SiC Powder with Silane Coupling AgentTIE Shengnian，LI Xing(Non-Metallic Materials Institute of Qinghai University, Xining 810016, China)Abstract: The surface characteristics of SiC powder were modified by a KH-550 silane coupling agent. The process parameters of the modification were optimized, and the effect of surface modification on the dispersion stability of SiC slurry was analyzed. The results show that the SiC powder modified by silane coupling agent can not change the original phase structure of SiC micro-powders but reduce the aggregation of SiC particles in the powders. Compared to the original SiC powder, the surface characteristics of the modi-fied SiC powder change significantly. Zeta potential of SiC increases, and the dispersion stability of SiC slurry is improved.Key words: silicon carbide; surface modification; silane coupling agent; dispersibility在半导体制造和煤气化工程领域，许多工程都在使用SiC陶瓷[1–2]。

了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂碳酸钙是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料，但是，未经表面处理的碳酸钙与高聚物的相容性较差，简单造成在高聚物基料中分散不均从而造成复合材料的界面缺陷，降低材料的机械强度。

随着用量的加添，这些缺点更加明显。

因此，为了改进碳酸钙填料的应用性能，必需对其进行表面改性处理，提高其与高聚物基料的相容性或亲和性。

1、碳酸钙表面改性简述碳酸钙的表面改性方法重要是化学包覆，辅之以机械化学；使用的表面改性剂包括硬脂酸（盐），钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯，聚乙烯蜡等。

碳酸钙连续表面改性工艺表面改性要借助设备来进行。

常用的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机、高速加热混合机以及涡流磨和流态化改性机等。

影响碳酸钙表面改性效果的重要因素是：表面改性剂的品种、用量和用法（即所谓表面改性剂配方）；表面改性温度、停留时间（即表面改性工艺）；表面改性剂和物料的分散程度等。

其中，表面改性剂和物料的分散程度重要取决于表面改性机。

2、脂肪酸（盐）改性碳酸钙硬脂酸（盐）是碳酸钙最常用的表面改性剂。

其改性工艺可以采纳干法，也可以采纳湿法。

一般湿法工艺要使用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。

（1）硬脂酸干法改性碳酸钙涂酸磨机改性碳酸钙采纳SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等连续式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是连续同步给入的，硬脂酸可以直接以固体粉状添加，用量依粉体的粒度大小或比表面积而定，一般为碳酸钙质量的0.8%—1.2%；在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合机中进行表面包覆改性时，一般为间歇操作，首先将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机中，搅拌混合15—60min即可出料包装，硬脂酸的用量为碳酸钙质量的0.8%—1.5%左右，反应温度掌控在100℃左右。

为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与碳酸钙粒子作用，也可以预先将硬脂酸用溶剂（如无水乙醇）稀释。

改性时也可适量加入其他助剂。

粉体表面改性设备介绍1. 背景粉体表面改性是一种广泛应用于化工、材料、冶金、能源等领域的技术，它能够提高粉体的性能，并扩展其应用范围。

粉体表面改性设备作为实现粉体表面改性的关键工具，不仅需要具备高效的工作能力，还需要具备稳定的操作性能和安全性能。

2. 常见的粉体表面改性设备2.1 分散机分散机是常用的粉体表面改性设备之一，它主要用于将粉体分散在液体介质中，并通过机械作用使粉体颗粒得到细化。

常见的分散机包括搅拌机、振动球磨机等。

这些设备具有操作简单、效率高的特点，广泛应用于颜料、涂料、橡胶等领域。

2.2 喷雾干燥设备喷雾干燥设备是将溶液或悬浮液喷雾到高温气流中，使液体迅速蒸发，形成粉末的设备。

喷雾干燥设备具有成本低、生产效率高的特点，常用于食品、药品等领域。

2.3 粉末喷涂设备粉末喷涂设备是将粉末均匀喷涂到基材表面，并通过加热使粉末粘结到基材表面的设备。

粉末喷涂设备广泛应用于涂装、防腐等领域，具有喷涂效果好、易于自动化控制的优点。

2.4 压片机压片机是将干燥的粉末在特定的温度和压力条件下进行压制成固体块的设备。

压片机广泛应用于制药、化工、冶金等领域，具有生产效率高、工艺稳定的特点。

2.5 球磨机球磨机是一种利用金属球对粉体进行高速旋转的设备，通过球与球、球与粉体之间的撞击和摩擦来实现对粉体的细化。

球磨机广泛应用于陶瓷、建材、电子材料等领域，具有能够控制颗粒大小、提高产品的致密性等优点。

3. 粉体表面改性设备的选型和操作要点选择合适的粉体表面改性设备需要考虑多个因素，包括粉体的化学性质、物理性质以及所需表面改性效果等。

在操作过程中，也需要注意以下要点：•设备配置：根据具体的生产需求和工艺要求，选择合适的设备配置，包括设备容量、设备结构等。

•操作参数：粉体表面改性设备的操作参数对于改性效果起着重要作用，包括温度、压力、搅拌速度等，需要根据实际情况进行调整。

•安全防护：在操作粉体表面改性设备时，应注意安全防护措施，避免发生意外事故，例如戴好防护眼镜、手套等。

碳酸钙的改性The manuscript was revised on the evening of 2021无机粉体（CaCOs）的聚合物胶囊化改性—、实验目的1、了解无机粉体的聚合物胶囊化过程；2、认识聚合物对无机粉体表面的改性作用；3、熟悉并掌握粘度计的使用方法。

二、实验原理采用物理或化学方法对粉体颗粒进行表面处理，有目的地改变其表面物理化学性质的工艺，称为粉体表面改性。

其目的是为了増强粉体与基体的界面相容性，从而提高复合材料的力学等各种性能。

矿物等粉体的表面改性方法有多种不同的分类。

根据改性性质的不同分为物理方法，化学方法和包覆方法；综合改性作用的性质、手段和目的，分为包覆法、沉淀反应法、表面化学法、接枝法和机械化学法。

包覆处理改性是利用无机物或有机物（主要是表面活性剂，水溶性或油溶性高分子化合物及脂肪酸皂等）对矿粒表面进行包覆以达到改性的方法，也包括利用吸附、附着及简单化学反应或沉积现象进行的包膜。

利用化学反应并将生成物沉积在矿粒表面形成一层或多层“改性层"的方法称为沉淀反应改性。

表面化学改性通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。

机械力化学改性是在矿物超细粉碎的同时实施表面化学改性，利用粉体机械力效应，可促进和强化改性效果，其实质是表面化学等改性方法的促进手段。

利用紫外线、红外线、电晕放电和等离子体等方法进行矿物等粉体表面改性的方法称为高能处理改性。

高能处理改性一般作为激发手段用于单体烯姪或聚烯姪在矿物颗粒表面的接枝改性。

如玻璃纤维和-AL2O3等无机粉体经-射线照射，可实现聚乙烯等单体在其表面的接枝聚合。

胶囊化改性是在颗粒表面覆盖均质而且有一定厚度薄膜的一种表面改性方法，如采用in suit聚合法可制成聚甲基丙烯酸甲酯包覆的钛白粉胶囊改性体。

在胶囊化改性工艺中，一般称内藏物为芯物质或核物质(Core material), 包膜物为膜物质(Wall material)。

碳酸钙表面改性剂的效果及提升碳酸钙填料增加韧性、拉伸强度
采用粉体改性剂对超细碳酸钙超细粉体进行表面改性来提高塑料制品韧性、耐冲击强度、拉伸强度、爆破强度，是一种成熟的高分子材料改性技术，而碳酸钙对塑料的增韧效果关键取决于碳酸钙与塑料的界面结合强度，通过粉体表面改性剂对碳酸钙表面进行处理，以提高碳酸钙与聚烯烃两相界面的结合强度，既可改善聚烯烃树脂与无机刚性粒子间的相容性问题，又得到理想的无机粒子包覆层状态，以使复合材料的冲击强度提高。

采用碳酸钙改性剂AD666改性后的碳酸钙粉GX-666具有流动性好、挤出顺畅电流明显下降、光泽度高，可以提升管材厂家18%左右的生产效率，还可提升管材的抗冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、爆破压力等性能，为客户带来更高的品质。

碳酸钙改性剂AD666助剂还可应用于塑木制品、PVC板材、片材、型材等制品，具有应用方便、节省电能、性能优异、提高产品质量等优点，是新一代低碳节能新型功能助剂。