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1、高固含量SiC浆料流变性能的研究摘要本文研究了高固含量的Sic浆料的流变行为。研究发现，由于表面被氧化使得其等电点与SiO2接近，浆料的流变行为基本符合幕律流体，用强碱性分散剂效果好于屮性分散剂。关键词悬浮体，SiC,流变1刖S碳化硅陶瓷因具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，受到人们的广泛重视，被认为是汽车工业和宇航工业屮制造发动机部件、密封部件、燃气轮机、火箭喷嘴的最冇希望的候选材料［1］。要获得可靠性高的陶瓷部件，成形是关键工序之一。制备高固含量、低粘度、高均匀性浆料是浆料成形和喷雾造粒工艺的关键［2〜3］
2、。本文通过对SiC高固含量下的流变行为的研究，为适宜的浆料制备提供依据。2实验2.1实验原料实验采用宁夏西北第二民族学院纯化的SiC微粉,其平均粒径为0.64Pm,纯度>97%,主要不纯物为：SiO21.0-1.5%,游离C<1%；分散剂#1,#2由德国提供，#1为强碱性，其10%的水溶液pH值为13,#2为中性。2.2浆料的制备SiC微粉加入去离子水、分散剂、氨水调节pH值，球蘑一定时间后制得所需浆料。2.3实验方法浆料的等电点由MuetekPCD02型PCD（颗粒电荷测定仪）（Muetek,德国）和702SMTitrino滴定仪（Metrohm,瑞士）用滴定法测定；将SiC粉配置成5%
3、（wt/wt）0.01MKC1的悬浮液,超声波分散，用0.1MHC1溶液进行滴定。用Rhcostress300（Thcrmohaakc,美国）流变仪测定浆料的流变行为。3结果与讨论3.1SiC悬浮体的带电行为用滴定法测定粉体的IEP（等电点）为1.86,见图1。与文献⑷的报道pH二4有一定差距，与文献［5］报道的pH二2基本一致。其原因主要是因为实验所用的粉体表面带有较多的Si02杂质，在水中发生水解，影响了SiC的电性能。由于使用的粉体的粒度为亚微米级，比表面积较大，表面氧化面积较大，使实验结果更接近Si02的IEP（基本重合）。一般在等电点附近范德华引力起主导地位，颗粒会因相互吸引而团
4、聚，而在碱性范围内才具有良好的静电稳定性。3.2高固含量下浆料的流变行为将粉料分别配置成45%、55%、65%(wt/wt)的悬浮体，测定其流变行为，见图2。从图屮可以看出，浆料显示出明显的剪切变稀性。n值的大小代表了系统对剪切速率的敏感程度，n值越大表明分散体系的粘度随剪切速率的变化而变化的速度越慢，物料流动变形的稳定性较好［6］。但n值太大则没有足够的剪切稀化效果，物料没有良好的流动性。3.3分散剂的影响在45wt%的悬浮体中加入分散剂后，#1分散剂的分散效果优于#2,见图3o这是因为#1为强碱性物质，通过调节pH值，使颗粒表面产生一定量的表面电荷，形成双电层，通过双电层的排斥力降低颗
5、粒间的引力，并且高分子化的空间位阻效应使颗粒之间产生排斥，达到了稳定的效果。而#2只有空间位阻效应，其效果远不如#1。调节悬浮体的pH二10,再加入#2分散剂，与使用#1、#2分散剂的悬浮体的流变性能进行对比，结果见图4。结果显示，尽管在相近的pH值条件下，#1分散剂的效果仍明显优于#2,因为在空间位阻效应之外，#1分散剂还具有聚电解质电离产生的静电位阻效应，即功能团吸附于颗粒表面，有机链向介质中展开，共同保持颗粒稳定。4结论(1)由于表面被氧化，所测SiC悬浮体的等电点为1.86,与Si()2接近；(2)在高固含量下的SiC浆料的流变行为符合幕律流体规律，n>0.2；(3)强碱性分散剂的
6、效果好于中性分散剂，其原因是聚电解质电离产生的静电位阻效应。参考文献1李建保，傅正义•先进陶瓷与无机非金属材料[M].科学出版社，2007,263〜2672A.J・Millan,M.I.Nieto,R・Moreno,Near-netshapingofaqueousaluminaslurriescarragreen[J]・J・Eur.Coram.(22)2002,297~3033朱桂花，陈宇红•液相烧结碳化硅喷雾造粒工艺控制[J]•化工新型材料，2006,8:65-674Ramachandra.RaoR,RoopaIIN,KarmanTS.EffectofpHonthedispersabil
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