SiC磨料悬浮液体系分散稳定性的影响因素研究

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1、SiC磨料悬浮液体系分散稳定性的影响因素研究陈兴水肖仪武（北京矿冶研究总院，金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京102628）摘要：利用SiC表面Zeta电位的变化研究了pH值、分散剂类型及用量对SiC磨料悬浮液分散稳定性的影响。结果表明：pH值、分散剂类型及用量对SiC磨料悬浮液分散体系的分散稳定性均有显著影响。当pH=9，添加聚丙烯酸铵分散剂且添加量为0.40%时，SiC表面Zeta电位绝对值最大，此时SiC磨料悬浮液体系的分散稳定性达到最佳。关键词：SiC；分散稳定性；Zeta电位中图分类号：TG

2、174STUDYONTHEINFLUENCEFACTORSOFDISPERSIONSTABILITYOFSiCABRASIVESUSPENSIONSYSTEMCHENXing-shuiXIAOYi-wu(BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy,StateKeyLaboratoryofmetalmineralresourcesevaluationandanalysisofBeijing,Beijing100160,China)ABSTRACT：Thei

3、nfluenceofpHvalue,dispersanttypeanddosageonthedispersionstabilityofSiCabrasivesuspensionwasstudiedbyusingZetapotentialonSiCsurface.TheresultsshowthatthepHvalue,thetypeandamountofdispersanthavesignificanteffectonthedispersionstabilityofSiCabrasivesuspensionsyst

4、em.WhenpH=9,andtheadditionamountofdispersantwas0.40%,theabsolutevalueofpotentialofSiCsurfacewasthemaximum,andthedispersionstabilityofthesuspensionsystemofSiCwasthebest.KEYWORDS：SiC；dispersionstability；Zetapotential作者简介：陈兴水，硕士研究生，专业为工艺矿物学。岩矿光片磨抛是工艺矿物学研究的基础，而国内传

5、统磨抛工艺是直接将磨料浸泡于水中，因此获得的悬浮液极易团聚和沉淀，分散稳定性极差，用其所磨抛出的光片质量参差不齐。光片的磨抛质量会直接影响技术人员在矿相显微镜下观察的工作效率和矿物鉴定结果，进而最终影响矿产资源综合利用评价。所以要实现光片磨抛质量的稳定性，前提是制备出分散稳定的磨料悬浮液。微米级磨料粒子在液相介质中的分散体系具有较高的界面能，而且磨料粒子的密度通常高于液相介质的密度，这将导致悬浮液中的粉体颗粒团聚而最终沉降[1]。研究表明，悬浮液的分散稳定性与分散剂的类型及用量、pH值、粉体的表面性质等密切相关[2

6、~4]。为此，本文通过测量SiC表面的Zeta电位，研究了pH值、分散剂类型及用量对SiC磨料悬浮液分散稳定性的影响，进而确定SiC磨料悬浮液的最佳分散条件。1实验1.1原料和仪器磨料：绿色SiC，平均粒径为0.823μm。分散剂：六偏磷酸钠（SHP），分析纯；四甲基氢氧化铵（TMAH），分析纯；聚丙烯酸铵（NH4PAA），分析纯。化学试剂：盐酸（HCl），分析纯；氨水（NH3▪H2O），分析纯。仪器设备：Zeta电位分析仪，型号NaNo-ZS，马尔文仪器有限公司；酸度计，型号PHS-3CW，上海佑科仪器表有限公司

7、；电子天平，型号BS-124-S，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；磁力搅拌仪，型号DF-101B，浙江省乐清县乐成电器厂。1.2实验流程1）将SiC磨料微粉和去离子水按比例加入烧杯中，用磁力搅拌仪搅拌，配制成悬浮液；2）往悬浮液中分别添加分散剂六偏磷酸钠、四甲基氢氧化铵、聚丙烯酸铵，再用磁力搅拌仪搅拌，配制成分散剂添加量为0.20%，0.40%，0.60%，0.80%，1.00%的悬浮液体系；3）采用盐酸和氨水调节体系的pH值，pH值调节范围为3~12（3，4，…11，12）；4）利用Zeta电位分析仪测量悬浮液

8、体系分散剂添加量不同时随pH值变化的Zeta电位。1.3实验原理材料粉碎时，颗粒间、颗粒与设备之间的相互摩擦会引起颗粒表面带电[5]，所以颗粒之间相互吸引的范德华力和静电排斥力共同决定了颗粒的分散性和稳定性[6]。Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量，它的数值与分散体系的分散稳定性相关，因此Zeta电位是表征分散体系稳定性的重要指标[5]。颗