يمكن للفاعل بالسطح تحسين خصائص المسحوق متناهية الصغر

2021-02-25 23:50:08

مع التقدم المستمر لصناعة السيراميك، يظهر السيراميك المنزلي عالي الأداء والجودة العالية، وسيراميك البناء والسيراميك الصحي، والسيراميك الناعم، والسيراميك المسامي، والسيراميك فائق اللدونة، ومركبات السيراميك النانوية مع مرور الوقت، ومن بينها تلعب إضافات السيراميك دورًا مهمًا.

تم استخدام التجميعات الجزيئية ذات الفاعل بالسطح على نطاق واسع في مختلف المجالات الصناعية نظرًا لوظائفها العملية المختلفة، مثل الاستحلاب، والذوبان، والترطيب، والامتزاز، والنفاذ، والتشتت، وإزالة الرغوة، والسماكة، والتشحيم. وقد تم استخدامه في إنتاج السيراميك التقليدي والخاص في صناعة السيراميك. يشتمل تحضير السيراميك عمومًا على العمليات التالية: تحضير المسحوق، وخلط المسحوق، والقولبة، والتزجيج، والتلبيد، وستؤثر كل خطوة على جودة منتجات السيراميك. يمكن للفاعل بالسطح أن يحسن تكتل المسحوق فائق النعومة، وتوحيد التزجيج وأداء الملاط. لقد أصبح المادة المضافة الرئيسية في صناعة السيراميك الحديثة.

من أجل جعل السيراميك يتمتع ببعض الوظائف الخاصة، يقوم الناس بتصميم جزيئات مسحوق السيراميك من أجل منحها بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية وتلبية احتياجات إعداد مواد خزفية جديدة وهياكل جديدة ومنتجات جديدة ذات خصائص غريبة. مسحوق السيراميك فائق النعومة هو اتجاه تصنيع مسحوق السيراميك عالي الأداء، ولكن طاقته السطحية الضخمة وتأثيره السطحي من السهل أن يسبب ظاهرة التكتل، ويفقد مزاياه، وعادة ما يحتاج إلى إجراء تعديل السطح. تعديل سطح مسحوق السيراميك هو معالجة سطح المسحوق بالطرق الفيزيائية أو الكيميائية، وذلك لتغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية لسطح المسحوق بشكل هادف، وذلك لمنع تكتل المسحوق بشكل فعال. بعد التعديل، سيتم تغيير الهيكل البلوري، والمجموعات الوظيفية، والطاقة السطحية، وقابلية التبلل السطحي، والخصائص الكهربائية، وامتزاز السطح وتشتته بسبب تغيير خصائص السطح، والتي يمكن أن تلبي احتياجات المواد والتكنولوجيا والخصائص الخزفية الحديثة. تشمل طرق التعديل طريقة الطلاء وطريقة تفاعل الترسيب وطريقة كيمياء السطح وطريقة الكيمياء الميكانيكية.

التعديل الكيميائي السطحي هو تغطية سطح جزيئات السيراميك عن طريق التفاعل الكيميائي أو الامتزاز الكيميائي بين الفاعل بالسطح وسطح جزيئات السيراميك، وذلك لجعل سطح الجزيئات عضويًا وإكمال تعديل السطح.

بعد معالجة مسحوق SiC غير المنتظم أو المتكتل باستخدام المادة الخافضة للتوتر السطحي، يتم امتصاص السلسلة الجزيئية الطويلة من المادة الخافضة للتوتر السطحي على عيوب السطح والروابط المعلقة للجسيمات، مما يسرع تفكك الجزيئات الكبيرة أو الجزيئات المكتلة ويحسن تشتت جزيئات SiC.

استخدم Zhou Jigao حمض الأديبيك وحمض دهني لتعديل سطح مسحوق سيراميك الزركونيا النانوي. تتفاعل مجموعة الكربوكسيل (- COOH) في حامض دهني مع مجموعة الهيدروكسيل (- OH) على سطح جزيئات الزركونيا بحجم النانو، والتي تشبه تفاعل الأسترة للحمض والكحول، وتشكل طبقة أحادية على سطح جزيئات الزركونيا بحجم النانو. بعد تعديل السطح، يتغير مسحوق سيراميك الزركونيا بحجم النانو من القطبي إلى غير القطبي. في الوقت نفسه، بسبب امتزاز الطبقة الأحادية على سطح المسحوق، يتم تقليل قوة التفاعل بين المساحيق (بما في ذلك القوة الجزيئية وقوة المفصلة الميكانيكية)، أي أن مقاومة الاحتكاك لتدفق المسحوق تقل، وبالتالي يتم تحسين سيولة المسحوق.