Keramische Partikel haben ein breites Anwendungsspektrum in den Bereichen Materialwissenschaften, Elektronik, Chemieingenieurwesen, Medizin und anderen Bereichen. Aufgrund ihrer hohen Oberflächenenergie und einfachen Aggregationseigenschaften war die Dispersion jedoch schon immer eine zentrale Herausforderung bei der Herstellung leistungsstarker Keramikmaterialien. In diesem Artikel werden gängige Arten von Keramikpartikeln vorgestellt und geeignete Dispergiermittel für verschiedene Keramikmaterialien empfohlen, um die Dispersionsstabilität und Verarbeitungsleistung zu verbessern.
Erste. Klassifizierung gängiger Keramikpartikel
Keramische Partikel können entsprechend ihrer chemischen Zusammensetzung in Oxide, Karbide, Nitride, Boride usw. unterteilt werden. Im Folgenden sind einige typische Keramikpartikel und ihre Anwendungen aufgeführt:
1. Oxidkeramik
Aluminiumoxid (Al2O3): hohe Härte, hohe Temperaturbeständigkeit, wird für Schleifmittel, feuerfeste Materialien und elektronische Substrate verwendet.
ZrO2 (Zirkonoxid): Hohe Zähigkeit, verwendet für Zahnrestaurationen, Lager, Sauerstoffsensoren.
SiO2 (Siliziumdioxid): wird in Beschichtungen, Füllstoffen und optischem Glas verwendet.
TiO2 (Titandioxid): Photokatalyse, Pigment, Sonnenschutzmaterial.
ZnO (Zinkoxid): Varistor, antibakterielles Material, Gummiverstärkungsmittel.
2. Karbidkeramik
SiC (Siliziumkarbid-Whisker und -Partikel): verstärkt und gehärtet, hoch wärmeleitend, verschleißfest, verwendet in Halbleitern, Bremsbelägen und hochtemperaturbeständigen Komponenten.
B4C (Borcarbid): ein superhartes Material, das für kugelsichere Panzerungen und Neutronenabsorber in Kernreaktoren verwendet wird.
WC (Wolframkarbid): Schneidwerkzeuge aus Hartlegierung, Bohrer.
3. Nitridkeramik
Si3N4 (Siliziumnitrid): hohe Zähigkeit, selbstschmierend, wird für Lager und Motorkomponenten verwendet.
AlN (Aluminiumnitrid): hohe Wärmeleitfähigkeit, Isolierung, wird für elektronische Verpackungssubstrate verwendet.
BN (Bornitrid): hexagonales BN (Schmiermittel), kubisches BN (superhartes Schleifmittel).
4. Boridkeramik
TiB2 (Titandiborid): hoher Schmelzpunkt, leitfähig, wird als Elektrodenmaterial und verschleißfeste Beschichtung verwendet.
ZrB2 (Zirkoniumdiborid): Ultrahochtemperaturkeramik, die für Wärmeschutzmaterialien in der Luft- und Raumfahrt verwendet wird.
5. Verbund-/Funktionskeramik
BaTiO3 (Bariumtitanat): ein ferroelektrisches Material, das in Kondensatoren und piezoelektrischen Geräten verwendet wird.
PZT (Bleizirkonattitanat): eine piezoelektrische Keramik, die in Sensoren und Ultraschallwandlern verwendet wird.
Zweite. Das Dispersionsproblem keramischer Partikel
Keramikpartikel neigen aufgrund ihrer hohen Oberflächenenergie und geringen Partikelgröße (insbesondere nanoskalige Partikel) zur Agglomeration, was zu Folgendem führt:
1. Die Erhöhung der Viskosität der Aufschlämmung beeinflusst ihre rheologischen Eigenschaften.
2. Ungleichmäßiges Sintern verringert die mechanischen Eigenschaften von Keramikprodukten.
3. Eine ungleichmäßige Verteilung in Beschichtungen oder Verbundwerkstoffen beeinträchtigt die Funktionsleistung.
Daher ist die Wahl des geeigneten keramischen Dispergiermittels von entscheidender Bedeutung.
Dritte. Klassifizierung und Auswahl keramischer Dispergiermittel
Die Funktion keramischer Dispergiermittel besteht darin, Van-der-Waals-Kräfte zwischen Partikeln zu reduzieren und die Suspensionsstabilität zu verbessern. Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften können Dispergiermittel in folgende Kategorien eingeteilt werden:
1. Ionisches Dispergiermittel
Geeignet für wasserbasierte Systeme, stabilisierende Partikel durch elektrostatische Abstoßung.
Anionischer Typ (mit negativer Ladung):
Natriumpolyacrylat (PAAS): geeignet für Oxidkeramiken wie Al2O3, SiO3, ZrO2 usw.
Natriumdodecylbenzolsulfonat (SDBS): Wird häufig in Nichtoxidkeramiken wie SiC und Si3N4 verwendet.
Kationischer Typ (mit positiver Ladung):
Hexadecyltrimethylammoniumbromid (CTAB): geeignet für negativ geladene Keramikpartikel (z. B. teilweise ZrO2).
2. Nichtionische Dispergiermittel
Geeignet für organische Lösungsmittelsysteme, stabilisierende Partikel durch sterische Hinderung.
Polyvinylpyrrolidon (PVP): geeignet für nichtoxidische Keramiken wie SiC, AlN, BN usw.
Polyethylenglykol (PEG): geeignet für Funktionskeramiken wie BaTiO3 und PZT.
BYK-Serie (z. B. BYK-110): Geeignet für Keramikschlämme mit hohem Feststoffgehalt.
3. Kopplungsmittel
Wird verwendet, um die Kompatibilität zwischen Keramik und organischen Substraten zu verbessern, wie zum Beispiel:
Silan-Haftvermittler (KH-550, KH-570): geeignet für Oxidkeramiken wie SiO2 und Al2O3.
Titanester-Haftvermittler (NDZ-101): geeignet für Keramiken mit hoher Oberflächenenergie wie SiC und TiB2.
4. Polymerdispergiermittel
Geeignet für Nanokeramikpartikel, um sekundäre Agglomeration zu verhindern.
Polyacrylsäure (PAA): geeignet für Nano ZrO2, TiO2 usw.
Polymethylmethacrylat (PMMA): geeignet für Nitridkeramiken wie Si3N4 und AlN.
SAT NANO ist der beste Lieferant von Keramikpulver in China. Wenn Sie Fragen zu Oxidkeramiken wie Al2O3, SiO3, ZrO2 haben, können Sie uns gerne unter sales03@satnano.com kontaktieren
