La aglomeración es un problema mundial en la aplicación e investigación de nanopartículas. Las nanopartículas de carburo de silicio SIC se encuentran en un estado de inestabilidad energética debido a su pequeño tamaño de partícula, gran relación atómica de superficie, gran área de superficie específica, falta de átomos de coordinación adyacentes en la superficie, gran energía de superficie y, por lo tanto, son propensos a la condensación y aglomeración durante preparación y transporte, formando partículas secundarias, lo que a su vez afecta el excelente desempeño de los nano polvos. Para obtener un mejor rendimiento de los nanopolvos de carburo de silicio , es necesario dispersarlos bien .

Según los diferentes métodos de dispersión, se puede dividir en dispersión física y química. Los métodos de dispersión física incluyen la dispersión por agitación mecánica, la dispersión por ultrasonidos, la dispersión en seco y la dispersión por tratamiento de alta energía. Los métodos químicos incluyen el método del agente de acoplamiento, el método de modificación de la polimerización por injerto superficial, la dispersión del dispersante, etc.

1. Dispersión física de nanopolvo de carburo de silicio

1. 1. Agitación mecánica y dispersión

La agitación mecánica y la dispersión generalmente usan fuerza de corte externa o fuerza de impacto para dispersar completamente el nano polvo en el medio. Al mismo tiempo, la dispersión con agitación mecánica también es un método de dispersión obligatorio, y es posible volver a unir y aglomerar después de descargar el dispersor. Para mejorar las deficiencias de la dispersión por agitación mecánica, generalmente se utilizan para la dispersión los medios de combinación con la dispersión química.

1. 2. Dispersión ultrasónica

La dispersión ultrasónica es una forma efectiva de reducir la aglomeración de nanopartículas. La dispersión ultrasónica consiste en colocar directamente la suspensión de partículas que se va a tratar en el campo ultrasónico y utilizar ondas ultrasónicas de alta potencia para el tratamiento de "irradiación". Las ondas de choque fuertes y los microchorros pueden debilitar en gran medida la energía de acción nano entre las nanopartículas, prevenir eficazmente la aglomeración y hacer que se dispersen por completo. Es un método de dispersión con alta resistencia y buen efecto. Pero el tiempo de vibración ultrasónica no debe ser demasiado largo.

1. 3. Dispersión seca

En aire húmedo, el puente de líquido formado entre el polvo micro-nano es la razón principal de la aglomeración de los polvos ultrafinos . Al calentar y secar para retardar el puente líquido, la fuerza entre las partículas se puede reducir y las partículas se pueden dispersar uniformemente. Con la continua aparición y aplicación de nuevas tecnologías y nuevos equipos , así como la continua actualización y complemento de la tecnología anti-cluster, las tecnologías de secado existentes incluyen evaporación instantánea, secado por aspersión, secado al vacío, secado con solvente, secado por congelación, secado supercrítico. y secado por microondas, etc. Hay muchos métodos de secado y dispersión, que se utilizan principalmente en el proceso de tratamiento de superficies, y hay pocos estudios en profundidad en la actualidad.

1. 4. Dispersión de procesamiento de alta energía

El tratamiento y la dispersión de alta energía son para generar puntos activos en la superficie de las nanopartículas a través de la acción de partículas de alta energía, aumentar la actividad de la superficie, facilitar la reacción química o adherirse a otras sustancias, y modificar la superficie de las nanopartículas para lograr el propósito de fácil dispersión. Las partículas de alta energía incluyen corona, luz ultravioleta, microondas, rayos de plasma , etc.

2. Dispersión química de polvo de nano carburo de silicio (SiC)

Aunque el método físico puede dispersar mejor el polvo, una vez que se detiene la acción mecánica, las partículas se aglomerarán entre sí, y el método químico para modificar el polvo de nano carburo de silicio puede mejorar en gran medida la dispersión del carburo de silicio.

2. 1. Método del agente de acoplamiento

Por lo general, se utilizan varios agentes de acoplamiento de silano para unir químicamente el polvo de carburo de silicio con los grupos hidroxilo en la superficie del polvo, cambiar las propiedades superficiales originales del polvo y evitar que el polvo se aglomere en la fase líquida. El agente de acoplamiento tiene una estructura anfótera, algunos de los grupos en su molécula pueden reaccionar con varios grupos funcionales en la superficie de la partícula para formar enlaces químicos fuertes, y otra parte de los grupos puede sufrir alguna reacción química o entrelazamiento físico con el polímero orgánico. Las partículas tratadas con el agente de acoplamiento no solo inhiben la aglomeración de las propias partículas, sino que también mejoran la solubilidad de las nanopartículas en el medio orgánico, para que puedan dispersarse mejor en la matriz orgánica, y rendimiento integral.

2. 2. Método de modificación de la polimerización por injerto de superficie

Hay muchas modificaciones de polimerización por injerto iniciadas en la superficie. Generalmente, se utilizan diferentes agentes de acoplamiento como capa base. Bajo la acción del iniciador, se injertan compuestos orgánicos como la poliacrilamida y el metacrilato de polimetilo para hacer polvo de nano carburo de silicio. Las características de la superficie cambian, no es fácil de aglomerar, la afinidad entre la superficie de la partícula y las moléculas de agua se reduce y la repulsión entre las partículas sólidas aumenta hasta cierto punto, lo que desempeña un papel estabilizador.

2. 3. Método de dispersión

Las condiciones físicas y químicas requeridas para una buena dispersión en la fase de polvo ultrafino se logran principalmente mediante la adición de un dispersante apropiado, que fortalece la repulsión mutua entre las partículas. Su mecanismo incluye principalmente mecanismo de estabilización electrostática, estabilización de impedimento estérico y mecanismo de estabilización de espacio eléctrico. Los dispersantes incluyen principalmente hidróxido de tetrametilamonio, poliacrilamida, ácido poliacrílico, metacrilato de poliamonio, polietilenglicol, fosfato de sodio, etc.