L'agglomération est un problème mondial dans l'application et la recherche des nanoparticules. Les nanoparticules de carbure de silicium SIC sont dans un état d'instabilité énergétique en raison de leur petite taille de particule, de leur grand rapport atomique de surface, de leur grande surface spécifique, du manque d'atomes de coordination adjacents à la surface, de leur grande énergie de surface et sont donc sujettes à la condensation et à l'agglomération pendant préparation et transport, formant des particules secondaires, ce qui affecte à son tour les excellentes performances des nanopoudres. Afin d'obtenir de meilleures performances des nanopoudres de carbure de silicium , celles -ci doivent être bien dispersées .

Selon les différentes méthodes de dispersion, il peut être divisé en dispersion physique et chimique. Les méthodes de dispersion physique comprennent la dispersion par agitation mécanique, la dispersion par ultrasons, la dispersion sèche et la dispersion par traitement à haute énergie. Les procédés chimiques comprennent le procédé d'agent de couplage, le procédé de modification de polymérisation par greffage de surface, la dispersion de dispersant, etc.

1. Dispersion physique de poudre de nano carbure de silicium

1. 1. Agitation mécanique et dispersion

L'agitation et la dispersion mécaniques utilisent généralement une force de cisaillement externe ou une force d'impact pour disperser complètement la nanopoudre dans le milieu. Dans le même temps, la dispersion par agitation mécanique est également une méthode de dispersion obligatoire, et il est possible de recoller et de s'agglomérer après avoir déchargé le disperseur. Pour pallier les inconvénients de la dispersion sous agitation mécanique, les moyens de combinaison avec la dispersion chimique sont généralement utilisés pour la dispersion.

1. 2. Dispersion ultrasonique

La dispersion ultrasonique est un moyen efficace de réduire l'agglomération des nanoparticules. La dispersion ultrasonique consiste à placer directement la suspension de particules à traiter dans le champ ultrasonore et à utiliser des ondes ultrasonores de haute puissance pour le traitement "par irradiation". De fortes ondes de choc et des micro-jets peuvent considérablement affaiblir l'énergie d'action nano entre les nanoparticules, empêcher efficacement l'agglomération et les disperser complètement. C'est une méthode de dispersion à haute résistance et bon effet. Mais le temps de vibration ultrasonique ne doit pas être trop long.

1. 3. Dispersion sèche

En air humide, le pont liquide formé entre les micro-nano poudres est la raison principale de l'agglomération des poudres ultra- fines . En chauffant et en séchant pour ralentir le pont liquide, la force entre les particules peut être réduite et les particules peuvent être dispersées uniformément. Avec l'émergence et l'application continues de nouvelles technologies et de nouveaux équipements , ainsi que la mise à jour et le complément continus de la technologie anti-cluster, les technologies de séchage existantes comprennent l'évaporation flash, le séchage par pulvérisation, le séchage sous vide, le séchage au solvant, la lyophilisation, le séchage supercritique. et séchage par micro-ondes, etc. Il existe de nombreuses méthodes de séchage et de dispersion, qui sont principalement utilisées dans le processus de traitement de surface, et il existe peu d'études approfondies à l'heure actuelle.

1. 4. Dispersion de traitement à haute énergie

Le traitement et la dispersion à haute énergie consistent à générer des points actifs à la surface des nanoparticules par l'action de particules à haute énergie, à augmenter l'activité de surface, à faciliter la réaction chimique ou la fixation à d'autres substances et à modifier la surface des nanoparticules pour obtenir le but de dispersion facile. Les particules à haute énergie comprennent la couronne, la lumière ultraviolette, les micro-ondes, les rayons plasma, etc. .

2. Dispersion chimique de poudre de nano carbure de silicium (SiC)

Bien que la méthode physique puisse mieux disperser la poudre, une fois l'action mécanique arrêtée, les particules s'agglomèrent les unes aux autres, et la méthode chimique pour modifier la poudre de nano carbure de silicium peut grandement améliorer la dispersion du carbure de silicium.

2. 1. Méthode de l'agent de couplage

Divers agents de couplage au silane sont généralement utilisés pour lier chimiquement la poudre de carbure de silicium avec les groupes hydroxyle à la surface de la poudre, modifier les propriétés de surface d'origine de la poudre et empêcher la poudre de s'agglomérer dans la phase liquide. L'agent de couplage a une structure amphotère, certains des groupes de sa molécule peuvent réagir avec divers groupes fonctionnels à la surface des particules pour former des liaisons chimiques fortes, et une autre partie des groupes peut subir une réaction chimique ou un enchevêtrement physique avec le polymère organique. Les particules traitées avec l'agent de couplage inhibent non seulement l'agglomération des particules elles-mêmes, mais améliorent également la solubilité des nanoparticules dans le milieu organique, afin qu'elles puissent être mieux dispersées dans la matrice organique, et des performances complètes.

2. 2. Méthode de modification de la polymérisation par greffage en surface

Il existe de nombreuses modifications de polymérisation par greffage initiées en surface. Généralement, différents agents de couplage sont utilisés comme couche de base. Sous l'action de l'initiateur, des composés organiques tels que le polyacrylamide et le polyméthacrylate de méthyle sont greffés pour fabriquer de la nano poudre de carbure de silicium. Les caractéristiques de surface sont modifiées, il n'est pas facile de s'agglomérer, l'affinité entre la surface des particules et les molécules d'eau est réduite et la répulsion entre les particules solides est améliorée dans une certaine mesure, ce qui joue un rôle stabilisateur.

2. 3. Méthode dispersante

Les conditions physiques et chimiques nécessaires à une bonne dispersion dans la phase poudre ultrafine sont principalement atteintes par l'ajout d'un dispersant approprié, qui renforce la répulsion mutuelle entre les particules. Son mécanisme comprend principalement un mécanisme de stabilisation électrostatique, une stabilisation par encombrement stérique et un mécanisme de stabilisation électrique de l'espace. Les dispersants comprennent principalement l'hydroxyde de tétraméthylammonium, le polyacrylamide, l'acide polyacrylique, le méthacrylate de polyammonium, le polyéthylène glycol, le phosphate de sodium, etc.