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氮化硅粉体的表面改性主要通过一些物理方法、化学方法对氮化硅粉体进行表面处理，以期改善氮化硅颗粒的物理性质和化学性质。
 
通过对粉体的表面改性能够减小粉体颗粒间的相互吸引力，使粉体在介质中更好的分散，改善粉体浆料的分散性。同时也有可能加强氮化硅粉体的表面活性，使粉体粒子与其他物质的相容性增大，从而粉体产生新的性能。
 
粉体表面改性的主要原理是粉体与表面改性剂之间发生相互作用提高粉体表面的可润湿性，改善粉体在水介质或有机介质中的分散情况。
 
1、表面包覆改性
表面包覆改性技术是利用物理吸附原理或化学吸附原理将包覆材料均匀地附在被包覆体上，使其表面形成均匀而完整的包覆层。在整个包覆过程中形成的包覆层通常为单分子层。
 
包覆改性一般分为无机包覆和有机包覆，无机包覆主要是指把合适的氧化物或者氢氧化物沉积在陶瓷颗粒表面对粉体进行改性，但仅仅为物理性质方面的改性。而有机包覆是选择一些有机物质作为包覆材料，这些有机质与粉体颗粒表面的基团发生键合作用，会有选择的吸附在陶瓷颗粒表面，从而使粉体表现出包覆层的性质。
 
熊明等通过添加氧化锆和稀土氧化物氧化钇作为烧结添加剂，对氮化硅表面进行表面包覆，使得改性后的氮化硅致密度增加，断裂韧性提升。
 
左佃太等采用醇热还原法对氮化硅粉体表面进行钌包覆，采用红外光谱、扫描电子显微镜和能谱仪等对粉体进行表征。
 
此种改性技术成本较低、方法步骤简单、易控制，但改性后的效果往往一般。
 
2、表面酸碱处理改性
 
陶瓷成型工艺一般都要求陶瓷浆料能够达到高固含量、低粘度的状态，而粉体表面的电荷密度对粉体料浆的流变性和分散性有着重要的影响。通过对陶瓷粉体表面的洗涤处理（酸洗处理和碱洗处理）可以改变粉体表面的电荷属性。顾名思义，这种改性方法就是利用一系列浓度的酸溶液或碱溶液与氮化硅粉体充分混合洗涤。
 
代建清、黄勇等正是利用酸洗处理有效洗除了氮化硅粉体表面的杂质离子包括Mg2+、Ca2+等，以此改变了粉体浆料的离子电导率，进而改变粉体表面的性质。
 
刘学建等通过对酸洗处理后粉体的XPS分析得出改性后的粉体表面氧化程度降低，粉体浆料的等电点提高，浆料的最大固含量达到55%，制备出能够进行浇注工艺的陶瓷浆料。
 
同时一定浓度的碱处理也可以与陶瓷粉体的表面发生反应，由王永明等的研究可知碱洗处理能够减少碳化硅粉体表面的硅羟基含量，使其氧化程度降低，改变颗粒间的静电斥力，改善料浆的流变性。
 
3、分散剂改性
根据不同种类陶瓷粉体的差异，选择合适的或者设计形成新的分散剂对提高陶瓷浆料的固含量起着关键作用。分散剂的种类和加入量不同，对陶瓷性质改变的效果也有着明显差异。
 
分散剂一般既有亲水基结构也有疏水基结构，也正是通过本身的亲疏水基之间的相互作用调整陶瓷浆料的分散性能。
 
分散剂种类包括表面活性剂或聚合物电解质等，其中表面活性剂又包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂。
 
聚合物电解质包括聚乙烯磺酸、聚丙烯酸、聚乙烯吡啶、聚乙烯亚胺等。分散剂可以与粉体表面发生吸附反应，包括化学吸附和物理吸附，利用颗粒间的相互作用力（范德华力、静电斥力）以及可能形成的位阻效应原理。
 
在添加分散剂研究方面，Hruschka和Jung课题组分别利用氢氧化四甲基铵（TMAH）和氢氧化四乙基铵（TEAH）作为添加剂成功制备出了固含量为51%~55%的氮化硅浆料。
 
刘玉鹤等研究了几种不同的分散剂对氮化硅粉体表面的改性作用，通过对改性后粉体浆料Zeta电位的测定得出加入聚丙烯酸铵更有利于制备高固含量的氮化硅粉体浆料。
 
4、表面疏水化改性
表面疏水化改性处理就是将陶瓷粉体中的羟基转化成一些疏水基团，例如烃基、长链烷基以及环烷基等有机物。这些有机物与陶瓷粉体表面结合表现出强烈的疏水效果，从而在分散介质中能够更好的分散，不容易发生团聚现象。
 
在氮化硅粉体进行聚合物的表面接枝处理时聚合物的长链与粉体表面相接，另一端亲水链伸展在水介质中，在整个分散过程中粉体颗粒间既存在着颗粒间的斥力也有聚合物长链产生的空间位阻，浆料分散效果更佳。
 
资料来源：《毕文娟.Si3N4粉体表面改性与其在水中分散性能的研究[D].烟台大学,2018》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！