KH-550硅烷偶联剂改性碳化硅粉体表面

KH-550硅烷偶联剂改性碳化硅粉体表面

在半导体制造领域，许多工程都在使用SiC陶瓷。经机械粉碎后的SiC粉体形状不规则，且由于粒径小、表面积大、表面能高，很容易发生团聚，形成二次粒子，很难实现超细尺度范围内颗粒之间的均匀分散以及浇注成型工艺中料浆的分散、稳定和悬浮，进而影响陶瓷材料性能的提高。

加入改性剂，改善SiC粉体的分散性、流动性，消除团聚，是提高超细粉体成型性能以及陶瓷件最终性能的有效方法之一。

本文在机械力粉碎的基础上采用硅烷偶联剂KH-550对SiC粉体进行改性，确定出改性最佳工艺参数，并对改性粉体进行表征，分析了改性对SiC料浆分散稳定性、流动性的影响。

SiC料浆的粘度在3-4h内随反应时间的延长而降低，4-6h内随反应时间的延长变化不大，超过6h后，随反应时间的延长急剧增大。

随反应时间的延长，偶联剂在粉体表面的包覆面积逐渐增大，其表面性质也基本接近偶联剂的性质，从而使料浆粘度快速下降。

经偶联剂处理后SiC料浆粘度随KH-550用量的增加先降低而后又略有上升。偶联剂KH-550用量为1.5g时SiC料浆的粘度最小，其流动性最好。

偶联剂预处理阶段的最佳工艺条件：反应温度为90℃，反应时间为4h，KH-550硅烷用量为1.5g。

SiC微粉经偶联剂处理后没有改变原始SiC微粉的物相结构，只是改变了其在水中的胶体性质。中位径d(50)略有减小，粒度分度分布范围变窄，SEM显示微粉团聚现象减少，分散性得到改善。