Por que modificar o pó?

Os pós inorgânicos possuem superfícies hidrofílicas e polares, mas baixa compatibilidade com matrizes orgânicas (plásticos, borracha, resinas). O uso direto pode levar a um desempenho insatisfatório, sendo necessária a modificação.
(1) Melhorar a dispersibilidade e prevenir a aglomeração. Pós inorgânicos com grande área superficial específica são propensos à aglomeração, o que pode levar a defeitos, diminuição da resistência do material e aparência ruim. O pó modificado é disperso uniformemente sem formar grumos.
(2) Melhorar a compatibilidade com matrizes orgânicas. As superfícies do pó são hidrofílicas (polares), enquanto plásticos, borracha e resinas são hidrofóbicas (apolares). A mistura direta resulta em baixa adesão interfacial, semelhante a "areia misturada com manteiga". Após a modificação, a superfície do pó torna-se lipofílica e adere firmemente à resina.
(3) Melhorando a adesão interfacial e melhorando as propriedades mecânicas, o pó modificado forma ligações químicas ou forte adsorção com a resina, o que pode melhorar significativamente a resistência à tração, resistência ao impacto, resistência à flexão, dureza, resistência ao desgaste, etc.
(4) A redução do valor de absorção de óleo e a melhoria da fluidez de processamento do pó não modificado podem levar a um aumento significativo na viscosidade da resina, dificuldades de processamento e impossibilidade de aumentar a quantidade de carga adicionada. Após a modificação, o valor de absorção de óleo diminui, permitindo alta carga e redução de custos.
(5) Melhorar a resistência às intempéries, a resistência à água e a resistência à corrosão para reduzir a absorção de água pelo pó, aumentar a resistência do revestimento a ácidos e álcalis e melhorar a resistência ao envelhecimento e ao amarelamento do material.
(6) Melhorar o desempenho elétrico e térmico, melhorar o isolamento, melhorar a condutividade térmica (como modificar enchimentos termicamente condutores) e melhorar a eficiência retardante de chama (hidróxido de magnésio/alumínio).
(7) Melhorar o brilho da superfície, o toque, a cor, comumente usado em revestimentos e plásticos para tornar os produtos mais delicados, brilhantes e com melhor toque.

(8) Para evitar a oxidação, autoignição e reação do pó, especialmente para pós metálicos (pó de alumínio, pó de zinco), a modificação pode prevenir a oxidação e a autoignição e melhorar a estabilidade de armazenamento.

Quais pós precisam ser modificados?

1. Pós funcionais: dióxido de titânio (dióxido de titânio), óxido de ferro vermelho, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro marrom, preto de ferro, mica perolada, negro de fumo branco, negro de fumo, nano óxido de zinco, microesferas de vidro ocas, fibras de sulfato de cálcio, fibras de carbonato de cálcio, silicato de cálcio ativo, pó de zinco em flocos, pigmento antiferrugem de tripolifosfato de alumínio, etc;
2. Pós retardantes de chama: hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, etc;
3. Pós cerâmicos: alumina, zircônia, nitreto de alumínio, nitreto de silício, carbeto de silício, titanato de bário, titanato de estrôncio, titanato de magnésio, titanato de zinco, cordierita, pó de olivina de magnésio, etc;
4. Pós magnéticos: pó magnético de neodímio-ferro-boro, ferrita de estrôncio/ferrita de bário, ferro-silício-alumínio, pó de ferro carbonil e outros pós magnéticos macios, óxido de ferro nano, etc;
5. Materiais de carbono: grafite, pó de grafeno, pó de fibra de carbono, nanotubos de carbono, etc;
6. Novos pós energéticos: materiais ternários, fosfato de ferro-lítio, óxido de lítio-cobalto, grafite natural/artificial, eletrodo negativo à base de silício, titanato de lítio, boehmita, hexafluorofosfato de lítio, grafite expansível, borato de zinco, pó de prata, etc;
7. Pós metálicos: pó de alumínio, pó de zinco, pó de cobre, pó de ferro, etc;
8. Ingredientes cosméticos: dióxido de silício, dióxido de titânio, óxido de zinco, óxido de ferro vermelho, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro preto, verde de cromo, ultramarino, violeta de manganês, hidroxiapatita, etc;
9. Cargas termicamente condutoras: pó de ouro, pó de prata, pó de cobre, pó de estanho, nanofios metálicos, óxido de alumínio, nitreto de boro hexagonal, carbeto de silício, óxido de zinco, nanodiamantes, etc.

A SAT NANO é fornecedora de pós cerâmicos, incluindo alumina, zircônia, nitreto de alumínio, nitreto de silício e carbeto de silício. Oferecemos tratamento de superfície para esses produtos. A tecnologia de modificação de superfície é fundamental para melhorar o desempenho dos pós cerâmicos. Em relação aos cinco pós cerâmicos que você mencionou, propriedades importantes como resistência, tenacidade, dureza e resistência à hidrólise dos produtos cerâmicos finais podem ser significativamente aprimoradas por meio de processos como modificação com agente de acoplamento e revestimento de superfície.
A seguir, apresentamos um resumo dos dados específicos de melhoria em termos de propriedades mecânicas e de processamento desses cinco pós cerâmicos após a modificação da superfície:

Pó cerâmico	Métodos de modificação de superfície	conteúdo sólido	Dados aprimorados (em comparação com amostras não modificadas)
dióxido de alumínio	Modificação do agente de acoplamento de silano A151	-	• Dureza: 85,5 HD • Resistência à tração: 52,36 MPa • Resistência ao impacto: 10,12 kJ/m²
	Revestimento superficial de complexo à base de cloreto de alumínio/alumínio	-	Resistência mecânica à estampagem: aumentada de um máximo de 35 MPa para 51 MPa (um aumento de aproximadamente 45,7%)
zircônia	Modificação do dispersante polimérico KOS110	46,5%	Dureza Vickers: 1814 HV • Taxa de encolhimento: 21,9%
	Modificação de microtextura a laser + silano	-	Ângulo de contato da água na superfície: de hidrofílico a 159,6° (super-hidrofóbico)
nitreto de alumínio	Reação de esterificação superficial do ácido láurico (LA)	-	Resistência à hidrólise: O pó modificado foi colocado em água a 40 °C por 72 horas, apresentando um valor de pH estável abaixo de 9 e sem ocorrência de transição de fase.
nitreto de silício	Revestimento em pó de vidro com baixo ponto de fusão	20%	• Resistência à flexão: aumento de até 14,3% • Resistência à fratura: melhoria de até 31,1%
	Hidroxilação + modificação com agente de acoplamento de silano KH560	50%	Resistência à flexão: (407,95 ± 10,50) MPa Tenacidade à fratura: (4,38 ± 0,45) MPa · m ^ {1/2}
carbeto de silício	Modificação por plasma de micro-ondas (MPM)		Dureza superficial: significativamente reduzida de 37,04 GPa para 4,71 GPa.

Análise do efeito e mecanismo de modificação

Além do aumento direto de dados, diferentes métodos de modificação também podem resolver problemas específicos a partir de uma perspectiva mecanicista:

Óxido de alumínio (Al₂O₃) - resistência e compatibilidade interfacial: Ao revestir a superfície com cloreto de alumínio, a estrutura porosa da matriz de óxido de alumínio pode ser preenchida eficazmente, aumentando a densidade e, consequentemente, a resistência mecânica de estampagem de 35 MPa para 51 MPa. Utilizando agentes de acoplamento de silano para modificação, a adesão interfacial entre a nanoalumina e a matriz de resina pode ser melhorada, tornando-a uma fase de reforço que aumenta significativamente a dureza e a resistência à tração da resina fotossensível.

Zircônia (ZrO₂) - Alta dureza e funcionalidade: Modificando o pó de ZrO₂ com dispersantes poliméricos, é possível preparar pastas para impressão 3D com alto teor de sólidos e baixa viscosidade. Após a sinterização, a dureza Vickers da cerâmica pode atingir 1814 HV, demonstrando excelentes propriedades mecânicas. Além disso, por meio de tratamento químico a laser, micro e nanoestruturas podem ser construídas em sua superfície e substâncias de baixa energia superficial podem ser enxertadas para obter uma superfície super-hidrofóbica com um ângulo de contato de até 159,6°, ampliando suas aplicações em autolimpeza e outras áreas.

Nitreto de alumínio (AlN) - Estabilidade Hidrolítica: O AlN é altamente reativo com a água, o que leva a uma diminuição do seu desempenho. Ao utilizar ácido láurico para a modificação da superfície, o seu grupo carboxílico sofre uma reação de esterificação com o grupo hidroxila na superfície do AlN, formando uma camada de revestimento densa (com uma espessura de cerca de 12,2-16,1 nm). Esta barreira pode prevenir eficazmente a difusão de moléculas de água, mantendo o valor do pH do pó modificado abaixo de 9 mesmo após 72 horas em água, melhorando significativamente a sua estabilidade de armazenamento e processamento.

nitreto de silício (Si3N ₄) - propriedades mecânicas abrangentes: Através da modificação do revestimento com pó de vidro de baixo ponto de fusão, a fase vítrea formada durante a sinterização pode refinar o tamanho do grão, e a tenacidade à fratura pode ser aumentada em até 31,1% por meio do mecanismo de tenacificação. A modificação com o agente de acoplamento de silano KH560 pode melhorar a compatibilidade entre o pó e a resina, reduzir a viscosidade da pasta e atingir um teor de sólidos de 50% em volume. Ao mesmo tempo, a resistência à flexão após a sinterização ultrapassa 400 MPa.

carboneto de silício (SiC) - desempenho de processamento aprimorado: A dureza extremamente alta do SiC dificulta seu processamento. Por meio da modificação por plasma de micro-ondas, uma camada modificada de SiO2 relativamente macia pode ser gerada na superfície do SiC, fazendo com que sua dureza superficial caia drasticamente de 37,04 GPa para 4,71 GPa, alterando assim o método de remoção de material de fratura frágil para remoção plástica, melhorando significativamente a eficiência e a qualidade da superfície do polimento subsequente (a rugosidade Ra pode atingir 0,31 nm).

A partir dos dados acima, pode-se observar que os produtos com superfície modificada fornecidos pela SAT NANO apresentam um efeito de aumento significativo. Caso tenha alguma dúvida, entre em contato conosco. admin@satnano.com