[发明专利]一种碳化硅粉表面处理工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是一种碳化硅粉表面处理工艺方法。

背景技术

碳化硅(sic)微粉作为磨料或填料在陶瓷精磨磨具、陶瓷基复合材料、树脂抛光砂轮以及金刚石抛光砂轮等方面有着广泛的应用。由于它的优异性能如硬度高、强度高、抗氧化和耐磨性能十分突出等，碳化硅微粉在耐火材料、工程陶瓷、结构材料等非磨削用途方面的应用也非常广泛。目前，碳化硅已经成为发展现代国防、现代工业和高新科技的主要原材料。

由于细粒度(10u m以细)的碳化硅微粉表面能较大、易团聚，不仅在陶瓷基复合材料的成型、烧结工艺中分散性和流动性、湿润性均达不到工艺性能要求，在陶瓷磨具的浇注成型工艺中分散性和流动性达不到成型工艺性能要求，而且在树脂抛光砂轮生产中与结合剂的相容性也较差，因此，易造成磨具的强度低、过早脱砂，抛光质量和耐用度等使用性能达不到要求，严重影响了磨具制品的质量。

CN 1636938 A公开的方法生产工艺复杂、成本高、能耗高且处理的碳化硅粉综合性能不高。如何制备分散稳定、湿润性较高的碳化硅粉，是解决陶瓷基复合材料成型、烧结工艺性能及陶瓷磨具成型工艺性能；改善碳化硅微粉的分散性以及与树脂结合剂的相容性，以提高陶瓷基复合材料的综合性能提高树脂磨具的使用性能及提高树脂磨具的使用性能的关键。

发明内容，

本发明的目的是提供一种成本低、性能好的碳化硅粉表面处理工艺方法。

本发明的工艺方法步骤如下：

1.将碳化硅粉和酸性溶液按体积比6-7:4-3的比例加入除杂反应釜中，在环境温度为25℃-40℃时搅拌1-2h至充分反应除去Fe₂O₃等杂质后，将碳化硅粉沉积分离；

2.将分离得到的碳化硅粉用弱碱性溶液洗至中性，再用去离子水清洗后干燥，检测粉体性能；

3.用有机硅（硅烷偶联剂Z-6040）和有机氟（氟羧酸BYK-P104S）作表面活性剂，乙醇、水作溶剂，将有机硅（硅烷偶联剂Z-6040）、有机氟（氟羧酸BYK-P104S）、乙醇、水按体积比4:1:4:1的比例加入表面处理反应釜中，再将合格的碳化硅粉体与上述溶剂按1:1的体积比加入表面处理反应釜中，在温度40-60℃、转速300-1000r/min条件下充分搅拌2-6h进行反应；

4.将表面处理反应釜中反应得到的碳化硅粉沉积分离后用去离子水清洗，将清洗好的碳化硅粉烘干，检测碳化硅粉体性能，其分散性在1-5×10^-5之间 ，湿润性在10-30%之间，接触角0-25°。

其中酸性溶液为5%盐酸溶液。

其中弱碱性溶液为8%Al(OH)₃溶液。

本发明的工艺方法制备的碳化硅粉分散性好、湿润性高，在陶瓷基复合材料的成型、烧结及陶瓷磨具的浇注成型中，均能达到工艺要求，且工艺简单、成本及能耗低。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例  如图1所示，

1.将碳化硅粉和5%盐酸溶液按体积百分比7:3的比例配制，将上述配好的碳化硅粉和5%盐酸溶液加入反应釜中，在环境温度为25℃-40℃条件下搅拌1.5h至充分反应除去Fe₂O₃等杂质后，将碳化硅粉沉积分离；

2. 将分离得到的碳化硅粉用8%Al(OH)₃溶液洗至中性，再用去离子水清洗、干燥；

3.检测干燥好的碳化硅粉体性能；

4.用硅烷偶联剂Z-6040和氟羧酸BYK-P104S作表面活性剂，乙醇、水作溶剂，将硅烷偶联剂Z-6040、氟羧酸BYK-P104S、乙醇、水按体积比4:1:4:1的比例加入表面处理反应釜中，再将合格的碳化硅粉体与上述溶剂按1:1的体积比加入表面处理反应釜中，在温度50℃、转速500r/min条件下充分搅拌3h进行反应；

5. 将表面处理反应釜中反应得到的碳化硅粉沉积分离、清洗后烘干，检测碳化硅粉体性能，其分散性为2×10^-5、湿润性为20%、接触角10°。