納米氧化鈰分散體流變性能及應(yīng)用研究.pdf

1、納米分散體是指將納米粒子分散在分散介質(zhì)中形成的膠體懸浮液體系。在這種膠體懸浮液中，納米粒子與納米粒子之間、與分散介質(zhì)之間的相互作用使得分散體的流變性能與分散介質(zhì)的流變性能相比發(fā)生很大改變。流變性能是懸浮液加工、使用、以及懸浮液性能評定的重要依據(jù)。本文利用流變儀分別研究了納米CeO2水基懸浮液以及納米CeO2基礎(chǔ)油基懸浮液的流變性能。
　　 納米CeO2水基懸浮液由于其拋光速率高，拋光損傷小，被作為重要的拋光液應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械拋光技

2、術(shù)(CMP)。在CMP中，拋光液的懸浮穩(wěn)定性、流動性、酸堿性、濃度、拋光液中拋光粒子的分散性、表面性質(zhì)、粒度分布、比表面積等對拋光液的儲存和運(yùn)輸、拋光后工件表面的質(zhì)量及拋光速率等有重要影響，而這些性質(zhì)與拋光液的流變性能密切相關(guān)。本文研究了水基納米CeO2懸浮液在不同pH值、CeO2顆粒濃度、溫度、中性電解質(zhì)濃度下的流變性能。研究結(jié)果表明，隨著zeta電位減小，懸浮液粘度增大，當(dāng)pH值大于5.62時(shí)懸浮液逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧羟凶兿〉姆桥ｎD流體。懸

3、浮液中CeO2顆粒濃度低于17.5wt％時(shí)，顆粒濃度對體系的流變性能影響較弱，但是繼續(xù)增大顆粒濃度，懸浮體表觀粘度明顯增大，出現(xiàn)剪稀現(xiàn)象。溫度對懸浮液流變性能影響較為復(fù)雜，且與懸浮液的固含量有關(guān)。中性電解質(zhì)的加入使得懸浮體的zeta電位降低，從而使體系表現(xiàn)出較高的表觀粘度。
　　 將納米CeO2引入到基礎(chǔ)油中，可以增加基礎(chǔ)油的承載能力，抗氧化、老化能力，使其變得對環(huán)境友好。CeO2/基礎(chǔ)油的流變性能對懸浮液的運(yùn)輸，加工以及后期潤

4、滑油、脂的調(diào)配過程具有重要的指導(dǎo)意義，精確了解懸浮液的流變性能是非常必要的。本文研究了納米CeO2/基礎(chǔ)油的流變性能隨固含量、溫度、剪切時(shí)間的影響，結(jié)果表明隨著固含量的增大懸浮液的粘度增大，固含量在30wt％以下時(shí)，懸浮液表現(xiàn)出牛頓流體的特性，繼續(xù)增加固含量則轉(zhuǎn)變?yōu)榧羟凶兿〉姆桥ｎD流體，可以利用冪律方程對流變曲線進(jìn)行描述。隨著溫度的增高體系的粘度減小，非牛頓性減弱。當(dāng)懸浮液的固含量達(dá)到30wt％以上時(shí)，懸浮體表現(xiàn)出觸變性且觸變性隨著溫度