學(xué)年論文

1、納米A12O3化學(xué)復(fù)合鍍液分散劑的綜述08材料化學(xué)張輝081002012摘要：摘要：本文綜述了分散劑的研究穩(wěn)定性的研究方法，穩(wěn)定機(jī)理，對(duì)復(fù)合鍍中納米Al2O3分散性能的影響，介紹了兩種分散劑：表面活性劑和聚電解質(zhì)，重點(diǎn)介紹了表面活性劑的作用機(jī)理和影響因素。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：復(fù)合鍍、穩(wěn)定性、分散性能、活性劑、聚電解質(zhì)前言前言復(fù)合鍍是指在電鍍或化學(xué)鍍鍍液中將納米顆粒共沉積到金屬晶體中。由于它能生產(chǎn)出性能優(yōu)異的鍍層例如耐腐蝕、抗疲勞以及潤(rùn)滑等引

2、起了人們極大的興趣。但是由于納米粒子尺寸小、表面能高具有自發(fā)團(tuán)聚的趨勢(shì)在液相介質(zhì)中受范德華力的作用極易發(fā)生團(tuán)聚使其優(yōu)異的性能不能得以充分發(fā)揮[1]。特別是在鍍液中由于電解質(zhì)濃度高使納米顆粒的均勻分散更為困難[2]。因此要想得到均勻分布納米顆粒的復(fù)合鍍層關(guān)鍵是解決納米顆粒在電解液中的團(tuán)聚問(wèn)題。為解決這一難題必須加入分散劑對(duì)納米顆粒進(jìn)行表面修飾[34]。納米顆?？梢酝ㄟ^(guò)自動(dòng)吸附其他物質(zhì)分子來(lái)降低本身的能量。吸附通常有物理吸附和化學(xué)吸附兩種方

3、式。不同的分散劑分子由于各自所帶基團(tuán)不同對(duì)納米微粒的吸附包覆效果差別很大。有的分散劑可以有效地對(duì)分散在介質(zhì)中的粒子起到分散穩(wěn)定的作用而有的則起到加速沉降的作用。不同的納米材料及不同的懸浮液濃度分散劑所帶的電荷種類和數(shù)目、分散劑濃度、分子結(jié)構(gòu)、分子量的大小都會(huì)影響粒子的穩(wěn)定性同時(shí)還受到分散介質(zhì)的影響。復(fù)合電鍍中常用的分散劑主要有表面活性劑、聚電解質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽和配位劑其中前兩種應(yīng)用更為廣泛。因此如何選擇合適的分散劑對(duì)保證納米顆粒在鍍液中的分散

4、均勻與穩(wěn)定至關(guān)重要。1分散穩(wěn)定機(jī)理分散穩(wěn)定機(jī)理對(duì)于不同種類的分散劑楊靜漪等[5]提出了3種穩(wěn)定機(jī)制。1.1雙電層穩(wěn)定機(jī)制:調(diào)節(jié)溶液的pH值在微粒表面產(chǎn)生一定量的表面電荷形成雙電層而降低微粒間的團(tuán)聚力實(shí)現(xiàn)納米微粒的分散1.2空間位阻穩(wěn)定機(jī)制:在懸浮液中加入一定量不帶電的高分子化合物這些高分子化合物吸附在微粒周圍形成微胞狀態(tài)使微粒之間產(chǎn)生斥力而分散ZrO2表面的荷電情況有非常顯著的變化微粒的等電點(diǎn)會(huì)發(fā)生明顯的偏移在遠(yuǎn)離等電點(diǎn)處ZrO2微粒呈

5、單分散狀態(tài)在靠近等電點(diǎn)處微粒呈現(xiàn)不同程度的團(tuán)聚狀態(tài)。在沒(méi)有分散劑的情況下微粒之間存在范德華力很難獲得均勻、穩(wěn)定的濃懸浮液。孫靜等[9]測(cè)定了3種不同來(lái)源的納米氧化鋯微粒的粒度分布和Zeta電位并研究了這3種納米微粒在尺寸表征中的影響因素。研究表明:選擇合適的超聲時(shí)間可以打散微粒團(tuán)聚降低微粒的平均粒徑尺寸經(jīng)過(guò)4個(gè)超聲周期的處理微粒平均粒徑較未超聲前的尺寸下降了1倍多納米微粒的粒徑分布情況與加入的分散劑用量有關(guān)。2.2吸光度吸光度根據(jù)Rey

6、lengh方程[10]可知懸浮液的吸光度大小與懸浮液中固體粒子濃度成正比。每次吸取上層懸浮液測(cè)其吸光度若吸光度越大表明該處懸浮液中的固體粒子濃度越高即懸浮液穩(wěn)定性越好。因此可用吸光度來(lái)表征納米微粒的懸浮液體系的分散穩(wěn)定性。2.3沉降狀況沉降狀況通過(guò)沉降情況與沉降高度評(píng)價(jià)分散系的分散效果。分散好的沉降慢懸浮液的顆粒由上而下呈逐漸增濃的彌散分布沉積物較少。分散差的沉降快懸浮液與上部清夜形成清晰的界面沉積物較多團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重。2.4黏度測(cè)定及粒

7、度分析黏度測(cè)定及粒度分析納米顆粒的分散性好水懸浮液的流變性能就好分散體系的黏度就低。隨著團(tuán)聚程度的不同顆粒的尺寸大小及分布情況也隨之發(fā)生變化。因此可以通過(guò)黏度測(cè)定及粒度分析來(lái)研究分散系的分散穩(wěn)定性。3分散劑對(duì)復(fù)合鍍中納米分散劑對(duì)復(fù)合鍍中納米Al2O3分散性能的影響分散性能的影響鄭環(huán)宇等11對(duì)分散劑對(duì)納米氧化鋁分散性能研究得到一些結(jié)論：復(fù)合鍍層的制備復(fù)合鍍層的制備將一定量的納米氧化鋁及分散劑加入到鍍液中磁力攪拌24h超聲波振蕩0.5h以鎳