Partikel keramik memiliki beragam aplikasi dalam ilmu material, elektronik, teknik kimia, medis, dan bidang lainnya, namun karena energi permukaannya yang tinggi dan karakteristik agregasinya yang mudah, dispersi selalu menjadi tantangan utama dalam menyiapkan bahan keramik berkinerja tinggi. Artikel ini akan memperkenalkan jenis partikel keramik yang umum dan merekomendasikan dispersan yang sesuai untuk berbagai bahan keramik guna meningkatkan stabilitas dispersi dan kinerja pemrosesan.
Pertama. Klasifikasi partikel keramik umum
Partikel keramik dapat dibagi menjadi oksida, karbida, nitrida, borida, dll sesuai dengan komposisi kimianya. Berikut ini adalah beberapa tipikal partikel keramik dan kegunaannya:
1. Keramik oksida
Aluminium oksida (Al2O3): kekerasan tinggi, tahan suhu tinggi, digunakan untuk bahan abrasif, bahan tahan api, dan substrat elektronik.
ZrO2 (Zirkonia): Ketangguhan tinggi, digunakan untuk restorasi gigi, bantalan, sensor oksigen.
SiO2 (silikon dioksida): digunakan dalam pelapis, pengisi, dan kaca optik.
TiO2 (titanium dioksida): fotokatalisis, pigmen, bahan tabir surya.
ZnO (Zinc Oxide): Varistor, bahan antibakteri, bahan penguat karet.
2. Keramik karbida
SiC (kumis dan partikel silikon karbida): diperkuat dan dikeraskan, sangat konduktif terhadap panas, tahan aus, digunakan dalam semikonduktor, bantalan rem, dan komponen tahan suhu tinggi.
B4C (boron karbida): bahan superkeras yang digunakan untuk pelindung antipeluru dan peredam neutron di reaktor nuklir.
WC (tungsten carbide): alat pemotong paduan keras, mata bor.
3. Keramik nitrida
Si3N4 (silikon nitrida): ketangguhan tinggi, dapat melumasi sendiri, digunakan untuk bantalan dan komponen mesin.
AlN (aluminium nitrida): konduktivitas termal yang tinggi, isolasi, digunakan untuk substrat kemasan elektronik.
BN (boron nitrida): BN heksagonal (pelumas), BN kubik (abrasif superkeras).
4. Keramik borida
TiB2 (titanium diboride): titik leleh tinggi, konduktif, digunakan sebagai bahan elektroda dan lapisan tahan aus.
ZrB2 (zirkonium diborida): Keramik bersuhu sangat tinggi yang digunakan untuk bahan perlindungan termal dirgantara.
5. Keramik komposit/fungsional
BaTiO3 (barium titanate): bahan feroelektrik yang digunakan dalam kapasitor dan perangkat piezoelektrik.
PZT (timbal zirkonat titanat): keramik piezoelektrik yang digunakan dalam sensor dan transduser ultrasonik.
Kedua. Masalah dispersi partikel keramik
Partikel keramik, karena energi permukaannya yang tinggi dan ukuran partikelnya yang kecil (terutama partikel berskala nano), rentan terhadap aglomerasi, yang menyebabkan:
1.Peningkatan viskositas bubur mempengaruhi sifat reologinya.
2. Sintering yang tidak merata mengurangi sifat mekanik produk keramik.
3. Dispersi yang tidak merata pada pelapis atau material komposit mempengaruhi kinerja fungsional.
Oleh karena itu, memilih dispersan keramik yang tepat sangatlah penting.
Ketiga. Klasifikasi dan pemilihan dispersan keramik
Fungsi dispersan keramik adalah untuk mengurangi gaya van der Waals antar partikel dan meningkatkan stabilitas suspensi. Berdasarkan sifat kimianya, dispersan dapat dibagi menjadi beberapa kategori berikut:
1. Dispersan ionik
Cocok untuk sistem berbasis air, menstabilkan partikel melalui tolakan elektrostatik.
Tipe anionik (dengan muatan negatif):
Sodium polyacrylate (PAAS): cocok untuk keramik oksida seperti Al2O3, SiO3, ZrO2, dll.
Sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS): biasa digunakan pada keramik non oksida seperti SiC dan Si3N4.
Tipe kationik (dengan muatan positif):
Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB): cocok untuk partikel keramik bermuatan negatif (seperti sebagian ZrO2).
2. Dispersan non ionik
Cocok untuk sistem pelarut organik, menstabilkan partikel melalui hambatan sterik.
Polyvinylpyrrolidone (PVP): cocok untuk keramik non oksida seperti SiC, AlN, BN, dll.
Polietilen glikol (PEG): cocok untuk keramik fungsional seperti BaTiO3 dan PZT.
Seri BYK (seperti BYK-110): cocok untuk bubur keramik dengan kandungan padat tinggi.
3. Agen kopling
Digunakan untuk meningkatkan kompatibilitas antara keramik dan substrat organik, seperti:
Agen kopling silan (KH-550, KH-570): cocok untuk keramik oksida seperti SiO2 dan Al2O3.
Bahan kopling titanium ester (NDZ-101): cocok untuk keramik berenergi permukaan tinggi seperti SiC dan TiB2.
4. Dispersan polimer
Cocok untuk partikel keramik nano untuk mencegah aglomerasi sekunder.
Asam poliakrilat (PAA): cocok untuk nano ZrO2, TiO2, dll.
Polimetil metakrilat (PMMA): cocok untuk keramik nitrida seperti Si3N4 dan AlN.
SAT NANO adalah pemasok bubuk keramik terbaik di China, jika Anda memiliki pertanyaan tentang keramik oksida seperti Al2O3, SiO3, ZrO2, jangan ragu untuk menghubungi kami di sales03@satnano.com
