硅烷偶联剂对金刚石表面改性研究

偶联剂处理对金刚石树脂砂轮磨削性能的影响

偶联剂处理对金刚石树脂砂轮磨削性能的影响本实验采用NaOH溶液对金刚石磨料进行了预处理,并用硅烷偶联剂进行表面改性,对改性后的金刚石磨料制造的树脂砂轮的磨削比和磨削效率进行了研究。

结果表明,在干磨的条件下,改性后的金刚石磨料对砂轮磨削比的提高显著,磨削效率基本不变。

通过显微镜观察磨削后的砂轮表面形貌,发现树脂对改性后的金刚石颗粒把持力增大,磨粒脱落减少,与仅用硅烷偶联剂处理的金刚石砂轮相比,其磨削比提高了50%。

0 引言树脂基金刚石砂轮因其自锐性好、磨削效率高等优点而被广泛应用于陶瓷、玻璃、硬质合金等硬脆材料的磨削加工中。

目前,世界上60%以上的磨料级金刚石用于制造树脂基金刚石砂轮。

然而,由于金刚石的化学稳定性极好,在常温下,金刚石对酸、碱、盐等化学试剂都表现为惰性,因此,树脂与金刚石颗粒之间的结合性能不理想。

研究表明在干磨硬质合金时,大约有70%的磨粒没有获得充分利用而直接脱落。

目前常用的处理方法如镀铜、镀镍等虽然能改善树脂与金刚石颗粒之间的浸润性,但多是机械嵌合,难以形成化学键的结合,而且还会影响金刚石磨粒的自锐性,在磨削过程中增加了动力消耗(约10%~20%)。

磨料级的金刚石多为人造金刚石,合成过程中的高温高压环境使得金刚石晶体存在较多的缺陷,含有-COOH、-OH等基团。

因次,可以使用偶联剂进行表面处理,改善其与树脂的浸润性。

目前关于偶联剂处理金刚石磨料的文献所见较少,而且文献中所采用的处理方法均为单独使用偶联剂处理,未对金刚石进行预处理,处理工艺杂乱,改性效果不稳定,对砂轮的性能提升不明显。

本实验采用NaOH溶液对金刚石磨料进行了预处理,然后用硅烷偶联剂进行表面改性。

将改性后的磨料制成砂轮然后对其磨削性能进行了测试,并与未经任何处理的磨料、仅用NaOH溶液处理的磨料和仅用硅烷偶联剂处理的磨料进行了对比。

1 实验部分1.1 实验材料1.2 仪器与分析表征(1)砂轮的压制使用MYS-100型热压机,砂轮二次固化在电热干燥箱中进行。

硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征

矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources第1期2021年2月·193·硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征安文峰，胡应模，张丹丹，李苗苗（中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，非金属矿物和固废资源材料化利用北京市重点实验室，岩石矿物材料国家专业实验室，北京 100083）摘要：以KH 570为改性剂，采用湿法改性的方法，在中性条件下对电气石进行表面改性，以改性产物的接触角和吸油值为参数，对改性的工艺条件进行了优化。

结果表明，在改性剂KH 570用量为0.12 mL/g 、醇水比为1:5时，在90℃下与10 g 电气石反应2 h 得到具有优良疏水性能的改性电气石，其接触角为93接。

采用IR 、XRD 、SEM 对改性电气石的结构与形貌进行了表征，结果表明，电气石经过改性后，表面成功地接入了含有双键的有机链，改性前后电气石的晶体结构没有发生变化，而改性后电气石的团聚现象大大降低，分散性增加。

关键词：电气石；KH 570；表面改性；可聚合有机化电气石doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2021.01.032中图分类号：TD989 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2021）01-0193-06收稿日期：2019-08-27；改回日期：2019-09-24基金项目：国家自然科学基金赞助（51372233）作者简介：安文峰（1995-），男，在读硕士，研究方向为矿物表面改性及其功能聚合物的合成。

通讯作者：胡应模（1964-），男，教授，博导，研究方向为矿物材料的改性及其功能复合材料。

电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类非可再生硅酸盐类矿物[1]。

它广泛分布于沉积岩、变质岩、火成岩、伟晶岩发育地区及气成高温热液矿床中，与绿柱石、黄玉、云母等矿物共生[2]，因其所处环境的差异，其内部化学组成与结构差异也较大，一般来说，除硼元素外，还含有钠、镁、铝等其他金属元素[3]。

2016-2017年纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟（总结）

1. 前言自从1982年前苏联科学家采用爆轰法合成纳米金刚石以来，由于纳米超细金刚石(Ultra-fine Diamond,简称UFD)具有其他纳米固体粒子所不具备的高硬度﹑高的导热性﹑高的耐磨性﹑极佳的化学稳定性，所以纳米金刚石方面的研究一直是当前的研究热点。

目前对纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟，通过液相氧化法和气相氧化法的纯化处理可以得到纯度超过95%以上的超细金刚石粉[1-2]。

但在实际应用中并没有得到大量的应用，这主要是因为纳米金刚石具有很高的比表面能，处于一种热力学不稳定状态，在爆轰金刚石的合成和后处理的过程中都容易形成团聚体。

在制备悬浮液体系中，纳米金刚石的团聚也很严重，会发生明显的絮凝和沉降。

所以纳米金刚石的解团聚及其在不同介质中的分散是一个技术的瓶颈。

对于这一技术难题，国内外的很多研究人员做了大量的工作，得出了非常有益的经验。

本文将从纳米金刚石悬浮液的分散原理和制备方法两个方面进行综述。

2. 悬浮液的分散原理超细粉体在液相中的分散包括三个阶段：1颗粒在液相中的润湿过程；2团聚体在外力的作用下被打散，形成单个的小颗粒或很小的团聚体的过程；3单个颗粒或小团聚体的分散稳定，防止再次的团聚沉降。

悬浮液颗粒分散的两个基本原则[3]：1润湿原则就是颗粒必须被液体介质润湿，从而能很好的浸没在液体介质中。

选择分散介质的基本原则是粉体颗粒易于在非极性分散介质中分散，极性粉体颗粒易于在极性分散介质中分散，即所谓的极性相同原则。

Voznyakovskii A P等[4]认为介质的极性对纳米金刚石颗粒的悬浮的稳定性和介质中的粒度分布都有很大的影响，在不同的介质中，如果介质的极性越小，则悬浮液中的颗粒的分散性就越差。

同时，在介质的调整组时，向较小极性的介质中添加较大极性的物质，将有利于纳米金刚石在介质中的稳定分散2表面张力原则就是颗粒之间的总表面力必须是一个较大的正值，从而使颗粒之间的相互排斥力足够强从而防止颗粒相互接触而团聚沉降。

金刚石微粉表面改性

单烷氧基钛酸酯的偶联机理
图2-2 单烷氧基钛酸酯的偶联机理
试验
1. 取50ml白油放入100ml烧杯中，滴入 3滴钛酸酯偶联剂，称0.06g金刚石倒入烧杯。搅拌20min；制得样品1。 • 2. 取50ml白油放入100ml烧杯中，滴入 3滴钛酸酯偶联剂，称0.06g金刚石倒入烧杯。搅拌20min，再放入超声波清洗器超声分散1min。制得样品2。 • 3. 取50ml白油放入100ml烧杯中，滴入3滴钛酸酯偶联剂，称0.06g金刚石倒入烧杯。搅拌20min，超声分散3min。制得样品3。 •
偶联剂偶联机理
偶联剂是具有两性结构的化学物质。 • 其分子中的一部分基团可与粉体表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合，另一部分基团可与有机高聚物基料发生化学反应或物理缠绕，从而使两种性质差异很大的材料牢固的结合起来，使无机粉体和有机高聚物分子之间建立起具有特殊功能的“分子桥”。 • 本实验用的偶联剂是单烷氧基型
从左到右依次为样品7,6,5,4的上清液
以白油做参比样品7全谱扫描
533nm出现最高吸收峰
可以看出在波长为533nm处出现较强的吸收峰，所以选533nm波长为测试波长
533nm波长下七份样品的吸光度
吸光度
显微镜观察
0分钟超声分散
显微镜观察
1分钟超声分散
显微镜观察
3分钟超声分散
显微镜超声分散
显微镜观察
15分钟超声分散
显微镜观察
超声分散20分钟
结论
由上图可以看出，超声波分散3分钟时，金刚石微粉的颗粒分布密度最大，粒度最小，即此时金刚石微粉在白油中的分散性最好。金刚石微粉在白油中的分散性并不是随超声分散时间增加而分散稳定性增加，相反，当超过某一分散时间后，会随超声分散时间的增加而平均粒径变大，分散稳定性降低。

硅烷偶联剂改性

改性剂用量对沉降体积的影响改性剂用量与沉降体积的关系曲线，见图1。

从图1可看出，沉降体积随着改性剂用量的增加而增加，但是提高幅度不是很大。

在实际应用中真正起到改性作用的是少量的改性剂所形成的单分子层，因此过多的增加改性剂的用量是不必要的，不仅会在粒子间搭桥导致絮凝，使稳定性变差，而且还增加不必要的经济付出。

实验所选择的硅烷偶联剂的用量在1%~2%。

2.2 改性时间对沉降体积的影响实验结果见图2。

从图2可看出，当改性时间为10min时，沉降体积达到极大值，然后随着改性时间的增加，沉降体积缓慢下降。

在改性时间为30min 和60min时，均保持在一个相对稳定的水平。

但是改性时间为40min时出现异常，沉降体积大幅度下降。

硅烷偶联剂对高岭土进行表面改性，理论上以化学键合作用为主，改性效果不会出现较大的变化，出现异常的原因还有待进一步的研究。

2.3 改性温度对沉降体积的影响采用硅烷偶联剂作为改性剂时，为了保证较好的改性效果，需要确定适宜的表面改性温度。

改性温度对沉降体积的影响，见图3。

从图3可看出，沉降体积随改性温度的增加而增加。

当温度升高至90℃时，沉降体积达到最大值14.4ml。

继续提高温度，则沉降体积下降。

因此，改性剂对高岭土的最佳改性温度为90℃。

沉降性能分析称取2g改性前后的纳米高岭土，置于50ml液体石蜡中，磁力搅拌10min，倒入刻度试管，静置观察沉降性能。

纳米高岭土在液体石蜡中的沉降体积随时间的变化关系，见图4。

从图4可看出，未经改性的纳米高岭土由于表面具有亲水性，在有机相中倾向于团聚，大粒子沉降较快，小粒子被沉降较快的大粒子所夹带，所以在开始的时间内沉降很快，沉降速度随时间增加逐渐减慢；而高岭土经过改性处理后，表面呈现亲有机性，在有机相中倾向于分散均匀，所以在开始的时间内沉降速度较未改性高岭土慢。

随着沉降时间的增加，沉降体积均达到平衡。

未改性高岭土的平衡沉降体积为13.4ml，而经过硅烷偶联剂改性处理后，样品的平衡沉降体积为21.3ml。

偶联剂处理对金刚石树脂砂轮磨削性能的影响

（．ｕａｉｅｅｎｌｙＤｖｌｍｎＣ．Ｌｄｕａ３００Ｃｉ）２ＷｈｎＴｒＴｃｏｇｅｏｅｔｏ，ｔ，Ｗｈｎ４０７，ｈｎｇｓｈｏｅｐａ（．ＷｈｎＪａｇａｎｆｃｒｏｌａＩｂｓｅＣ．Ｌｄｕａ３００ｈｎ）３ｕａｉｎｈｎＭａｕａｔｅｆＵｔ —Ｔａｒｉｓｏ，ｔ，Ｗｈｎ４０７，Ｃｉａｕｒａｖ
ｗｉｉｎｏｐｉｇａｅｔＳｃｒａｅｉｍｏｄｅｅｕｅｏｍａｅｒｓｏｄｗｈｅｓｈｒｄｎａｉｎｔｓｌｅｃｕｌｇｎ．ｕｈｔｔｄｄａｎｓｗｒｓｄｔｋｅｉｂｎｅｌ．Ｔｅｇｉｉｇｒｔａｄｈａｎｅｎｎｏｇｉｄｎｆｃｅｃｆｔｅａｏｅｒｓｏｄｗｈｅｓｗｒｎｅｔａｅ．Ｅｐｒｎａｅｕｔｎｉａｅｈｔｔｅｒｉｇｅｉｎｙｏｈｂｖｅｉｂｎｅｌｅｅｉｖｓｇｔｄｎｉｎｉｘｅｉｔｌｒｓｌｉｄｃｔｄｔａｈｍｅｓ
树脂对改性后的金刚石颗粒把持力增大，粒脱落减少，磨与仅用硅烷偶联剂处理的金刚石砂轮相比，磨其
削比提高了５％。０
关键词
硅烷偶联剂；刚石磨料；削比；金磨预处理
Ｔ５文献标识码Ｇ８ＡＤＩ码Ｏ编１．９９ｊｉｎ１００３６／．ｓ．０６—８２．０００．１ｓ５Ｘ２１．４０３

硅烷化处理及其在金属表面处理中的应用分析

硅烷化处理及其在金属表面处理中的应用分析作者：汪洋包英俊来源：《科学与信息化》2020年第21期摘要工业生产中，将耐腐蚀的有机物涂覆在金属表面，经固化成膜后制备的有机涂层具有屏蔽、缓蚀及电化学保护三方面的作用，防腐效果好。

由于涂料具有选择性宽、可用范围广、节约能源、应用施工方便等优点，是现今最有效、最经济和研究最多的表面防护方法之一。

对工作表面进行强化热处理，可在不改变零件内部组织和性能的前提下，达到工作心部与表层在组织结构、性能等的最佳配合。

本文结合硅烷化处理剂的制备及金属表面处理方法的对比，来分析硅烷化处理方法的优势和应用情况。

关键词硅烷化;金属表面;处理工艺;应用分析金属表面镀层具有防腐蚀，提高耐磨性、导电性及增加美观等作用。

钢结构经热镀锌处理后，在室外环境下，标准厚度的锌层可保持年不必修补，广泛应用于铁塔、铁路、公路保护、船用构件、建筑钢结构的防腐处理。

表面处理是指在基体材料表面上人工制备一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺[1]。

磷化和钝化工艺是目前最典型、广泛应用的表面处理工艺。

表面处理技术对金属保护起到了明显的作用，但也存在不少问题。

例如，有机涂层中毒性挥发成分对人体有严重危害，喷砂处理会产生大量粉尘，铬酸盐处理和磷化工艺均存在较为严重的环境污染等问题。

因此，开展硅烷化处理剂的制备研究并将其应用在金属表面的处理过程中会改变当前传统的处理模式，更加环保节能。

1 硅烷化处理的原理硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的过程，该过程通过引入硅烷基与基材形成共价键连接，在金属表面形成高致密的保护膜。

硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式为X-R-SiY3，其中的Y指的是与硅原子连接的可水解基团，其中R则是指非水解脂肪族链，其中的X指的是可以和有机材料实现反应的基团，例如乙烯基以及氨基等[2]。

金属表面硅烷化试剂可以在极难融合的环境下，将有机物以及材料进行连接，要想将这一过程实现全面的分析和研究，仅凭单一的理论内容很难完整，因此要将各理论有机统一，并对金属处理技术的作用进行分析，这样才能使技术分析更为科学合理。

硅烷偶联剂KH570对石英砂的表面改性工艺研究

硅烷偶联剂KH570对石英砂的表面改性工艺研究
李建强;汪本高
【期刊名称】《非金属矿》
【年(卷),期】2013(036)002
【摘要】以石英矿为改性原料,选用硅烷偶联剂KH570为改性剂,分别采用干法工艺和湿法工艺对石英砂粉体进行表面改性.得出干法改性最优条件为:硅烷偶联剂KH570水解配比为KH570、乙醇与水质量比1∶10∶1,改性剂用量1.2％,改性时间80 min;湿法改性最优工艺条件为:改性剂用量5.0％,改性温度70℃,改性时间100 min.红外光谱和扫描电镜分析表明,硅烷偶联剂KH570包覆在石英砂表面,改性后石英砂分散性得到了很好改善,湿法改性效果优于干法改性.
【总页数】4页(P26-29)
【作者】李建强;汪本高
【作者单位】成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059;成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059
【正文语种】中文
【中图分类】TD973+.3
【相关文献】
1.硅烷偶联剂对石英砂滤料的表面改性 [J], 包彩霞;未碧贵;常青
2.硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性及其分散稳定性 [J], 苏瑞彩;李文芳;彭继华;杜军
3.二元协同体系(KH570和正硅酸乙酯)对纳米片状铝粉表面改性及性能研究 [J], 陈祥迎;许冬;陈颖;韩夏
4.硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征 [J], 吕松涛; 樊现鹏; 鲁巍巍; 刘泓霖
5.硅烷偶联剂KH 570对电气石表面改性条件优化与表征 [J], 安文峰;胡应模;张丹丹;李苗苗
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米金刚石应用及分散方法简介

纳米金刚石应用及分散方法简介金刚石粉体在工业上作为一种超硬材料，被广泛应用于切削、磨削、耐磨涂层、抛光等领域。

本文将重点介绍纳米金刚石微粉在抛光领域的应用及其分散方法。

欧美俄等国开展纳米金刚石研究较早，具备了纳米金刚石抛光液、抛光膏的生产能力，国内在纳米金刚石抛光液制备领域的研究刚起步。

技术水平与国外相比还有一定的差距。

一、纳米金刚石在抛光领域应用简介纳米金刚石抛光液以其优异的性能广泛应用于半导体硅片抛光、计算机硬盘基片、计算机顶头抛光、精密陶瓷、人造晶体、硬质合金、宝石抛光等领域。

俄罗斯用纳米金刚石抛光石英、光学玻璃等，其抛光表面粗糙度达到1nm.纳米金刚石的应用显示出很多优点。

由于超细、超硬，使得光学抛光中的难题迎刃而解。

精细抛光是光学抛光中的难题，原工艺方法是把磨料反复使用，需要几十小时，效率很低。

现在使用了纳米金刚石，使抛光速度大大提高。

抛光相同的工件所需的时间仅需十几小时至几十分钟，效率提高数十倍至数百倍。

二、纳米金刚石分散问题探讨纳米金刚石颗粒表面的大量原子悬空键使其化学活性大大提高，非常大的表面积，使其有巨大的表面能，容易形成硬的难以解聚的团聚体是不可避免的。

所以纳米金刚石在介质中散稳定性差，容易发生团聚，使其在应用过程中受到严重制约。

也就是说，纳米金刚石抛光液制备的关键技术是纳米金刚石在介质中的长期稳定分散及粒度的均一性、这是一道世界性技术难题。

纳米金刚石干粉团粒度平均达2μm.纳米金刚石表而含有大量有机官能团，主要为一OH（羟基）、一C=O（羰基）、一COOH（羧基）以及一些含氮的基团，所占面积可达颗粒表面的10%~25%.这些含氧活性基团和含氮活性物质可与许多有机化合物反应或吸附。

为纳米金刚石在油或水介质中的分散提供了基础。

纳米金刚石的分散技术一般分物理分散和化学分散。

物理分散又可分为超声分散、机械搅拌分散和机械研磨分散。

化学分散又可分为化学改性分散、分散剂分散。

纳米金刚石抛光液的分散过程就是使纳米金刚石聚集体在抛光液中呈原始单体状态弥散分布于液相的过程。

硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的问题

硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的
问题
李宝智;王文利
【期刊名称】《中国粉体工业》
【年(卷),期】2006(000)004
【摘要】非金属粉体的表面改性,一定要以表面改性的机理为依据,同时考虑下游有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求,经综合考虑选择合理的改性剂,并在此基础上确定表面改性工艺,选择和配套表面改性设备。

本文主要阐述了硅烷偶联剂的结构、作用机理及选择的原则。

还对表面改性的工艺及改性设备的确定与选择进行了较详细的介绍。

【总页数】3页(P)
【作者】李宝智;王文利
【作者单位】包头瑞智表面改性剂厂;建筑材料工业技术情报研究所;100024
【正文语种】中文
【中图分类】TB44
【相关文献】
1.硅烷偶联剂在硅酸盐矿物粉体表面改性中的应用 [J], 李宝智
2.填料塔应用于烟道气治理时设计中应注意的问题探讨 [J], 王家德;陈建孟
3.硅烷偶联剂用于非金属粉体表面改性的机理及应用中应注意的问题 [J], 李宝智
4.在非匀质波动中应用拉格朗日函数平均法应注意的问题 [J], 朱飙;王振会
5.多媒体技术应用于英语教学中应注意的问题 [J], 高玉香
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

爆轰纳米金刚石在乙醇中分散性的研究

爆轰纳米金刚石在乙醇中分散性的研究张栋仝毅黄风雷　（北京理工大学机电工程学院，　北京１０００８１）摘要：文章对自制的爆轰纳米金刚石的分散性进行了研究。

以高分子聚合物为分散剂、无水乙醇做溶剂、超声作为分散手段进行了实验，得到了平均粒径５１．７ｎｍ的胶体溶液。

采用傅立叶转变红外光谱仪和动态光散射激光粒度仪对金刚石改性效果及分散稳定性做了表征。

结果表明两种高聚物分散剂的复配使用可以明显提高纳米金刚石在乙醇中的分散稳定性，同时给出了可能的分散机理。

关键词：爆轰纳米金刚石；分散剂；分散性Study of Dispersion of Ultra-fine Diamond in EthanolZHANG Dong TONG Yi HUANG Feng-Lei( School of Mechatronics Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China )Abstract: Ｔｈｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ　ｎａｎｏｄｉａｍｏｎｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｔｕｄｉｅｄ　．Ｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｗａｓ　ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　ｉｎ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄｗｉｔｈ　ｈｙｐｅｒｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ　ｂｙ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｌｌｏｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｎａｎｏｄｉａｍｏｎｄ　ｗｉｔｈ　ａｖｅｒａｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　５１．７ｎｍ　ｈａｄ　ｂｅｅｎｐｒｅｐａｒｅｄ．　Ｌａｓｅｒ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ａｎａｌｙｚｅｒ　ａｎｄ　ＦＴ－ＩＲ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｆｉｒｍ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ　ｒｅｓｕｌｔｓ．　Ｉｔ　ｗａｓｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｄｉａｍｏｎｄ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　ｖｅｒｙ　ｗｅｌｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｈｙｐｅｒｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ　ｗｉｔｈ　ａｎ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ａ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Keywords: Ｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅ　ｄｉａｍｏｎｄ；ｈｙｐｅｒｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ０引言爆轰纳米金刚石也称为超微金刚石（Ｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅ　ｄｉａｍｏｎｄ简称ＵＦＤ），其一次平均粒径在１２ｎｍ左右（图１）。

硅基材料的表面改性与应用

硅基材料的表面改性与应用在现代材料科学领域，硅基材料凭借其优异的物理和化学特性，成为了广泛应用于电子、光学、生物医药等领域的重要材料之一。

然而，硅基材料的表面特性直接影响其性能和应用范围。

因此，如何对硅基材料的表面进行改性，成为了研究人员关注的焦点之一。

一、表面改性技术硅基材料的表面改性技术多种多样，常用的包括化学改性、物理改性和生物改性等方法。

1. 化学改性化学改性是通过在硅基材料表面引入不同的化学官能团，改变其表面化学性质。

常见的化学改性方法包括硅烷偶联剂修饰、溶液注入等。

例如，硅烷偶联剂可以通过表面修饰形成Si-O-C键，增加硅基材料与其他材料之间的结合力，提高其附着性和耐候性。

2. 物理改性物理改性是通过物理手段改变硅基材料的表面形貌和结构。

常见的物理改性方法包括等离子体处理、激光处理和离子注入等。

例如，等离子体处理可以在硅基材料表面形成纳米结构，增加其表面积，提高光催化性能和传感性能。

3. 生物改性生物改性是利用生物材料或生物分子对硅基材料进行表面修饰。

生物改性主要应用于生物医药领域，常见的方法包括共价键结合、物理吸附和生物矿化等。

例如，蛋白质可以通过共价键结合在硅基材料表面形成蛋白质膜，提高硅基材料在生物体内的生物相容性和抗菌性能。

二、硅基材料的应用硅基材料经过表面改性后，具备了更广泛的应用领域。

1. 电子领域硅基材料可应用于集成电路、太阳能电池和纳米器件等领域。

通过表面改性可以提高硅基材料的导电性、光学性能和热稳定性，从而提高电子器件的性能。

2. 光学领域硅基材料具备优异的光学特性，可用于光纤通信、光学传感和激光器等领域。

通过表面改性可以修饰硅基材料的光学性能，例如增强光纤的传输效率、提高激光器的输出功率等。

3. 生物医药领域硅基材料具有低毒性和良好的生物相容性，可用于生物医药领域的药物传递、组织修复和生物传感等应用。

通过表面改性可以调控硅基材料与生物体的相互作用，增加药物的释放速率或改善人工骨骼的生物相容性。

人造金刚石表面的改性研究概况

人造金刚石表面的改性研究概况韩平;郭月萍;王淑芳;栗正新【摘要】综述了人造金刚石表面改性的3种主要方法:一是金刚石表面的金属化,如物理、化学气相沉积,化学镀、电镀、真空微蒸发镀、盐浴镀等,主要应用在金刚石工磨具和电子封装材料上;二是偶联剂或表面活性剂处理金刚石,以改善金刚石与有机体系的界面性能,在金刚石粉体分散和树脂磨具中应用;三是金刚石薄膜和纳米金刚石的功能化处理,在电化学、生物传感器、电极等材料上应用.为金刚石表面改性的研究和应用提供参考.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】人造金刚石;金属化;偶联剂;表面活性剂;功能化【作者】韩平;郭月萍;王淑芳;栗正新【作者单位】郑州中原思蓝德高科股份有限公司,郑州450001;河南工业大学,郑州450001;郑州中原思蓝德高科股份有限公司,郑州450001;郑州中原思蓝德高科股份有限公司,郑州450001;河南工业大学,郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TQ164;TG73;TB321人造金刚石磨料被制成各种工磨具，广泛应用于制造业中，如航空航天、汽车、船舶、液压、发动机、轴承、光学元件等诸多领域[1]。

由于金刚石热导率高、化学惰性好、光学透明度(从紫外到红外)好及具有耐腐蚀性等[2]，可作为场发射体用于电子工业，作为化学和生物传感器用于DNA和蛋白质芯片，作为电极材料用于电催化反应，作为高导热材料用于电子封装材料等[3-6]。

但是，金刚石表面也具有化学惰性，与很多物质结合困难，限制了其应用范围。

为改善金刚石的表面性质，提高其与其他材料的结合能力，研究者通过不同的方法对其表面进行改性，如金刚石表面的金属化、表面偶联剂或表面活性剂处理和金刚石表面的功能化等[7-9]，增强或扩展其使用性能和范围。

我们对金刚石表面的改性研究进行综述，为其应用和研究提供参考。

1 金刚石表面的金属化将金属或合金材料覆盖在金刚石的表面称为金刚石表面的金属化。

材料表面的硅烷化改性

实验64 材料表面的硅烷化改性一．实验目的1.利用硅烷偶联剂改性有机或无机材料。

2.制备无机—有机杂化粉体或薄膜材料。

二．实验原理很多纳米材料都是重要的无机化工产品，是橡胶.塑料。

油漆.油墨。

造纸。

农药及牙膏等行业不可缺少的优良原料。

以SiO2纳米颗粒为例,纯粹制备的SiO2颗粒表面上存在着大量的羟基基团,呈极性.亲水性强，众多的颗粒相互联结成链状，链状结构彼此又以氢键相互作用，形成由聚集体组成的立体网状结构,在这种立体网状结构中分子间作用力很强,应用过程中很难均匀分散在有机聚合物中，颗粒的纳米效应很难发挥出来.如何将纳米SiO2均匀分散在高分子材料中，以提高聚合物材料的各项性能是一个重要的研究方向.硅烷偶联剂发展至今已有一百多种产品，按Y有机官能团的不同,可分为链系基类硅烷偶联剂.氨基硅烷偶联剂。

环氧基类硅烷偶联剂.烷基丙烯酰氧基类硅烷偶联剂及双官能基型硅烷偶联剂等。

硅烷偶联剂处理技术原理简单。

操作方便,其与材料表面的作用机理一直是研究的重点,目前关于硅烷在材料表面行为的理论有很多假设，主要有化学键理论.物理吸附理论.表面浸润理论。

可逆水解平衡理论和酸碱相互作用理论等。

硅烷偶联剂分子含有两种反应性基团，化学结构可以用X3SiRY来表示,其中，X是可进行水解反应并生成硅烃基（Si—OH)的基团,如卤素.氨基。

烷氧基和乙酰氧基等,硅醇基团可和无机物（如无机盐类.硅酸盐。

金属及金属氧化物等)发生化学反应,生成稳定的化学键，将硅烷与无机材料连接起来。

Y是非水解基团，可与有机基团如乙烯基.氨基.巯基.环氧基等起反应，从而提高硅烷与聚合物的粘连性。

R是具有饱和键或不饱和键的碳链，将官能团Y和Si原子连接起来。

因此硅烷偶联剂分子被认为是连接无机材料和有机材料的“分子桥”，能将两种性质悬殊的材料牢固地连接在一起，形成无机相/硅烷偶联剂/有机相的结合形态，从而增加了后续有机涂层与基地材料的结合力。

一般来说，硅烷分子中的两个端基团既能分别参与各自的反应，也能同时起反应。

硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征

04199
硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征*
吕松涛,樊现鹏,鲁巍巍,刘泓霖
(长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室,长沙,410114)
摘要: 利用硅烷偶联剂对集料进行表面改性,使其与集料发生水解和固化反应。基于表面能理论、红外光谱
(FTIR)和扫描电镜 (SEM)等微观分析手段对改性前后的集料进行表征 ,通过直接拉伸、水煮法、浸水马歇尔试验
闪点/℃ 96
沸点/℃ 217
表2 70# 基质沥青常规性能检测 Table2Generalperformancetestof70# matrixasphalt
沥青东海牌70# 基质沥青
规范技术要求
针入度(25 ℃,100g,5s)/0.1 mm 69.3
60~80
软化点 (℃ ,环球法 ) 48.9 >46
2 硅烷偶联剂改性集料的制备
(4)将集料取出 ,放在烘箱中进行固化反应。固化温度和时间采用亲油化指数确定,将酸性集料研磨成石粉 ,按上述比例的溶液进行改性 ,固化温度为120、140、160、180 ℃,固化时间1、2、3h。将0.25g 改性石料置于 5 mL 的水中,加无水乙醇至石料完全浸没 ,记录无水乙醇的加入量v。
04200
表1 硅烷偶联剂 KH-550参数
2020 年第 4 期 (51)卷
Table1SilanecouplingagentKH-550detailedparameters