碳化硅晶须与颗粒分散性能研究

肖文理（新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

碳化硅晶须与颗粒分散性能研究

肖文理（新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

碳化硅晶须在合成时，一些原因会导致精度下降。其中一个主要的原因就是，碳化硅晶颗粒的产生，会影响晶须的纯度。在化学和物力性质上，碳化硅颗粒和碳化硅晶须具有较大的差异，这就使得提纯前的分散显得很重要。本文在研究过程中，以稻壳合成晶须和颗粒为研究对象，深入细致的考察了不同药剂体系和不同操作条件，对碳化硅晶须与颗粒体系分散性能的影响。

碳化硅晶须；碳化硅颗粒；分散性能；超声波分散法

现代碳化硅晶须比较成熟的生产方法是气相反应法和固体材料法。使用固体材料法成本相对较低，不过制成的晶须纯度不高，不能满足对纯度要求极高的实验需要。在生产实践中，通过对晶须的碳化硅颗粒进行分散，能够分离一部分颗粒，这样就能够在一定程度上提升碳化硅晶须的纯度。以下就是本文对碳化硅晶须与颗粒分散性能从不同的实验方法和条件下进行研究。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验用碳化硅晶须和碳化硅颗粒样品是来自某碳化硅晶须生产公司生产并提纯的产品。其他材料包括：六偏磷酸钠，水玻璃，木质素等。这些分散性材料都为工业纯试剂。

1.2 研究方法

实验过程中，使用的是自制沉降分析仪，对碳化硅晶须与其颗粒在不同条件下的分散率进行测定。计算分散率的方法：将进行分散处理后的料液，导入容量200 mL的量筒中。然后在t时刻，观察清水层与下面絮体的分界面，记录分界面的高度，按下式计算分散率，η=ht/h0，其中，ht为t时刻记录高度；h0为初始高度。

2 试验过程与讨论

2.1 碳化硅晶须和碳化硅颗粒的性质对比

碳化硅晶须和碳化硅颗粒本质上是同一种物质，它们的晶型也是相同的。二者之间的唯一不同就是形态不同，不同的形态，使得碳化硅晶须和碳化硅颗粒在化学性质和物理性质方面，存在一定的差异。

2.2 碳化硅晶须和碳化硅颗粒的分散试验结果

在进行分散比较时，使用的分散方法是超声波分散法和添加分散剂两种方法，这两种方法是目前该领域应用较多的，并且能够用于检测和生产。在实际实验过程中，要注意控制上述数据的精确度，包括料液的浓度，超声波的频率、试剂的浓度等，这些数据对碳化硅晶须和碳化硅颗粒的分散性能研究，起着很重要的作用，稍有不慎，就容易导致较大的实验误差，影响科学判断。

2.2.1 超声波分散试验

在实际实验中发现，提高超声波的频率，就会导致初始的分散率提高。逐渐降低超声波的频率，初始的分散率也开始呈现下降趋势，不过所耗费的分散时间增加。综合时间与分散效果双重因素，对于一般的分散实验使用25kHz的频率，是比较合适的。

2.2.2 料液浓度对超声波分散效果的影响

料液的浓度不同，会碎分散率产生非常直接的影响，实验数据证明，如果料液的浓度小于0.5%的情况下，使用超声波进行分散，起到的分散效果非常好，并且料液的分散状态能够持续较长的时间。不过，如果使用浓度较高的料液，在实际实验时，料液浓度达到10%的情况下，超声波对料液的分散效果就会变得比较差。因此，在实际进行超声波分散时，使用料液的浓度应该控制在0.5%以内，这样可以取得较好的分散效果。

2.2.3 分散剂筛选试验

进行分散剂筛选试验时，需要使用配置溶液。这种配置溶液的成分包含六偏磷酸钠、水玻璃、木质素碱式盐、分散剂MF和分散剂BM，这些试剂混合之后配置成1%的溶液。选取取碳化硅10g配制成浓度为2%的样品料液5份，将这些样品加入上述配置溶液中，放入烧杯中，之后进行搅拌，按照每分钟300转的频率搅拌10分钟。在搅拌后将样品取出来，进行观察。通过观察对比，使用六偏磷酸钠进行分散时，溶液的分离效果，分散持续时间都是比较好的，这就证明了使用该试剂的合理性。

2.2.4 六偏磷酸钠用量和料液浓度试验

六偏磷酸钠作为试剂进行分散实验时，要做好试剂用量的控制。在实验过程中，我们发现如果使用的分散剂较少，即＜5kg/t时，观察料液的分散情况，得出的结论是分散率相对较低。如果增大分散剂用量，将其增大至5kg/t以上，再进行实验观察分析，在这种状态下，分散率得到了比较明显的提升，起分离状态的持续时间也延长了不少。

由以上的实验可以看出，5kg/t就是试剂用量的一个临界点。在保证其他实验条件不变的情况下，通过改变的试剂的用量和浓度，能够对碳化硅晶须与碳化硅颗粒的分离率产生明显的影响。因此，在实际实验过程中，要注意合理控制料液的浓度，确保实验的合理，这样才能更加真实的检测出碳化硅晶须和碳化硅颗粒的分散性能。

3 结语

（1）通过对碳化硅晶须和碳化硅颗粒的物理和化学性质的比较可知，由于它们形态的差异导致了动电位和零电点的不同。（2）超声波分散法对碳化硅晶须和碳化硅颗粒的分散效果较好，但料液浓度相对较低，仅为0.5%时分散效果较好，因此超声波分散法只适用于样品测试处理。（3）工业生产可以采用添加分散剂的方法，在料液浓度2%时添加5kg/t的六偏磷酸钠分散效果较显著。

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