CN107573089A - 一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法 - Google Patents
一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107573089A CN107573089A CN201710952983.2A CN201710952983A CN107573089A CN 107573089 A CN107573089 A CN 107573089A CN 201710952983 A CN201710952983 A CN 201710952983A CN 107573089 A CN107573089 A CN 107573089A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene oxide
- silicon nitride
- powder
- preparation
- composite powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法。该方法包括：将Si3N4粉体在双氧水中进行高温表面氧化，将偶联剂水解溶液添加到表面氧化的Si3N4悬浊液中，进行Si3N4表面的接枝改性处理。配制氧化石墨烯水分散液，将Si3N4悬浊液添加到氧化石墨烯水分散液中，超声、静止至包覆粒子全部沉淀，去除上清液、干燥后得到氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体。本发明制备的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体，包覆完整性好，工艺简便，效率高。本发明扩展了氮化硅和氧化石墨烯的应用空间，将氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体添加应用到陶瓷材料中，可使陶瓷材料的机械性能明显提升。
Description
技术领域
本发明属于石墨烯增韧补强陶瓷复合材料技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法。
背景技术
目前，石墨烯增韧补强陶瓷纳米复合材料已取得传统增强相材料无法达到的效果，参见CN106007680A。但是，石墨烯是一种二维蜂窝状碳质新材料，其独特的结构，使其片层之间具有强的吸引力。所以石墨烯在陶瓷基体中的分散问题是制备高性能陶瓷基复合材料的关键。传统的物理分散方法如机械法、超声分散法等不能从根本上消除片层之间的吸引力。化学分散法，过程又比较繁杂，同时还会引入一些杂质，不利于实验条件的控制。因此，要很好地发挥石墨烯增韧补强作用需要解决其分散问题。另一方面，对于陶瓷材料主要包括氧化物(Al2O3、ZrO2等)和氮化物(Si3N4等)两类，其中应用较多的是Al2O3和Si3N4。而Si3N4颗粒表面能较大，也极易产生团聚，影响陶瓷材料的力学性能及综合性能。现有技术解决颗粒分散性问题的一种常见方法是对颗粒物进行表面改性。
氧化石墨烯表面带有羧基、羟基、环氧基等官能团，可用于包覆颗粒材料。制备氧化石墨烯包覆材料首先要对颗粒材料表面改性。目前，硅烷偶联剂对金属氧化物(TiO2、SiO2、Al2O3、ZnO、CeO2等)表面改性研究的较多。由于金属氧化物水解表面含有大量—OH、—COOH等含氧基团，偶联剂分子中的活泼基团(如—Si—OR)水解后与这些含氧基团发生键合，形成强的化学键。关于硅烷偶联剂改性Si3N4、SiC、TiC等非氧化物的不规则片状粒子()的研究较少。由于Si3N4等颗粒表面能较大、易团聚，且表面缺少—OH、—COOH等含氧基团，所以改性前需首先对粒子进行含氧基团的表面接枝处理。现有的表面氧化常用的方法是浓硫酸、硝酸、酸性高锰酸钾溶液、次氯酸溶液做氧化剂，虽然高效但可控性低，对环境带来污染不易批量生产，而且设备要求高工艺过程更加复杂。目前，已报道的改性方法采用甲苯作为溶剂，氮气为保护气体，进行液相反应(参见CN105884377A)；这样效果虽然有改进，但是出现工业化生产存在成本、环保等问题。还有报道指出，以乙醇为溶剂，利用球磨工艺使用硅烷偶联剂接枝改性纳米颗粒粉体，这种方法工艺更加复杂且效率低。迄今为止，尚未见有氧化石墨烯包覆Si3N4颗粒的报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于陶瓷材料的氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体的制备方法。该Si3N4@GO复合粉体分散性好，无团聚，便于应用时添加到陶瓷材料中，起到增韧补强的作用。
本发明通过H2O2水溶液高温氧化Si3N4表面、硅烷偶联剂表面改性Si3N4和氧化石墨烯(GO)包覆Si3N4的方法，利用氧化石墨烯表面带有羧基、羟基、环氧基等官能团，在水中电离带有负电荷，遇到表面被硅烷偶联剂接枝改性的带有正电荷的Si3N4粒子时，能够在静电力作用下进行自组装，较便捷地制得氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体。
术语说明：
氧化石墨烯：简写为GO；
氧化石墨烯包覆氮化硅：简写为Si3N4@GO；
H2O2水溶液：又称双氧水；
室温：具有本领域公知的含义，一般是指25±2℃。
本发明的技术方案如下：
一种氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体的制备方法，包括步骤：
a.将Si3N4粉体加入到双氧水中，使充分分散，然后于温度60～100℃、磁力搅拌条件下氧化处理；制得表面氧化的Si3N4粉体；
b.取步骤a制得的表面氧化的Si3N4粉体分散到水醇混合溶液中，超声分散，之后添加偶联剂水解溶液，偶联剂用量为表面氧化的Si3N4粉体质量的2.5％～10％；继续超声搅拌使混合均匀；升温至60～90℃，调节pH值为8～10，在磁力搅拌下反应2-4小时；得到偶联剂表面改性的Si3N4悬浊液；然后调节所述Si3N4悬浊液pH值为3～5，将得到的酸性Si3N4悬浊液与pH值为8～10的氧化石墨烯水分散液混合，超声搅拌后静置，直至包覆粒子全部沉淀，分离、干燥，获得氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体。
根据本发明优选的，所述表面氧化的Si3N4粉体与氧化石墨烯的质量比为15～35:1～1.5；进一步优选18～30:1；最优选的，表面氧化的Si3N4粉体与氧化石墨烯的质量比为20:1。
根据本发明优选的，所述Si3N4粉体平均粒径为100～200nm；该粒径对于颗粒均匀及包覆完全较为重要。由于氧化石墨烯在分散液中具有片体结构，Si3N4颗粒粒径过大很难实现完全包覆；Si3N4颗粒粒径太小，则表面能较大，粒子之间易团聚，容易出现同时有多个Si3N4团聚粒子被氧化石墨烯包覆在一起的现象，造成包覆后粉体颗粒不均匀。
根据本发明优选的，步骤a中，双氧水溶液浓度为15％～30％质量百分比。采用超声搅拌使Si3N4粉体在双氧水充分分散。
根据本发明优选的，步骤a中，按每升双氧水溶液计，Si3N4粉体的加入量为10～20g/L。进一步优选，对所述Si3N4粉体表面氧化处理的温度为70～90℃。氧化处理时间为15～30min。
根据本发明优选的，步骤a中还包括，在氧化处理结束后，冷却至室温，离心分离，清洗、干燥。制得表面氧化的Si3N4粉体。干燥温度可以采用80-120℃的中温，也可以采用150～300℃的高温。进一步优选的，所述干燥温度为200～250℃，干燥时间为6～10小时。采用高温干燥，有利于Si3N4粉体表面氧化。通过高温干燥缩短干燥时间，进一步提高氧化质量。所述清洗是用蒸馏水离心清洗固体物2～3次；所述干燥是将清洗后的固体物置于干燥箱中干燥。
所述步骤b中，所述表面氧化的Si3N4粉体质量与所述水醇溶液体积之比为1～2g:200～300mL。进一步的,所述水醇溶液为水与无水乙醇体积比1～1.5:1～1.5的溶液。所述超声分散的时间为30～60min。
进一步的,所述步骤b中，所述偶联剂水解溶液是：将偶联剂溶于水醇溶液中，超声搅拌30～60min充分水解。本发明首先将偶联剂用水醇混合溶液水解，使得偶联剂更易于分散。进一步的,以表面氧化的Si3N4粉体质量为100g计，所述偶联剂的质量与所述水醇溶液的体积之比为2.5～10g:50～100mL。所述水醇溶液是水与无水乙醇体积比1～1.5:1～1.5的溶液。
根据本发明优选的，步骤b中，所述偶联剂是硅烷偶联剂，选自3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、N-2(氨乙基)3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH910)或N-2(氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH602)等偶联剂的任意一种。本发明中偶联剂用量较现有技术有明显降低，且反应时间更短。
步骤b中，所述pH值为8～10的氧化石墨烯水分散液可按现有及时制备。本发明优选的，步骤b中，所述氧化石墨烯水分散液按以下方法配制：
将氧化石墨烯(GO)加入蒸馏水中，超声分散，氧化石墨烯分散液浓度为0.3～0.6mg/mL，进一步的,所述超声分散1～2.5h；通过滴加氨水调节氧化石墨烯分散液的pH值＝8～10。使得氧化石墨烯分散液呈负电性。本发明发现，用氨水调节pH能使氧化石墨烯表面电位能增强。
进一步优选的,所述步骤b中，所述偶联剂质量为表面氧化的Si3N4用量的4～6％；调节悬浊液pH为8.5～9.5，反应温度为75～85℃；进行偶联剂对表面氧化的Si3N4表面接枝改性反应。
进一步优选的,所述步骤b中，所述调节pH值为3～5是滴加质量分数10～15％的稀盐酸调节。本发明通过调节偶联剂表面改性的Si3N4悬浊液呈酸性，提高Si3N4悬浊液正电位能。
进一步优选的,所述步骤b中，将酸性Si3N4悬浊液与pH值为8～10的氧化石墨烯水分散液混合，超声搅拌30～60min。
进一步优选的,所述步骤b中，所述分离、干燥是，去除上清液，将所得沉淀物置于真空干燥箱中，60～80℃真空干燥。优选干燥时间10～12小时。
进一步优选的,所述步骤b的反应在三口烧瓶中水浴磁力搅拌下进行。
由于本发明偶联剂添加量少，改性效果好，本发明直接将改性处理的Si3N4复合粉体悬浊液添加到氧化石墨烯分散液中，步骤简便，包覆效果好。如偶联剂添加量过少，Si3N4颗粒表面不能完全被偶联剂接枝改性，颗粒包覆不完全，包覆率低；当偶联剂添加量过大，高浓度偶联剂水解后发生缩合，大的偶联剂团聚体的表面活性降低，接枝在颗粒表面的偶联剂量减少，致使包覆率下降。因此本发明优选的2.5％～10％较为适宜。最优选的，偶联剂添加量为表面氧化的Si3N4用量的4-6％。
本发明制备的Si3N4@GO复合粉体，用于陶瓷材料的增韧补强。
本发明的技术特点及有益效果：
1、本发明解决现有技术对Si3N4粒子表面改性中产生的可控性低、环境污染等问题，通过用双氧水表面高温氧化赋予Si3N4粒子优异的表面特性。由于Si3N4颗粒多是片层状不规则结构，表面能较大易团聚且表面缺少含氧基团等，为颗粒的表面包覆和改性增加了技术难题。改性前首先用双氧水对Si3N4粉体进行表面氧化处理，克服了现有技术氧化方法可控性低操作复杂、易引入杂质、环保等问题。本发明应用一定浓度的双氧水高温处理Si3N4颗粒，操作简单，用时少，效率高且不会引入杂质。
2、目前硅烷偶联剂改性颗粒表面时，采用甲苯作为溶剂，进行液相反应，这样工业化生产存在成本、环保等问题。本发明应用水醇混合溶液作为溶剂，相比现有技术更加高效，经济实用，便于工业生产。
3、本发明利用氧化石墨烯表面带有羧基、羟基、环氧基等官能团，在水中电离带有负电荷，遇到表面被接枝改性偶联剂的Si3N4粒子时因表面带有正电荷，能够在静电力推动下发生自组装行为。本发明直接将分散好的氧化石墨烯溶液和偶联剂改性后的氮化硅悬浊液混合实现包覆制备，更加高效。而且粉体包覆效果好，成本低廉。所得Si3N4@GO复合粉体通过透射电镜观察，包覆完整，无氧化石墨烯团聚现象，分散性好。如图2、图3所示4、本发明成功制备了Si3N4@GO复合粉体，改变了Si3N4粒子的表面特性，赋予Si3N4粒子优异的表面特性。为石墨烯在材料中的分散提供一种新的途径，为包覆Si3N4材料增加了一种新的品种，拓展了Si3N4粉体的应用空间。本发明制备的Si3N4@GO复合粉体分散性好，无团聚，便于应用时向陶瓷材料中添加，不会对其制备陶瓷材料的性能带来不利影响。
5、通过将Si3N4@GO复合粉体添加到陶瓷基体中，一是可以更加均匀的实现氧化石墨烯在基体内的分布，避免氧化石墨烯团聚现象对陶瓷材料带来的缺陷。第二可以避免氧化石墨烯在平行于陶瓷基体热压方向的层状分布，避免了各向异性的现象。第三可以很好的起到增韧补强的效果；可大幅度提高陶瓷材料的断裂韧性，耐磨性能。
6、本发明工艺设备简单，操作简便，安全性高。
附图说明
图1为KH550-Si3N4，Si3N4和KH550的红外光谱图。
图2为实施例2制备的Si3N4@GO复合粉体样品的TEM照片。
图3为实施例2制备的Si3N4@GO复合粉体样品的高倍TEM照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步说明。但不限于此。
实施例1：
氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体的制备方法，步骤如下：
(1)称取平均粒径为100nm的原料Si3N4粉体2g，加入200mL浓度为15％的双氧水溶液，磁力搅拌，升温至70℃，反应15min。冷却至室温，离心分离，并用蒸馏水清洗2～3次，置于干燥箱中200℃高温干燥6个小时，获得表面氧化的Si3N4粉体。
(2)配制3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)硅烷偶联剂溶液：硅烷偶联剂用量为0.05g，滴加到50mL无水乙醇:蒸馏水＝1:1体积比的溶液中，超声水解30min备用。
(3)取步骤(1)制备的表面氧化的Si3N4粉体2g，置于200mL无水乙醇:蒸馏水＝1:1体积比的溶液中超声搅拌1h，将(2)中配制的3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)硅烷偶联剂溶液添加到氮化硅悬浊液中，然后用质量分数为10％的氨水溶液调节pH值为8，置于带回流装置的三口烧瓶中，磁力搅拌，加热温度到70℃，反应2h，滴加质量分数10％的稀盐酸溶液，调节体系pH至3，得酸性Si3N4悬浊液。
(4)称取80mg氧化石墨烯(GO)置于200mL蒸馏水中(浓度为0.4mg/mL)超声2h，用质量分数为10％的氨水调节pH值为8。得氧化石墨烯水分散液。
(5)将步骤(3)的酸性Si3N4悬浊液在超声搅拌条件下与步骤(4)的氧化石墨烯水分散液混合，超声搅拌30min，静置、沉淀，去除上清液，置于真空干燥箱中，60℃真空干燥12小时，干燥后得到Si3N4@GO复合粉体。
本实施例获得的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体为深灰色。通过透射电镜观察，Si3N4@GO为氧化石墨烯包覆单个Si3N4颗粒，且包覆完整，无氧化石墨烯团聚现象，分散性好。Si3N4@GO颗粒平均粒径为106nm，包覆在Si3N4颗粒表面的氧化石墨烯包覆层厚度在2～4nm左右，包覆效果良好。
实施例2：
氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体的制备方法，步骤如下：
(1)称取平均粒径为200nm的原料Si3N4粉体2g，加入200mL浓度为20％的双氧水溶液，磁力搅拌，升温至80℃，反应20min。冷却至室温，离心分离，并用蒸馏水清洗2～3次，置于干燥箱中220℃高温干燥8个小时，获得表面氧化的Si3N4粉体。
(2)配制3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)硅烷偶联剂溶液，硅烷偶联剂用量为0.1g，滴加到80mL无水乙醇:蒸馏水＝1:1体积比的溶液中，超声水解40min备用。
(3)取步骤(1)制备的表面氧化的Si3N4粉体2g，置于200mL无水乙醇:蒸馏水＝1:1体积比的溶液中超声搅拌0.5h，将(2)中配制的3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)硅烷偶联剂溶液添加到氮化硅悬浊液中，然后用质量分数为10％的氨水溶液调节pH值为9，置于带回流装置的三口烧瓶中，磁力搅拌，加热温度到80℃，反应3h，滴加质量分数10％的稀盐酸溶液，调节体系pH至4。得酸性Si3N4悬浊液。
(4)称取100mg氧化石墨烯(GO)置于200mL蒸馏水中(浓度为0.5mg/mL)超声1.5h，用质量分数为10％的氨水调节pH值到9。得氧化石墨烯水分散液。
(5)将步骤(3)的酸性Si3N4悬浊液超声搅拌条件下与步骤(4)的氧化石墨烯水分散液混合，超声搅拌40min，静置、沉淀，去除上清液，置于真空干燥箱中，70℃真空干燥12小时，干燥后得到Si3N4@GO复合粉体。
本实施例获得的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体为深灰色。通过透射电镜观察，Si3N4@GO为氧化石墨烯包覆单个Si3N4颗粒，且包覆完整，无氧化石墨烯团聚现象，分散性好。Si3N4@GO颗粒平均粒径为208nm，包覆在Si3N4颗粒表面的氧化石墨烯包覆层厚度在3～5nm左右，包覆效果最佳。所得产品透射电镜图如图2和图3所示。
实施例3：
氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体的制备方法，步骤如下：
(1)称取平均粒径为200nm的原料Si3N4粉体2g，加入200mL浓度为30％的双氧水溶液，磁力搅拌，升温至90℃，反应30min。冷却至室温，离心分离，并用蒸馏水清洗2～3次，置于干燥箱中250℃高温干燥10个小时获得表面氧化的Si3N4粉体。
(2)配制N-2(氨乙基)3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH910)硅烷偶联剂溶液，硅烷偶联剂用量为0.2g，滴加到100mL无水乙醇:蒸馏水＝1:1体积比的溶液中，超声水解50min备用。
(3)取步骤(1)制备的表面氧化的Si3N4粉体2g，置于300mL无水乙醇:蒸馏水＝1:1体积比的溶液中超声搅拌1h，将(2)中配制的N-2(氨乙基)3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH910)硅烷偶联剂溶液添加到氮化硅悬浊液中，然后用质量分数为10％的氨水溶液调节PH值为10，置于带回流装置的三口烧瓶中，磁力搅拌，加热温度到90℃，反应4h，滴加质量分数10％的稀盐酸溶液，调节体系pH至5。获得酸性Si3N4悬浊液。
(4)称取110mg氧化石墨烯(GO)置于200mL蒸馏水中(浓度为0.55mg/mL)超声1h，用质量分数为10％的氨水调节pH值到10。获得氧化石墨烯水分散液。
(5)将步骤(3)的酸性Si3N4悬浊液超声搅拌条件下与步骤(4)的氧化石墨烯水分散液混合，超声搅拌50min，静置、沉淀，去除上清液，置于真空干燥箱中，80℃真空干燥12小时，干燥后得到Si3N4@GO复合粉体。
本实施例获得的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体颜色为深灰色。通过透射电镜观察，Si3N4@GO为氧化石墨烯包覆单个Si3N4颗粒，且包覆完整，无氧化石墨烯团聚现象，分散性好。Si3N4@GO颗粒平均粒径为210nm，包覆在Si3N4颗粒表面的氧化石墨烯包覆层厚度在4～6nm左右，包覆效果良好。
应用例：Si3N4@GO增韧Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷材料
将本实施例2制备的Si3N4@GO复合粉体添加到Al2O3/Ti(C,N)陶瓷基体中。
Si3N4@GO增韧Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷材料，原料组分的质量百分比为：Si3N4@GO 10.5％，Ti(C,N)15％，MgO 0.5％，Y2O3 0.2％，其余为Al2O3。
MgO和Y2O3平均粒径为1～3μm，A12O3平均粒径为300～350nm；Ti(C,N)平均粒径为100～120nm，其C:N为7:3。按现有技术经热压烧结制备(烧结温度为1600℃,保温时间为25min,压力为25MP,升温速率为20℃/min)。
所制得的Si3N4@GO增韧Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷材料经过切割、粗磨、精磨、研磨和抛光后进行力学性能测试，其中力学性能包括维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度。其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为21.3GPa、7.8MPa·m1/2和712MPa。
对比例:GO增韧Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷材料
将实施例2步骤(4)同等工艺分散的GO添加到Al2O3/Ti(C,N)陶瓷基体中。
GO增韧Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷材料，原料组分的质量百分比为：GO 0.5％，Ti(C,N)15％，MgO 0.5％，Y2O3 0.2％，其余为Al2O3。
MgO和Y2O3平均粒径为1～3μm，A12O3平均粒径为300～350nm；Ti(C,N)平均粒径为100～120nm，其C:N为7:3。按现有技术经热压烧结制备(烧结温度为1600℃,保温时间为25min,压力为25MP,升温速率为20℃/min)。
所制得的GO增韧Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷材料经过切割、粗磨、精磨、研磨和抛光后进行力学性能测试，其中力学性能包括维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度。其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为19.2GPa、6.5MPa·m1/2和630MPa。
Claims (10)
1.一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法,包括步骤:
a.将Si3N4粉体加入到双氧水中，使充分分散，然后于温度60～100℃、磁力搅拌条件下氧化处理；制得表面氧化的Si3N4粉体；
b.取步骤a制得的表面氧化的Si3N4粉体分散到水醇混合溶液中，超声分散，之后添加偶联剂水解溶液，偶联剂用量为表面氧化的Si3N4粉体质量的2.5％～10％；继续超声搅拌使混合均匀；升温至60～90℃，调节pH值为8～10，在磁力搅拌下反应2-4小时；得到偶联剂表面改性的Si3N4悬浊液；然后调节所述Si3N4悬浊液pH值为3～5，将得到的酸性Si3N4悬浊液与pH值为8～10的氧化石墨烯水分散液混合，超声搅拌后静置，直至包覆粒子全部沉淀，分离、干燥，获得氧化石墨烯包覆氮化硅(Si3N4@GO)复合粉体。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于步骤a中，所述Si3N4粉体平均粒径为100～200nm；优选的，按每升双氧水计，Si3N4粉体的加入量为10～20g/L。
3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于步骤a中，对所述Si3N4粉体表面氧化处理的温度为70～90℃。
4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于步骤a中还包括，在氧化处理结束后，冷却至室温，离心分离，清洗，干燥；优选的，Si3N4粉体干燥时的温度为200～250℃。
5.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于步骤b中，所述表面氧化的Si3N4粉体质量与所述水醇溶液体积之比为1～2g:200～300mL；优选的,所述水醇溶液是水与无水乙醇体积比1～1.5:1～1.5的溶液。
6.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于,步骤b中所述偶联剂水解溶液是：将偶联剂溶于水醇溶液中，超声搅拌30～60min充分水解；优选的,以表面氧化的Si3N4粉体质量为100g计，所述偶联剂的质量与所述水醇溶液的体积之比为2.5～10g:50～100mL。
7.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于,所述氧化石墨烯水分散液按以下方法配制：
将氧化石墨烯(GO)加入蒸馏水中，超声分散，氧化石墨烯分散液浓度为0.3～0.6mg/mL；滴加氨水调节氧化石墨烯分散液的pH值＝8～10。
8.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于,步骤b中，所述偶联剂质量为表面氧化的Si3N4用量的4～6％；优选的，调节悬浊液pH为8.5～9.5，反应温度为75～85℃。
9.根据权利要求1所述的氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法，其特征在于,步骤b中，所述表面氧化的Si3N4粉体与氧化石墨烯的质量比为15～35:1～1.5；最优选的，表面氧化的Si3N4粉体与氧化石墨烯的质量比为20:1。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制备氧化石墨烯包覆Si3N4复合粉体，用于陶瓷材料增韧补强。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710952983.2A CN107573089A (zh) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法 |
| PCT/CN2017/118231 WO2019071839A1 (zh) | 2017-10-13 | 2017-12-25 | 氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体、其制备与应用及Al2O3基陶瓷刀具材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710952983.2A CN107573089A (zh) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107573089A true CN107573089A (zh) | 2018-01-12 |
Family
ID=61037466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710952983.2A Pending CN107573089A (zh) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107573089A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109678471A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 齐鲁工业大学 | WB2与氧化石墨烯自组装包覆Si3N4协同强韧化的陶瓷刀具材料及其制备方法 |
| KR20200046255A (ko) * | 2018-10-24 | 2020-05-07 | 한국세라믹기술원 | 고방열성 질화규소 기판의 제조방법 |
| CN111557498A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-21 | 康业(江苏)医疗科技有限公司 | 一种含香防护口罩 |
| CN113563723A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-10-29 | 深圳市富发世纪科技有限公司 | 导电硅胶及其制备方法和一种硅胶按键 |
| KR102361553B1 (ko) * | 2020-11-18 | 2022-02-14 | 주식회사 케이비엘러먼트 | 그래핀 코팅된 무기 입자의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 그래핀 코팅된 무기 입자 |
| CN114335520A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-12 | 杭州阳名新能源设备科技有限公司 | 一种新型氮化物高储能密度负极材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102343239A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-02-08 | 四川大学 | 氧化石墨烯或石墨烯/无机粒子核/壳材料及其制备方法 |
| CN104610780A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-05-13 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种碳化硅颗粒的改性方法 |
-
2017
- 2017-10-13 CN CN201710952983.2A patent/CN107573089A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102343239A (zh) * | 2011-05-20 | 2012-02-08 | 四川大学 | 氧化石墨烯或石墨烯/无机粒子核/壳材料及其制备方法 |
| CN104610780A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-05-13 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种碳化硅颗粒的改性方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200046255A (ko) * | 2018-10-24 | 2020-05-07 | 한국세라믹기술원 | 고방열성 질화규소 기판의 제조방법 |
| KR102172600B1 (ko) * | 2018-10-24 | 2020-11-03 | 한국세라믹기술원 | 고방열성 질화규소 기판의 제조방법 |
| CN109678471A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 齐鲁工业大学 | WB2与氧化石墨烯自组装包覆Si3N4协同强韧化的陶瓷刀具材料及其制备方法 |
| CN109678471B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-06-01 | 齐鲁工业大学 | WB2与氧化石墨烯自组装包覆Si3N4协同强韧化的陶瓷刀具材料及其制备方法 |
| CN111557498A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-21 | 康业(江苏)医疗科技有限公司 | 一种含香防护口罩 |
| KR102361553B1 (ko) * | 2020-11-18 | 2022-02-14 | 주식회사 케이비엘러먼트 | 그래핀 코팅된 무기 입자의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 그래핀 코팅된 무기 입자 |
| CN113563723A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-10-29 | 深圳市富发世纪科技有限公司 | 导电硅胶及其制备方法和一种硅胶按键 |
| CN114335520A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-12 | 杭州阳名新能源设备科技有限公司 | 一种新型氮化物高储能密度负极材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107573089A (zh) | 一种氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体的制备方法 | |
| CN107353017B (zh) | 一种石墨烯包覆氧化铝陶瓷粉体及其制备方法与应用 | |
| CN108641288B (zh) | 一种纳米氧化锆/环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN101851308B (zh) | 聚氯乙烯和二氧化硅组成的纳米复合材料的原位悬浮聚合制备方法及其产品 | |
| CN111171607B (zh) | 一种制备亲水性炭黑的方法、亲水性炭黑及其应用 | |
| CN105523550B (zh) | 一种利用圆盘式气流粉碎机制备石墨烯微片的方法 | |
| CN107619263A (zh) | 一种添加氧化石墨烯包覆Si3N4复合粉体的Al2O3基陶瓷刀具材料及其制备方法 | |
| JP2020097515A (ja) | サブミクロンシリコン微粉末の表面改質の方法 | |
| Guo et al. | Dispersion of nano-TiN powder in aqueous media | |
| CN109678471B (zh) | WB2与氧化石墨烯自组装包覆Si3N4协同强韧化的陶瓷刀具材料及其制备方法 | |
| CN105886829A (zh) | 一种石墨烯增强铜基复合材料及其制备方法 | |
| CN106433221B (zh) | 一种单层硅酸盐改性的超细重质碳酸钙及其制备方法 | |
| CN111484050B (zh) | 一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法 | |
| Fan et al. | Grinding effect of sodium silicate on muscovite and its mechanism analysis | |
| CN102219534A (zh) | 一种制备纳米氧化物浆体的方法 | |
| CN108192143B (zh) | 一种用做橡胶填料的碳纳米管的改性方法 | |
| CN111748220A (zh) | 一种基于化学改性实现对纳米二氧化硅表面润湿性的调控方法 | |
| WO2019071839A1 (zh) | 氧化石墨烯包覆氮化硅复合粉体、其制备与应用及Al2O3基陶瓷刀具材料 | |
| CN114289133B (zh) | 一种层状黏土矿物的纳米化处理方法 | |
| CN109897245A (zh) | 一种含碳纳米管的胎面用丁苯橡胶组合物的制备方法 | |
| CN103864084A (zh) | 超细硅烷表面接枝高岭石粉体的制备方法 | |
| CN108455570A (zh) | 功能化短碳纳米管的制备方法、功能化短碳纳米管及其应用 | |
| CN113233517A (zh) | 一种单层/少层二维过渡金属氧化物纳米材料水性分散液及其制备方法 | |
| CN102351179B (zh) | 一种真空气凝胶碳化工艺制备纳米wc粉的工艺 | |
| CN110484204A (zh) | 一种高白度负离子粉的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180112 |