¿Por qué modificar el polvo?

Los polvos inorgánicos poseen superficies hidrófilas y polares, pero presentan escasa compatibilidad con matrices orgánicas (plásticos, caucho, resinas). Su uso directo puede resultar en un rendimiento deficiente, por lo que es necesaria su modificación.
(1) Mejora la dispersibilidad y previene la aglomeración. Los polvos inorgánicos con una gran superficie específica tienden a aglomerarse, lo que puede provocar defectos, una disminución de la resistencia del material y un aspecto deficiente. El polvo modificado se dispersa uniformemente sin formar grumos.
(2) Mejorar la compatibilidad con matrices orgánicas. Las superficies de los polvos son hidrófilas (polares), mientras que los plásticos, el caucho y las resinas son hidrófobos (no polares). La mezcla directa produce una unión interfacial deficiente, similar a la de "arena mezclada con mantequilla". Tras la modificación, la superficie del polvo se vuelve lipofílica y se adhiere firmemente a la resina.
(3) Al mejorar la adhesión interfacial y las propiedades mecánicas, el polvo modificado forma enlaces químicos o una fuerte adsorción con la resina, lo que puede mejorar significativamente la resistencia a la tracción, la resistencia al impacto, la resistencia a la flexión, la dureza, la resistencia al desgaste, etc.
(4) La reducción del valor de absorción de aceite y la mejora de la fluidez del procesamiento del polvo sin modificar pueden provocar un aumento significativo de la viscosidad de la resina, dificultades en el procesamiento e imposibilidad de aumentar la cantidad de relleno añadido. Tras la modificación, el valor de absorción de aceite disminuye, lo que permite un mayor llenado y una reducción de costes.
(5) Mejorar la resistencia a la intemperie, al agua y a la corrosión para reducir la absorción de agua del polvo, mejorar la resistencia al ácido y al álcali del recubrimiento y mejorar la resistencia al envejecimiento y al amarilleamiento del material.
(6) Mejorar el rendimiento eléctrico y térmico, mejorar el aislamiento, mejorar la conductividad térmica (como la modificación de rellenos conductores térmicos) y mejorar la eficiencia ignífuga (hidróxido de magnesio/aluminio).
(7) Mejora el brillo de la superficie, la sensación al tacto y el color; comúnmente se utiliza en recubrimientos y plásticos para hacer que los productos sean más delicados, brillantes y tengan una mejor sensación al tacto.

(8) Para prevenir la oxidación, la autoignición y la reacción del polvo, especialmente en el caso de polvos metálicos (polvo de aluminio, polvo de zinc), la modificación puede prevenir la oxidación y la autoignición, y mejorar la estabilidad de almacenamiento.

¿Qué polvos necesitan ser modificados?

1. Polvos funcionales: dióxido de titanio (dióxido de titanio), óxido de hierro rojo, óxido de hierro amarillo, óxido de hierro marrón, hierro negro, mica nacarada, negro de humo blanco, negro de humo, nanoóxido de zinc, microesferas de vidrio huecas, filamentos de sulfato de calcio, filamentos de carbonato de calcio, silicato de calcio activo, polvo de zinc en escamas, pigmento antioxidante de tripolifosfato de aluminio, etc.
2. Polvos ignífugos: hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, etc.
3. Polvos cerámicos: alúmina, zirconia, nitruro de aluminio, nitruro de silicio, carburo de silicio, titanato de bario, titanato de estroncio, titanato de magnesio, titanato de zinc, cordierita, polvo de olivino de magnesio, etc.
4. Polvos magnéticos: polvo magnético de neodimio, hierro y boro, ferrita de estroncio/ferrita de bario, hierro, silicio y aluminio, polvo de hierro carbonilo y otros polvos magnéticos blandos, nanoóxido de hierro, etc.
5. Materiales de carbono: grafito, polvo de grafeno, polvo de fibra de carbono, nanotubos de carbono, etc.
6. Nuevos polvos energéticos: materiales ternarios, fosfato de hierro y litio, óxido de cobalto y litio, grafito natural/artificial, electrodo negativo a base de silicio, titanato de litio, boehmita, hexafluorofosfato de litio, grafito expandible, borato de zinc, polvo de plata, etc.
7. Polvos metálicos: polvo de aluminio, polvo de zinc, polvo de cobre, polvo de hierro, etc.
8. Ingredientes cosméticos: dióxido de silicio, dióxido de titanio, óxido de zinc, óxido de hierro rojo, óxido de hierro amarillo, óxido de hierro negro, cromo verde, ultramar, violeta de manganeso, hidroxiapatita, etc.
9. Rellenos conductores térmicos: polvo de oro, polvo de plata, polvo de cobre, polvo de estaño, nanocables metálicos, óxido de aluminio, nitruro de boro hexagonal, carburo de silicio, óxido de zinc, nanodiamantes, etc.

SAT NANO es proveedor de polvos cerámicos, incluyendo alúmina, zirconia, nitruro de aluminio, nitruro de silicio y carburo de silicio. Ofrecemos tratamiento superficial para estos productos. La modificación de la superficie es fundamental para mejorar el rendimiento de los polvos cerámicos. En cuanto a los cinco polvos cerámicos que mencionó, propiedades clave como la resistencia, la tenacidad, la dureza y la resistencia a la hidrólisis de los productos cerámicos finales pueden mejorarse significativamente mediante procesos como la modificación con agentes de acoplamiento y el recubrimiento superficial.
A continuación se presenta un resumen de los datos de mejora específicos en términos de propiedades mecánicas y de procesamiento de estos cinco polvos cerámicos después de la modificación de la superficie:

Polvo cerámico	Métodos de modificación de superficies	contenido sólido	Datos mejorados (en comparación con muestras no modificadas)
dióxido de aluminio	Modificación del agente de acoplamiento de silano A151	-	• Dureza: 85,5 HD • Resistencia a la tracción: 52,36 MPa • Resistencia al impacto: 10,12 kJ/m²
	Recubrimiento superficial de un complejo a base de cloruro de aluminio/aluminio.	-	Resistencia mecánica al estampado: aumentó de un máximo de 35 MPa a 51 MPa (un incremento de aproximadamente el 45,7%).
circonio	Modificación del dispersante polimérico KOS110	46,5%	Dureza Vickers: 1814 HV • Tasa de merma: 21,9%
	Microtextura láser + modificación con silano	-	Ángulo de contacto con el agua superficial: desde hidrófilo hasta 159,6° (superhidrofóbico)
nitruro de aluminio	Reacción de esterificación superficial del ácido láurico (AL)	-	Resistencia a la hidrólisis: El polvo modificado se coloca en agua a 40 ℃ durante 72 horas, con un valor de pH estable por debajo de 9 y sin que se produzca ninguna transición de fase.
nitruro de silicio	Recubrimiento de polvo de vidrio de bajo punto de fusión	20%	• Resistencia a la flexión: aumenta hasta un 14,3 %. • Resistencia a la fractura: mejora de hasta un 31,1 %
	Modificación mediante hidroxilación y agente de acoplamiento de silano KH560	50%	Resistencia a la flexión: (407,95 ± 10,50) MPa Tenacidad a la fractura: (4,38 ± 0,45) MPa · m ^ {1/2}
carburo de silicio	Modificación por plasma de microondas (MPM)		Dureza superficial: se redujo significativamente de 37,04 GPa a 4,71 GPa.

Análisis del efecto y mecanismo de modificación

Además del aumento directo de datos, diferentes métodos de modificación también pueden resolver problemas específicos desde una perspectiva mecanicista:

Óxido de aluminio (Al2O3): resistencia y compatibilidad de la interfaz: Al recubrir la superficie con cloruro de aluminio, se rellena eficazmente la estructura porosa de la matriz de óxido de aluminio, aumentando la densidad y, por lo tanto, la resistencia mecánica al estampado de 35 MPa a 51 MPa. Mediante el uso de agentes de acoplamiento de silano para la modificación, se mejora la unión de la interfaz entre la nanoalúmina y la matriz de resina, convirtiéndola en una fase de refuerzo que aumenta significativamente la dureza y la resistencia a la tracción de la resina fotosensible.

Zirconia (ZrO₂) - Alta dureza y funcionalidad: Al modificar el polvo de ZrO₂ con dispersantes poliméricos, se pueden preparar suspensiones para impresión 3D con alto contenido de sólidos y baja viscosidad. Tras la sinterización, la dureza Vickers de la cerámica puede alcanzar los 1814 HV, lo que demuestra excelentes propiedades mecánicas. Además, mediante tratamiento químico láser, se pueden construir micro y nanoestructuras en su superficie e injertar sustancias de baja energía superficial para obtener una superficie superhidrofóbica con un ángulo de contacto de hasta 159,6°, ampliando así sus aplicaciones en autolimpieza y otros campos.

Nitruro de aluminio (AlN) - Estabilidad hidrolítica: El AlN es altamente reactivo con el agua, lo que provoca una disminución de su rendimiento. Al utilizar ácido láurico para la modificación de la superficie, su grupo carboxilo reacciona con el grupo hidroxilo de la superficie del AlN, formando una capa de recubrimiento densa (con un espesor de aproximadamente 12,2-16,1 nm). Esta barrera previene eficazmente la difusión de moléculas de agua, manteniendo el pH del polvo modificado por debajo de 9 incluso después de 72 horas en agua, lo que mejora notablemente su estabilidad durante el almacenamiento y el procesamiento.

nitruro de silicio (Si3N ₄) - Propiedades mecánicas integrales: Mediante la modificación del recubrimiento con polvo de vidrio de bajo punto de fusión, la fase vítrea formada durante la sinterización puede refinar el tamaño de grano, y la tenacidad a la fractura puede incrementarse hasta en un 31,1% a través de un mecanismo de endurecimiento. La modificación con el agente de acoplamiento de silano KH560 puede mejorar la compatibilidad entre el polvo y la resina, reducir la viscosidad de la suspensión y lograr un contenido de sólidos del 50% en volumen. Al mismo tiempo, la resistencia a la flexión después de la sinterización supera los 400 MPa.

carburo de silicio (SiC) - Rendimiento de procesamiento mejorado: La extrema dureza del SiC dificulta su procesamiento. Mediante la modificación con plasma de microondas, se puede generar una capa modificada de SiO2 relativamente blanda en la superficie del SiC, lo que provoca una caída drástica de su dureza superficial de 37,04 GPa a 4,71 GPa, cambiando así el método de eliminación de material de fractura frágil a eliminación plástica, lo que mejora considerablemente la eficiencia y la calidad superficial del pulido posterior (la rugosidad Ra puede alcanzar los 0,31 nm).

A partir de los datos anteriores, se puede observar que los productos con superficie modificada proporcionados por SAT NANO tienen un efecto de aumento significativo. Si tiene alguna consulta, no dude en contactarnos. admin@satnano.com