Surface properties of nanoceramic powders

• Autorzy: Danelska A. , Szafran M.

Warianty tytułu

PL

Właściwosci powierzchniowe nanoproszków ceramicznych

• Konferencja: Composites and Ceramic Materials - Technology, Application and Testing (12 ; 16-18 May 2011 ; Białowieża, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper focuses on selected fragment of nanopowders surface studies made by author. The studies presented consist of viscosity measurements of ceramic slurries and ionic conductivity and pH determination of supernatants obtained by using of nanozirconia suspensions centrifugation. Three different nanozirconia powders were chosen to compare the influence of D-fructose on the viscosity of nano-ZrO2 suspensions. Then the powders were centrifuged with water to leach soluble counter-ions. It was proved that the leaching has a SIGNIFICANT effect on the viscosity of nano-ZrO2 suspension.

PL

Zaawansowana ceramika stawia coraz wyższe wymagania dotyczące jakości stosowanych materiałów. Poza założonym składem chemicznym i ściśle określonymi parametrami morfologicznymi, syntetyczne proszki ceramiczne powinny charakteryzować się odpowiednimi właściwościami powierzchniowymi, które determinują ich zachowanie na różnych etapach procesu ceramicznego. Powierzchnia proszków różni się zarówno pod względem chemicznym jak i fizycznym od ich objętościowej charakterystyki. Szczególnym przypadkiem są tutaj nanoproszki – stan ich rozwiniętej powierzchni ma szczególny wpływ na zachowanie materiału. Właściwości powierzchniowe nanoproszków mają kluczowy wpływ na proces ich formowania, zwłaszcza w metodach wykorzystujących ceramiczne masy lejne. Stan powierzchni znacząco wpływa na oddziaływania międzyziarnowe, oraz na oddziaływania między fazą stałą a fazą ciekłą złożoną z rozpuszczalnika i odpowiednich dodatków. Aby uzyskać stabilną zawiesinę nanoproszku o pożądanych właściwościach reologicznych należy dokładnie poznać powierzchnię materiału, by w razie potrzeby móc zmodyfikować jej niekorzystny wpływ. Jako przykład mogą posłużyć nanoproszki, które zawierają zaadsorbowane na powierzchni resztkowe grupy węglowe będące pozostałością po etapie syntezy. Taka pokryta węglem powierzchnia jest bardziej hydrofobowa i kwasowa, co znacząco wpływa na zachowanie proszku w wodnej zawiesinie. W zależności od tego, co znajduje się na powierzchni proszku, możliwa jest odpowiednia manipulacja jego własciwosciami i zachowaniem w zawiesinach.

Słowa kluczowe

EN

nanopowder; nanozirconia; flocculation; surface; viscosity; ionic conductivity; pH

PL

nanoproszek; nanocyrkon; flokulacja; powierzchnia; lepkość; przewodnictwo jonowe; pH

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 4
• Strony: 1077--1077
• Opis fizyczny: –-1081, Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Danelska A.

autor

Szafran M.

• Inorganic Technology and Ceramics Department, Faculty of Chemistry, Warsaw University of Technology, 00-664 Warszawa, 3 Noakowskiego Str., Poland

Bibliografia

• [1] P. Falkowski, Influence of selected monosaccharides on deflocculation process of nanoceramic powders. PhD Thesis, under the supervision of Professor Mikołaj Szafran, Warsaw University of Technology, Warsaw, 2009.
• [2] P. Falkowski, P. Bednarek, A. Danelska, T. Mizerski, M. Szafran, Application of monosaccharides derivatives in colloidal processing. Journal of European Ceramic Society 30, 2805-2811 (2010).
• [3] A. Danelska, M. Szafran, E. Bobryk, D-fructose in deflocculation process of nano-ZrO2 powders, Archives of Metallurgy and Materials 54, 1029-1034 (2009).
• [4] http://journals.elsevier.com/00396028/surface-science-including-surface-science-letters/aims-and-scope/
• [5] H. C. Zeng, S. Shi, Retention behaviours of carbon-containing species in as-prepared, water-treated, and transition-metal-contaminated ZrO2 gels, Journal of Non-Crystalline Solids 185, 31-40 (1995).
• [6] D. A. Zyuzin, S. V. Cherepanova, E. M. Moroz, E. B. Burgina, V. A. Sadykov, V. G. Kostrovskii, V. A. Matyshak, X-ray, Raman and FTIRS studies of the microstructural evolution of zirconia particles caused by the thermal treatment, Journal of Solid State Chemistry 79, 2965-2971 (2006).
• [7] H. Jensen, A. Soloviev, Z. Li, E. G. Søgaard, XPS and FTIR investigation of the surface properties of different prepared titania nano-powders, Applied Surface Science 246, 239-249 (2005).
• [8] F. Shojai, A. Pettersson, T. A. Mäntylä, J. Rosenholm, Detection of carbon residue on the surface of 3Y-ZrO2 power and its effect on the rheology of the slip, Ceramics International 26, 133-139 (2000).
• [9] P. Mikkola, P. Ylhä, E. Levänen, J. B. Rosenholm, Effect of impurities on dispersion properties of alpha-alumina powder, Ceramics International 30, 291-299 (2004).
• [10] Z. Xie, J. Ma, Q. Xu, Y. Huang, Y.-B. Cheng, Effects of dispersants and soluble counter-ions on aqueous dispersability of nano-sized zirconia powder, Ceramics International 30, 219-224 (2004).
• [11] F. Tang, X. Huang, Y. Zhang, J. Guo, Effects of dispersants on surface chemical properties of nano-zirconia suspensions, Ceramics International 26, 93-97 (2000).
• [12] U. Diebold, The surface science of titanium dioxide, Surface Science Reports 48, 53-229 (2003).
• [13] J. Zhang, F. Ye, J. Sun, D. Jiang, M. Iwasa, Aqueous processing of fine ZrO2 particles, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 254, 199-205 (2005).
• [14] C. Renger, P. Kuschel, A. Kristoffersson, B. Clauss, W. Oppermann, W. Sigmund, Rheology studies on highly filled nano-zirconia suspensions, Journal of the European Ceramic Society 27, 2361-2367 (2007).