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图1纳米Al2O3粉体的XRD谱图
 

将纳米Al2O3粉体的XRD谱图与标准谱图[4]对比发现，该粉体具有γ-Al2O3的特征峰2θ为67.00°、45.84°、37.59°、39.47°，说明该粉体为γ-Al2O3立方晶系。

2.2分散剂种类与用量的影响

按照分散剂质量与浆料比为1∶100，将分散剂1、2、3、4分别加到质量分数为5%的纳米Al2O3浆料中，制成的浆料进行静置实验，所得如表2所示。

表2分散剂种类对贮存稳定性的影响
 

表2分散剂种类对贮存稳定性的影响
 

由表2可知，静置10天后分水的效果：分散剂1>分散剂4>分散剂2>分散剂3。这说明分散剂1的分散效果最好。分散剂1是一种聚羧酸钠盐特种阴离子型分散剂[5]，这种分散剂分子链上的多羟基结构，可在多点位置和氧化铝表面的羟基结合，这样的吸附结构比其他分散剂形成的结构更为紧密，分散效果最好。分散剂4为聚丙烯酸钠盐，分散剂2为聚磷酸类，分散效果次之，而分散剂3为疏水改性羧酸钠盐，所以效果最差。将分散剂1按照浆料质量的0、0.2%、0.6%、0.8%、1%和1.5%加入，超声分散30min，将制备的浆料置于50℃烘箱加速贮存，2个月后测其吸光度，结果如图2所示。由图2可知，分散剂1在用量为浆料1%时浆料的吸光度达到最大值，表明浆料中粒子浓度最高，则沉降就最少，浆料的分散、悬浮、稳定性最好。分散剂用量在1%时，分散剂能够保证浆料中粒子之间有足够有效的静电排斥和空间位阻稳定作用。当用量不足时，则它对浆料的分散稳定性起不到所需的作用；用量过多，会导致整个分散体系产生气泡或聚凝，稳定性变差。
 

图2分散剂用量对浆料稳定性的影响
 

2.3偶联剂种类与用量的影响

在确定分散剂的类型和用量之后，选用4种不同类型的偶联剂：KH550、KH560、KH570和钛酸酯偶联剂对粉体进行改性，制备质量分数为5%的Al2O3浆料，对比不同类型的偶联剂对浆料稳定性的影响。制成的浆料进行静置实验，所得结果见表3。

 

表3偶联剂种类对贮存稳定性的影响
 

由表3可知，静置20天后分水的效果：钛酸酯偶联剂>KH560>KH550>KH570。这说明钛酸酯的改性效果最好。可能是由于钛酸酯一端烷氧基与Al2O3表面的羟基发生反应，另一端存在3个不易水解的基团，具有立体支撑点的作用[6-7]，起到空间位阻的作用，被钛酸酯化学包覆的Al2O3具有更好的分散稳定性。将偶联剂分别按照浆料质量的0、0.2%、0.6%、0.8%、1%和1.5%加入，将制备的浆料置于50℃烘箱加速贮存，2个月后测其吸光度，结果如图3所示。
 

图3偶联剂用量对浆料稳定性的影响
 

由图3可知，钛酸酯偶联剂在用量为粉体1%时，浆料的吸光度达到最大值，沉降最少，稳定性最好。因为钛酸酯用量在纳米Al2O3粉体质量分数1%以下时，对纳米Al2O3粉体的表面包覆不完全，导致纳米Al2O3粒子在运动过程中发生碰撞而粘结在一起；而添加量超过1%后，浆料中存在较多偶联剂分子，这些分子相互之间容易发生桥连或空缺絮凝，造成体系稳定性下降。

2.4傅里叶红外透过光谱分析

对未经钛酸酯偶联剂包覆的及包覆的纳米Al2O3粉体进行傅里叶红外透过光谱分析，如图4所示。
 

a—未包覆钛酸酯偶联剂；b—包覆钛酸酯偶联剂

图4改性前后氧化铝的红外光谱分析
 

由图4可知，曲线(a)中3466cm-1、1635cm-1分别为—OH的伸缩振动峰和弯曲振动吸收峰，834cm-1、580cm-1为氧化铝的Al—O的振动吸收峰，说明纳米Al2O3粉体表面有羟基。而经过钛酸酯偶联剂处理过的粉体曲线(b)中3489cm-1和1626cm-1分别为结晶水的—OH的伸缩振动峰和弯曲振动吸收峰；1465cm-1为CH2—O的吸收峰；2872cm-1、2962cm-1分别为亚甲基对称伸缩峰和不对称伸缩峰[8]；1383cm-1为P—O的特征吸收峰；1045cm-1为PO3-4的特征吸收峰；红外光谱测试结果表明：Al2O3纳米颗粒表面与钛酸酯偶联剂发生了化学结合[9]。

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