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研究生: 劉仁傑
論文名稱: 化學修飾對奈米氧化鋁在有機溶劑中分散性質的影響
Dispersion of nano-sized r-alumina powder in organic solvents
指導教授: 簡朝和
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 材料科學工程學系
Materials Science and Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 37
中文關鍵詞: 氧化鋁分散奈米
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  • 本研究主要探討不同分散方法(包括超音波震盪法及兩種化學改質法)對奈米氧化鋁-正辛烷懸浮液分散性質的影響。實驗中我們利用流變行為、吸附曲線、吸收光譜和穿透式電子顯微鏡等方法,比較由三種分散法處理所得到之氧化鋁懸浮液的分散性質;結果顯示由化學改質法所獲得之懸浮液的分散穩定性遠高於超音波震盪法。此外,本實驗亦藉由溶解度常數(solubility product)、溶解因子(solubility parameter)、溫度及DLVO理論,分析和探討分散劑―油酸(oleic acid)在不同分散方法中對氧化鋁粉體的吸附以及分散機制。


    目 錄 摘要 I 目錄 II 表目錄 IV 圖目錄 V 1. 前言 1 2. 實驗流程 3 2.1 材料 3 2.2 懸浮液的配製 3 2.3 沉降和流變實驗 4 2.4 吸附曲線的量測 5 2.5 FT-IR、UV-Vis及TEM的觀察 5 3. 結果 6 3.1 化學表面改質方法 6 3.2 有機酸的影響 8 3.3 溶劑的影響 8 3.4 溫度的影響 9 4. 討論 11 4.1 化學表面改質方法 11 4.2 溶解度積常數的影響 13 4.3 溶解因子的影響 13 4.4 穩定機制 14 5. 結論 19 6. 參考文獻 20 表 目 錄 表一 選用不同有機酸類改質氧化鋁粉末,將改質後粉末分散至正辛烷中,比較其分散特性 23 表二 選用油酸利用方法III改質,將改質後粉末分散至不同有機溶劑中,比較其分散性質 24 表三 利用方法II、III在不同溫度下改質氧化鋁粉末,將改質後粉末分散至正辛烷中比較其分散特性 25 圖 目 錄 圖一 不同方法配製5vol%氧化鋁在正辛烷中有機懸浮液的流變曲線。其中方法II、III是在90℃下進行化學改質 26 圖二 利用不同方法配製不同體積濃度氧化鋁在正辛烷有機懸浮液,比較在固定剪切速率黏度值的結果。其中方法II、III是在90℃下進行化學改質 27 圖三 利用油酸和不同方法改質後氧化鋁粉末表面油酸的吸附曲線。方法II、III是在90℃下進行化學改質 28 圖四 利用油酸和不同方法(b)方法I、(c)方法II、(d)方法III,改質後氧化鋁的FT-IR圖譜。其中(a)為純氧化鋁(e)為純油酸的FT-IR圖譜 29 圖五 (a)純氧化鋁、以及利用不同方法(b)方法I、(c)方法II、(d)方法III,改質後氧化鋁的TEM照片 30 圖六 利用方法III在(b)90℃、(c)50℃、(d)25℃下,以及方法II在(e)90℃、(f)50℃、(g)25℃下改質後氧化鋁的FT-IR圖譜。其中(a)為純氧化鋁而(h)為純油酸的FT-IR圖譜 31 圖七 根據圖六FT-IR結果,計算不同溫度下Q值的比較圖 32 圖八 利用方法II在(d)90、(e)50、(f)25℃和方法III在(a)90、(b)50、(c)25℃下改質氧化鋁粉末,改質後氧化鋁表面油酸吸附量的吸附曲線 33 圖九 不同溫度下添加HCl中和油酸根離子水溶液在可見光區穿透度的變化 34 圖十 利用方法III在不同溫度下改質氧化鋁粉末的TEM照片,其中(a) 90、(b) 50 和(c) 25℃ 35 圖十一 方法III在90℃下改質後氧化鋁在正辛烷中清洗前後的TEM照片。(a)清洗前(b)清洗後 36 圖十二 氧化鋁有機分散系統的位能曲線(I),其中(VA)為凡得瓦吸引力、(VR)為立體障礙效應及(VT)系統整體的位能曲線。耗乏效應所造成的位能曲線為(II)圖所示。其中圖(I)中的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分別選用油酸吸附層厚度5nm、4nm、3nm、2nm、1nm來計算有機分散系統的位能曲線 37

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