抑制AlN粉末的水解處理主要是借助化學(xué)鍵或物理吸附作用在AlN顆粒表面涂覆一種物質(zhì),使之與水隔離,從而避免其水解反應(yīng)的發(fā)生。抑制水解處理的方法主要有:表面化學(xué)改性和表面物理包覆。
表面化學(xué)改性是指通過(guò)化學(xué)方法,使AlN顆粒與表面改性劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而在AlN顆粒表面形成保護(hù)層,使其表面鈍化來(lái)改善AlN的表面性能。AlN粉末表面化學(xué)改性的方法主要有:偶聯(lián)劑改性、偶聯(lián)接枝共聚改性、表面氧化改性、表面活性劑改性。
偶聯(lián)劑改性是粒子表面與偶聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)偶聯(lián)反應(yīng),兩組分之間除了范德華力、氫鍵或配位鍵相互作用外,還有離子鍵或共價(jià)鍵的結(jié)合。偶聯(lián)劑分子必須具備兩種基團(tuán),一種與無(wú)機(jī)物粒子表面或制備納米粒子的前驅(qū)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。另一種(有機(jī)官能團(tuán))與有機(jī)物基體具有反應(yīng)性或相容性。硅烷偶聯(lián)劑是應(yīng)用最廣泛的偶聯(lián)劑之一,其通式為RSiX3,R為有機(jī)基團(tuán),X為某些易于水解的基團(tuán)。覆蓋在AlN顆粒表面的羥基能與硅烷偶聯(lián)劑的X基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),在硅烷與AlN基體之間形成Al十Si共價(jià)鍵,有效地改善了AlN粉末抗水解性能。偶聯(lián)接枝共聚改性是首先用偶聯(lián)劑對(duì)AlN表面處理,然后用聚合物之間進(jìn)行接枝共聚。所謂接枝共聚是指在聚合物成分存在下,使一定的單體聚合,在主干聚合物上將分支聚合物成分通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合上一種分枝的反應(yīng)。接枝共聚物通常在反應(yīng)性的大分子存在下,將單體進(jìn)行自由基、離子加成或開(kāi)環(huán)聚合得到。表面氧化改性是指通過(guò)研磨和熱處理,使AlN顆粒表面發(fā)生氧化,形成Al2O3保護(hù)膜,可提高AlN粉末的抗水解能力。表面活性劑一般都是由親水基和疏水基組成,通過(guò)使其親水基吸附在AlN顆粒的表面,疏水基伸向溶劑產(chǎn)生空間位阻效應(yīng),阻止AlN顆粒與水接觸,從而可提高AlN顆粒的抗水解能力。
在AlN粉末懸浮液中加入改性劑,通過(guò)機(jī)械攪拌在AlN粉末的表面形成涂覆層,包覆物與AlN顆粒表面無(wú)化學(xué)反應(yīng),而是依靠吸附作用或范德華力連接。利用物質(zhì)易升華性,通過(guò)加熱,使之升華,然后凝聚沉積在AlN顆粒的表面,提高AlN粉末的抗水解能力。如利用SiO(s)固體粉末的易升華性對(duì)AlN粉末進(jìn)行改性,在Al2O3坩堝中填充AlN粉末、SiO(s)、碳?xì)趾褪澹郎丶訜崾筍iO(s)升華,在AlN顆粒表面形成保護(hù)層。