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超细粉体表面包覆处理的10种方法
2021.08.30
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  超细粉体通常是指粒径在微米级或纳 米级的粒子。和大块常规材料相比具有更大比表面积、表面活 性及更高的表面能,因而表现出优异的光、热、电、磁、催化等性能。超细粉体作为一种功能材料近些年得到人们的广泛研究,并在国民经济发展各领域得到越来越广泛的应用。


  超细粉体表面包覆的方法介绍:


  1、固相反应法:


  把几种金属盐或金属氧化物按配方充分混合、研磨,再进行煅烧,经固相反应直接得到超细包覆粉。


  2、水热法:


  在高温高压的密闭体系中以水为媒介,得到常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境,使反应前驱体得到充分的溶解,并达到一定的过饱和度,从而形成生长基元,进而成核、结晶制得复合粉体。


  水热法的 性有:合成的核−壳型纳 米粉体纯度高,粒度分布窄,晶粒组分和形态可控,晶粒发育完整,团聚程度轻,制得的产品壳层致密均匀,制备的纳 米粉体不需要后期的晶化热处理。


  3、溶胶−凝胶法:


  将改性剂前驱体溶于水形成均匀溶液,溶质与溶剂经水解或醇解反应得到改性剂(或其前驱体)溶胶;再将经过预处理的被包覆颗粒与溶胶均匀混合,使颗粒均匀分散于溶胶中,溶胶经处理转变为凝胶,在高温下煅烧得到外表面包覆有改性剂的粉体,从而实现粉体的表面改性。


  溶胶−凝胶法制备的包覆复合粒子具有纯度高、化学均匀性好、颗粒细小、粒径分布窄等优点,且该技术操作容易、设备简单,能在较低温度下制备各种功能材料,在磁性复合材料、发光复合材料、催化复合材料和传感器制备等方面获得了较好的应用。


  4、沉淀法:


  向含有粉体颗粒的溶液中加入沉淀剂,或者加入可以引发反应体系中沉淀剂生成的物质,使改性离子发生沉淀反应,在颗粒表面析出,从而对颗粒进行包覆。


  沉淀反应包覆往往是在纳米粒子表面包覆无机氧化物,可以便捷地控制体系中的金属离子浓度以及沉淀剂的释放速度和剂量,特别适合对微纳 米粉体进行无机改性剂包覆。


  5、微乳液包覆法:


   先通过W/O(油包水)型微乳液提供的微小水核来制备需要包覆的超细粉体,然后通过微乳聚合对粉体进行包覆改性。


  微乳液法制备纳 米材料具有以下特点:(1)粒径分布窄且较易控制;(2)由于粒子表面包覆一层(或几层)表面活 性剂分子,不易聚结,得到的有 机溶胶稳定性好,可较长时间放置;(3)在常压下进行反应,反应温度较温和,装置简单,易于实现。


  6、非均匀形核法:


  根据结晶过程理论,利用改性剂微粒在被包覆颗粒基体上的非均匀形核与生长来形成包覆层。该方法可以精 确控制包覆层的厚度及化学组分。


  非均匀形核包覆中,改性剂的质量浓度介于非均匀形核临界浓度与临界饱和浓度之间,所以非均匀形核法包覆是一种发生在非均匀形核临界浓度与均相成核临界浓度之间的沉淀包覆。


  7、化学镀法:


  指不外加电流而用化学法进行金属沉淀的过程,有置换法、接触镀法和还原法三种。化学镀法主要用于陶瓷粉体表面包覆金属或复合涂层,实现陶瓷与金属的均匀混合,从而制备金属陶瓷复合材料。


  其实质是镀液中的金属离子在催化作用下被还原剂还原成金属粒子沉积在粉体表面,是一种自动催化氧化−还原反应过程,因此可以获得一定厚度的金属镀层,且镀层厚度均匀、孔隙率低。


  8、超临界流体法:


  在超临界情况下,降低压力可以导致过饱和的产生,而且可达到高过饱和速率,使固体溶质从超临界溶液中结晶出来。


  由于结晶过程是在准均匀介质中进行的,能够得到更准确的控制。因此,从超临界溶液中进行固体沉积是一种很有前途的新技术,能够产生平均粒径很小的细微粒子,而且还可控制其粒度分布。


  9、化学气相沉积法:


  在相当高的温度下,混合气体与基体的表面相互作用,使混合气体中的某些成分分 解,并在基体上形成一种金属或化合物的包覆层。它一般包括3个步骤:产生挥发性物质;将挥发性物质输送到沉淀区;与基体发生化学反应生成固态产物。


  10、高能 量法:


  利用红外线、紫外线、γ射线、电晕放电、等离子体等对纳 米颗粒进行包覆的方法,统称高能 量法。高能 量法常常是利用一些具有活 性官能团的物质在高能粒子作用下实现在纳 米颗粒的表面包覆。


  综上所述,通过对超细粉体进行一定的表面包覆,使颗粒表面获得新的物理、化学及其他新的功能,从而大大改 善了粒子的分散性及与其他物质的相容性。表面包覆技术有 效地解决了超细粉体团聚这一难题。


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