超细粉体的制备方法
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液相法制备超细粉体的原理及特点一、超细粉体材料任何固态物质都有一定的形状,占有相应空间,即具有一定的大小尺寸。
我们通常所说的粉末或细颗粒,一般是指大小为1毫米以下的固态物质。
当固态颗粒的粒径在0.1μm一10μm之间时称为微细颗粒,或称为亚超细颗粒,空气中漂浮的尘埃,多数属于这个范围。
超细粉通常是指粒径为1 ~100nm的微粒子,其处于微观粒子和宏观物体之间的过渡状态。
由于极细的晶粒大量处于晶界和晶粒内,缺陷的中心原子以及其本身具有的量子体积效应、量子尺寸效应、表面效应,介电限域效应和宏观量子隧道效应,使超细粉体材料在光、电、磁等方面表现出其他材料所不具备的特性,是重要的高科技的结构和功能材料,因而受到极大的关注,目前在冶金、化工、轻工、电子、航天、医学和生物工程等领域有着广泛的应用。
目前,超细粉的研究主要有制备、微观结构、宏观性能和应用等四个方面,其中超细粉的制备技术是关键,因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。
二、液相法制备的主要特征(1)可将各种反应的物质溶于液体中,可以精确控制各组分的含量,并实现了原子、分子水平的精确混合。
(2)容易添加微量有效成分,可制成多种成分的均一粉体。
(3)合成的粉体表面活性好。
(4)容易控制颗粒的形状和粒径。
(5)工业化生产成本较低。
(6)液相法可分为物理法和化学法三、超细粉体的液相制备方法制备纳米粉体的液相方法主要有液相沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
(一)沉淀法沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂,使得原料液中的阳离子形成各种形式的沉淀物,然后再经过虑、洗涤、干燥,有时还需加热分解等工艺过程制得纳米粉体的方法。
沉淀法具有设备简单、工艺过程易控制、易于商业化等优点,能制取数十纳米的超细粉。
沉淀法可分为共沉淀法、直接沉淀法、均匀沉淀法和水解法等。
1、共沉淀法在混合的金属盐溶液中加入合适的沉淀剂,由于解离的离子是以均一相存在于溶液中,经反应后可以得到各种成分具有均一相的沉淀,再进行热分解得到高纯超细粉体。
6种常见的超细粉碎工艺流程,你的粉体适合哪一种机械法超细粉碎工艺一般是指制备粒度分布d9710m的粉体的粉碎和分级工艺,分为干法和湿法。
目前工业上采纳的超细粉碎单元作业(即一段超细粉碎)有以下几种工艺流程:1、开路流程一般扁平或盘式、循环管式等气流磨因具有自行分级功能,常采纳这种开路工艺流程。
另外,间歇式超细粉碎也常采纳这种流程:这种工艺流程的优点是工艺简单。
但是,对于不具备自行分级功能的超细粉碎机,由于这种工艺流程中没有设置分级机,不能适时地分出合格的超细粉体产品,因此,一般产品的粒度分布范围较宽。
2、闭路流程其特点是分级机与超细粉碎机构成超细粉碎—精细分级闭路系统。
一般球磨机、搅拌磨、高速机械冲击式磨机、振动磨等的连续粉碎作业常采纳这种工艺流程。
其优点是能适时地分出合格的超细粉体产品,因此,可以减细小细颗粒的团聚和提超群细粉碎作业效率。
3、带预先分级的开路流程其特点是物料在进入超细粉碎机之前先经分级,细粒级物料直接作为超细粉体产品。
粗粒级物料再进入超细粉碎机粉碎。
当给料中含有较多的合格粒级超细粉体时,采纳这种工艺流程可以减轻粉碎机的负荷,降低单位超细粉产品的能耗。
提高作业效率。
4、带预先分级的闭路流程这种组合作业不仅有助于提高粉碎效率和降低单位产品能耗,还可以掌控产品的粒度分布。
这种工艺流程还可简化为只设l台分级机,即将预先分级和检查分级合片用同一台分级机。
5、带最后分级的开路流程这种粉碎上艺流程的特点是可以在粉碎机后设置1台或多台分级机,从而得到两种以上不同细度及粒度分布的产品。
6、带预先分级和最后分级的开路流程这种工艺流程实质不仅可以预光分别出合格细粒级产品以减轻粉碎机的负荷,而且后设的最后分级设备可以得到两种以上不同细度及粒度分布的产品。
7、超细粉碎段数的确定在粉碎方式上,超细粉碎工艺可分为干式(一段或多段)粉碎、湿式(一段或多段)粉碎、干湿组合式多段粉碎等3种。
粉碎的段数重要取决于原材料的粒度和要求的产品细度。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状引言:超细粉体制备技术是一门研究如何制备具有纳米级颗粒尺寸的粉体材料的学科。
该技术在各个领域都具有重要的应用价值,例如材料科学、化学工程和环境科学等。
本文将探讨超细粉体制备技术的研究内容及其发展现状。
一、超细粉体制备技术的研究内容1. 材料选择:超细粉体制备技术要求选择适合的原料,如金属、陶瓷或聚合物等,并考虑其物理化学性质以及制备过程中的相互作用。
2. 制备方法:超细粉体的制备方法包括物理法、化学法和物化法等。
物理法主要有磨碎法、气雾法和凝胶法等;化学法主要有溶胶凝胶法、水热法和溶剂热法等;物化法则是将物理法和化学法相结合,如高能球磨法和溶胶冻胶法等。
3. 控制参数:超细粉体的制备过程中,需要控制一系列参数,如反应温度、反应时间、溶液浓度和溶剂选择等。
这些参数的调节将直接影响到粉体颗粒的尺寸和形貌。
4. 表征分析:制备好的超细粉体需要进行表征分析,如粒径分布、比表面积、晶体结构和形貌等。
常用的表征方法包括扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和比表面积测定等。
二、超细粉体制备技术的发展现状1. 研究热点:超细粉体制备技术的研究热点主要集中在以下几个方面:- 纳米材料的制备方法优化:研究人员不断改进传统的制备方法,提高制备效率和控制颗粒尺寸的精度。
- 纳米材料的表征手段研究:随着纳米材料的制备技术的发展,对其表征手段的研究也日益重要,以满足对纳米材料粒径和形貌等更准确的表征需求。
- 新型超细粉体的应用研究:超细粉体在材料科学、医学和环境保护等领域具有广泛的应用前景,研究人员正积极探索新型超细粉体的应用潜力。
2. 发展趋势:- 多学科交叉:超细粉体制备技术的研究已经从单一的材料学领域扩展到了化学、物理、生物等多个学科领域的交叉研究,这将进一步推动超细粉体制备技术的发展。
- 绿色制备:随着环境问题的日益突出,研究人员正致力于开发绿色制备方法,以减少对环境的影响。
- 自组装技术:自组装技术是一种通过物体自身的相互作用实现组装的方法,近年来在超细粉体制备中得到了广泛应用。
一种超细鳞片石墨粉体及其制备方法与流程
超细鳞片石墨粉体是一种具有较小颗粒尺寸和优良石墨片层结构的粉体材料。
其制备方法与流程如下:
1. 原料准备:选择高纯度的天然石墨矿石作为原料,并进行破碎、磨粉等预处理工序。
2. 氧化处理:将石墨粉末进行氧化处理,常用的方法包括酸处理(如硫酸、硝酸)或氧化剂处理(如高温氧化、漂白剂处理)等,以去除杂质和表面污染物,并增加石墨表面的活性官能团。
3. 助剂添加:在氧化处理后,向石墨粉末中添加适量的助剂,常用的助剂包括分散剂、表面活性剂等,可增加粉末的分散性和稳定性。
4. 碾磨处理:将经氧化处理和助剂添加的石墨粉末进行碾磨处理,常用的碾磨设备包括球磨机、超声波破碎机等,以进一步破碎粉末颗粒并使其分散均匀。
5. 分级处理:经碾磨处理后的石墨粉末进行粒度分级处理,常用的分级设备包括筛分机、空气分级机等,以得到所需颗粒大小的超细鳞片石墨粉末。
6. 干燥:将分级后的石墨粉末进行干燥处理,通常采用加热干燥或真空干燥等方法,以去除水分和其他溶剂。
7. 粉末调整:根据实际需要,对石墨粉末的表面性质进行调整,
常用的方法包括化学改性、物理修饰等,以提高其分散性和增加其应用范围。
以上为一种常见的超细鳞片石墨粉体的制备方法和流程。
实际操作中,根据具体需求和材料特性,可以进行相应的改进和调整。
液相法制备超细粉体摘要:本文介绍了液相法制备超细粉体的原理及特点,简介超细粉体的液相制备方法,并举实例-使用涂布方法在PET上涂消影层。
关键词:超细粉体;液相法;涂布引言超细粉体,是指粒径在微米级到纳米级的一系列超细材料。
按照我国矿物加工行业的共识,将超细粉体定义为粒径100%小于30um的粉体。
按照粒度的不同,超细粉体通常分为:微米级(粒径1~30um)、亚微米级(粒径1~0.1μm)和纳米级(0.001~0.1um)。
由于粒径的大幅减小,超细粉体表现出了块状材料所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧穿效应,因而在热、光、磁、化、力等性能上有较大差异。
超细粉体所具有的这些特异性能使之在汽车、化工、复合材料、生物工程和医学等领域获得广泛应用。
目前,超细粉的研究主要有制备、微观结构、宏观性能和应用等四个方面,其中超细粉的制备技术是关键,因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。
1超细粉体的制备方法超细粉体的制备通常有物理和化学两种方法,物理方法中又划分为干法和湿法两种,化学方法中又分为固相法、液相法和气相法。
其中固相法分为机械粉碎法、超声波粉碎法、热分解法、爆炸法等,气相法分为真空蒸发法、气相化学反应法、等离子体法、激光法等,液相法分为沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、喷雾热分解法、乳化液法、高分子聚合法等。
本文主要介绍液相法相关内容。
2超细粉体的制备方法2.1沉淀法沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂,使得原料液中的阳离子形成各种形式的沉淀物,然后再经过虑、洗涤、干燥,有时还需加热分解等工艺过程制得纳米粉体的方法。
沉淀法具有设备简单、工艺过程易控制、易于商业化等优点,能制取数十纳米的超细粉。
沉淀法可分为共沉淀法、直接沉淀法、均匀沉淀法和水解法等。
2.1.1共沉淀法在混合的金属盐溶液中加入合适的沉淀剂,由于解离的离子是以均一相存在于溶液中,经反应后可以得到各种成分具有均一相的沉淀,再进行热分解得到高纯超细粉体。
氧化锆超细粉体的制备方法
氧化锆超细粉体的制备方法可以有以下几种:
1. 氢氧化锆热分解法:将氢氧化锆在高温条件下进行热分解,生成氧化锆超细粉体。
该方法可以通过调控热处理的温度、时间和气氛来控制粉体的粒径和形貌。
2. 氧化锆溶胶凝胶法:将氧化锆前驱物(如氯化锆、硝酸锆等)溶解在适量的溶剂中,并加入适当的表面活性剂和稳定剂,通过控制pH值、温度和反应时间,使溶液形成稳定的胶体溶胶。
接着将胶体溶胶进行热处理,去除溶剂,得到氧化锆超细粉体。
3. 水热法:将氧化锆前驱物溶解在水或有机溶剂中,加入适当的表面活性剂和稳定剂,并在高温高压条件下进行水热反应。
通过控制反应温度、时间和溶液成分,可以制备出具有较小粒径和均匀分布的氧化锆超细粉体。
4. 气相沉积法:将氧化锆前驱物溶解在适量的溶剂中,并通过气相沉积技术,在高温下将气相中的氧化锆蒸汽转变为固相,从而得到氧化锆超细粉体。
这种方法可以获得较小的粒径和较高的纯度。
总之,制备氧化锆超细粉体的方法有很多种,具体选择哪种方法需要根据实际需求和条件来决定。
溶胶凝胶法制备高纯超细氧化铝粉体工艺的研究溶胶凝胶法是一种常用的制备高纯超细氧化铝粉体的方法。
本文将从溶胶制备、凝胶形成、热处理和粉体性能等方面进行研究,以探究溶胶凝胶法制备高纯超细氧化铝粉体的工艺。
一、溶胶制备溶胶制备是溶胶凝胶法的第一步,也是制备高纯超细氧化铝粉体的关键步骤。
常用的溶胶制备方法有水解法、酸解法和碱解法等。
其中,水解法是最常用的方法。
水解法的步骤如下:1. 选择合适的铝源,如硝酸铝、氯化铝等。
2. 将铝源溶解在适量的溶剂中,如水、乙醇等。
3. 在溶液中加入适量的酸或碱,以调节溶液的pH值。
4. 在适当的温度下搅拌溶液,使铝源充分溶解。
二、凝胶形成凝胶形成是溶胶凝胶法的第二步,也是制备高纯超细氧化铝粉体的关键步骤。
凝胶形成的过程是由于溶液中的铝离子与水分子发生水解反应,生成氢氧化铝凝胶。
凝胶形成的步骤如下:1. 将溶液转移到适当的容器中,如玻璃瓶。
2. 在适当的温度下静置溶液,使凝胶逐渐形成。
3. 控制凝胶形成的速度,以获得均匀的凝胶。
三、热处理热处理是溶胶凝胶法的第三步,也是制备高纯超细氧化铝粉体的关键步骤。
热处理的目的是将凝胶转化为氧化铝粉体,并获得所需的粒径和形貌。
热处理的步骤如下:1. 将凝胶转移到适当的容器中,如烧杯。
2. 将容器放入热处理设备中,如电炉。
3. 控制热处理的温度和时间,以获得所需的氧化铝粉体。
四、粉体性能粉体性能是评价溶胶凝胶法制备高纯超细氧化铝粉体的重要指标。
常用的粉体性能测试方法有粒径分析、比表面积测定、形貌观察等。
粉体性能的主要影响因素有溶胶制备条件、凝胶形成条件和热处理条件等。
通过优化这些条件,可以获得高纯超细氧化铝粉体。
总结:溶胶凝胶法是一种制备高纯超细氧化铝粉体的有效方法。
通过溶胶制备、凝胶形成、热处理和粉体性能等方面的研究,可以优化制备工艺,获得高纯超细氧化铝粉体。
未来的研究可以进一步探索溶胶凝胶法的机理,提高制备效率和粉体性能。
液相法制备超细粉体的原理及特点一、超细粉体材料任何固态物质都有一定的形状,占有相应空间,即具有一定的大小尺寸。
我们通常所说的粉末或细颗粒,一般是指大小为1毫米以下的固态物质。
当固态颗粒的粒径在0.1μm一10μm之间时称为微细颗粒,或称为亚超细颗粒,空气中漂浮的尘埃,多数属于这个范围。
超细粉通常是指粒径为1 ~100nm的微粒子,其处于微观粒子和宏观物体之间的过渡状态。
由于极细的晶粒大量处于晶界和晶粒内,缺陷的中心原子以及其本身具有的量子体积效应、量子尺寸效应、表面效应,介电限域效应和宏观量子隧道效应,使超细粉体材料在光、电、磁等方面表现出其他材料所不具备的特性,是重要的高科技的结构和功能材料,因而受到极大的关注,目前在冶金、化工、轻工、电子、航天、医学和生物工程等领域有着广泛的应用。
目前,超细粉的研究主要有制备、微观结构、宏观性能和应用等四个方面,其中超细粉的制备技术是关键,因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。
二、液相法制备的主要特征(1)可将各种反应的物质溶于液体中,可以精确控制各组分的含量,并实现了原子、分子水平的精确混合。
(2)容易添加微量有效成分,可制成多种成分的均一粉体。
(3)合成的粉体表面活性好。
(4)容易控制颗粒的形状和粒径。
(5)工业化生产成本较低。
(6)液相法可分为物理法和化学法三、超细粉体的液相制备方法制备纳米粉体的液相方法主要有液相沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
(一)沉淀法沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂,使得原料液中的阳离子形成各种形式的沉淀物,然后再经过虑、洗涤、干燥,有时还需加热分解等工艺过程制得纳米粉体的方法。
沉淀法具有设备简单、工艺过程易控制、易于商业化等优点,能制取数十纳米的超细粉。
特种超细粉体制备技术及应用内容摘要:介绍了超细粉体在国民经济各领域的应用,研究了各种超细粉体的制备技术、分级技术及设备的性能特点,分析了国内外相关技术,对超细粉体技术今后的发展和研究方向提出了建议。
关键词:超细粉碎;制备;分级引言:特种超细粉体是指在军事、航空航天、电子、信息、舰船、生物工程及基因工程等领域急需的一些特殊超细粉体。
超细粉体技术被国内外科技界称之为跨世纪的高新技术。
此书内容涉及目前在军工、航空航天、电子对抗、医药、生物工程等领域所采用的各种特殊超细粉体的制备技术及其在各领域的实际应用和意义。
1.特种超细粉体制备方法1.气流粉碎机气流粉碎机又称流能磨或喷射磨,由高压气体通过喷射嘴产生的喷射气流产生的巨大动能,使颗粒相互碰撞、冲击、摩擦、剪切而实现超细粉碎。
粉碎出的产品粒度细,且分布较集中;颗粒表面光滑,形状完整;纯度高,活性大,分散性好。
目前超细粉碎机有很多的机型,其中流化床式气流粉碎机是其效率最高的。
其工作原理为物料进入粉碎室,超音速喷射流在下部形成向心逆喷射流场,在压差作用下,使磨底物料流态化,被加速的物料在多喷嘴的交汇点汇合,产生剧烈的冲击碰撞,摩擦而粉碎,被粉碎的细粉随气流一起运动至上部的涡轮分级机处,在离心力作用下,将符合细度要求的微粉排出。
其优点是粉碎效率高,能耗低,磨损极小,可用于高硬度物料的粉碎,产品粒度窄等。
1.机械冲击式粉碎机冲击式粉碎机已经有很长的历史了,其利用围绕水平或垂直柱高速旋转的回转体,对物料进行强烈的冲击,使之于固定体或颗粒间冲击碰撞,以较强大的力量使颗粒粉碎。
冲击式粉碎机可分为涡轮式、气流涡旋式、内分级式粉碎机等。
市场上还有与一般粉碎机不同的高速涡流粉碎机,它不只是利用冲击力和剪断力等单纯粉碎力进行粉碎,还利用叶片背面产生的无数超声波涡流,以及由此产生的高频压力的振动作用将物料粉碎,在一定条件下粘性和弹性物料也能被粉碎。
在粉碎作业中原料的温度上升很少,因而对热敏性物质也可进行粉碎。
粉体的合成制备方法发展状况如今,粉体的合成制备经过多年的发展,制备合成方法已经变得各种各样按理论也可分为物理和化学方法等纳米粒子的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。
1.物理方法(1)真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体,然后骤冷。
其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。
2)物理粉碎法通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。
其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
(3)机械球磨法采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。
其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
2. 化学方法(1)气相沉积法利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。
其特点产品纯度高,粒度分布窄。
(2)沉淀法把沉淀剂加入到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料。
其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备氧化物。
(3)水热合成法高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。
其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。
(4)溶胶凝胶法金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低温热处理而生成纳米粒子。
其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制备。
(5)微乳液法两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。
其特点粒子的单分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备。
按照反应物的相可分为三类气相合成法,固相合成法和液相合成法。
一、气相合成法(1)电阻加热法是通过电阻加热来实现气相粉体制备的方法,典型工艺如蒸发冷凝工艺及化学气相沉积工艺。
前者可制备多种金属纳米粉体;后者可制备氧化物粉体,也可制备氮化物和碳化物等非氧化物粉体。
(2)电子束加热法同样有蒸发冷凝和CVD两种工艺,只是以电子束加热。
该法是从制模工艺发展而来,为避免形成薄膜材料,采用流动油面积。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状随着科学技术的不断发展,超细粉体制备技术在材料科学、化学工业、医药领域等方面扮演着越来越重要的角色。
超细粉体具有较大的比表面积、高活性和特殊的物理化学性质,因此广泛应用于催化剂、涂料、电子材料等领域。
本文将着重介绍超细粉体制备技术的研究内容以及目前的发展现状。
超细粉体制备技术的研究内容主要包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要有机械法、凝胶法、气相法等;化学方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等。
这些方法各有特点,可以根据需要选择合适的方法进行制备。
物理方法中的机械法是一种常用的制备超细粉体的方法。
通过机械力的作用,将原料粉体不断粉碎,直至达到所需的颗粒尺寸。
常用的机械法有球磨法、高能球磨法等。
机械法制备的超细粉体具有颗粒尺寸均匀、形状规则等特点,但制备过程中能量消耗较大,易产生热量,需要进行冷却。
凝胶法是一种通过凝胶的形成来制备超细粉体的方法。
主要包括溶胶-凝胶法和反应凝胶法。
溶胶-凝胶法是将溶液中的金属离子通过溶胶聚合到凝胶颗粒上,形成胶体颗粒,经过干燥后得到超细粉体。
反应凝胶法是将溶液中的金属离子与还原剂发生反应,生成凝胶颗粒,再经过煅烧得到超细粉体。
凝胶法制备的超细粉体具有颗粒尺寸可调、分散性好等特点,但制备过程中需要控制溶胶的形成和凝胶的稳定性。
气相法是通过气相反应制备超细粉体的方法。
主要有气溶胶法和气相沉积法。
气溶胶法是将溶胶颗粒悬浮在气体中,通过气体的传输和控制,使溶胶颗粒在气相中聚集成为超细粉体。
气相沉积法是将气体中的原料分子在高温条件下反应生成超细粉体,然后通过凝聚机制使其沉积到基底上。
气相法制备的超细粉体具有纯度高、颗粒尺寸可调等特点,但制备过程中需要控制气体流动和温度条件。
在超细粉体制备技术的发展现状方面,近年来,随着纳米科技的兴起,纳米粉体的研究得到了广泛关注。
纳米粉体是指粒径小于100纳米的超细粉体。
纳米粉体具有更大的比表面积和更高的活性,表现出与传统材料不同的物理化学性质。
超超细粉体是现代高技术的起点,是新材料的基础。
超细粉体以其独特的性质,在现代工业中占有举足轻重的地位。
对于超细粉体的粒度界限,目前尚无完全一致的说法。
各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别,对超细粉体的粒度有不同的划分,例如日本将超细粉体的粒度定为0.1μm以下。
最近国外有些学者将100μm~1μm的粒级划分为超细粉体,并根据所用设备不同,分为一级至三级超细粉体。
对于矿物加工来说,我国学者通常将粒径小于10μm的粉体物料称为“超细粉体”。
超细粉体的研究始于上世纪60年代,但较全面的研究则是从上世纪80年代开始。
早在上世纪80年代初期,日本已将超细粉体的研究列为材料科学与工程领域的四大研究任务之一,并组织一批科学家对其性质、制备方法及应用等方面进行协作开发研究,美国、前苏联、法国、德国在超细粉体的应用方面也取得了较丰硕的成果。
我国对超细粉体的研究虽然起步较晚, 上世纪80年代后期才开始比较系统的研制开发。
但近几年形成了研究热潮,近年来也取得一定的成效,特别是一些大学和研究所在理论研究和实验室规模及中试水平上有了较大进展。
但总的来说,我国在这一领域与世界先进水平相比仍有一定差距。
超细粉体将随着研究的深入和应用领域的扩大而愈来愈显示其巨大的威力。
§1超细粉体的特性与应用1.1超细粉体的特性根据聚集状态的不同,物质可分为稳态、非稳态和亚稳态。
通常块状物质是稳定的;粒度在2nm左右的颗粒是不稳定的,在高倍电镜下观察其结构是处于不停的变化;而粒度在微米级左右的粉末都处于亚稳态。
超细粉体表面能的增加,使其性质发生一系列变化,产生超细粉体的“表面效应”;超细粉体单个粒子体积小,原子数少,其性质与含“无限”多个原子的块状物质不同,产生超细粉体的“体积效应”,这些效应引起了超细粉体的独特性质。
目前,对超细粉体的特性还没有完全了解,已经比较清楚的特性可归纳为以下几点。
(1)比表面积大。
由于超细粉体的粒度较小,所以其比表面积相应增大,表面能也增加。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状超细粉体制备技术是一种重要的材料制备技术,其应用范围广泛,包括电子、化工、冶金、建筑等领域。
超细粉体的制备技术研究已经成为材料科学领域的热点之一。
本文将介绍超细粉体制备技术的内容及发展现状。
超细粉体制备技术是指将普通粉体通过物理或化学方法加工处理,使其粒径小于100纳米的技术。
超细粉体具有较高的比表面积和较好的物理、化学性能,因此在材料科学领域有着广泛的应用。
超细粉体制备技术主要包括物理法、化学法和生物法三种。
物理法是指通过机械力、热力、光力等物理手段将普通粉体加工成超细粉体。
其中,机械法是最常用的一种方法,包括球磨法、高能球磨法、振动球磨法等。
这些方法通过机械力的作用,使粉体颗粒之间发生碰撞、摩擦和剪切等作用,从而使粒径减小。
热力法则是通过高温处理使粉体颗粒发生熔融、蒸发和氧化等反应,从而使粒径减小。
光力法则是通过激光束的作用使粉体颗粒发生熔融、蒸发和氧化等反应,从而使粒径减小。
化学法是指通过化学反应将普通粉体加工成超细粉体。
其中,溶胶-凝胶法是最常用的一种方法,该方法通过溶胶的形成和凝胶的形成使粉体颗粒减小。
其他化学法还包括气相法、水相法等。
生物法是指通过生物体内的生物反应将普通粉体加工成超细粉体。
其中,微生物法是最常用的一种方法,该方法通过微生物的代谢作用将普通粉体加工成超细粉体。
目前,超细粉体制备技术已经得到了广泛的应用。
在电子领域,超细粉体可以用于制备高性能的电子元器件;在化工领域,超细粉体可以用于制备高性能的催化剂和吸附剂;在冶金领域,超细粉体可以用于制备高性能的金属材料;在建筑领域,超细粉体可以用于制备高性能的水泥和混凝土等。
总之,超细粉体制备技术是一种重要的材料制备技术,其应用范围广泛。
随着科技的不断进步,超细粉体制备技术也将不断发展,为各个领域的材料科学研究提供更好的支持。
溶胶凝胶法制备无机超细粉体摘要:无机超细粉体以其独特的性质引起了人们的广泛关注,主要可以通过一些化学和物理方法进行制备,本文介绍了各种制备方法,并重点说明了用溶胶凝胶法制备无机超细粉体。
关键词:超细粉体;溶胶凝胶;液相法;冷冻干燥Synthesis Inorganic Ultrafineby powder Sol-Gel MethodAbstract:It caused the people's extensive concern with Synthesis Inorganic Ultrafineby powder unique properties,and it can be synthesized mainly through some physical and chemical methods, this paper introduces the preparation of different preparation methods, and focuses on the instructions with sol-gel.Key words: Ultrafineby powder; sol-gel; Liquid-phase; Freeze-drying;1 前言时下,无机超细粉体的制备技术引起了人们的极大关注。
通常,人们将粒子直径≤1um的高纯超细粉体称为无机超细粉体。
无机超细粉体是现代高技术的起点、是新材料的基础。
它以其独特的性质,在现代工业中占有举足轻重的地位。
然而一些传统的制备技术已不能满足工业发展的需要,人们不断寻求高效率低成本的制备技术。
溶胶-凝胶法的原理,是易水解的金属无机盐或金属醇盐化合物在某种熔剂中与水发生反应,经过水解与缩聚过程逐渐凝胶化,再经干燥、烧结等后处理得到超细粉末。
避免了微粒的过度生长以及在液相中团聚,因此可获得纳米级微粒,并且粒度分布很窄,并且各组分在液相中可实现均匀混合,可对微量组分做精确控制。
液相法制备超细粉体的原理及特点一、超细粉体材料任何固态物质都有一定的形状,占有相应空间,即具有一定的大小尺寸。
我们通常所说的粉末或细颗粒,一般是指大小为1毫米以下的固态物质。
当固态颗粒的粒径在0.1μm一10μm之间时称为微细颗粒,或称为亚超细颗粒,空气中漂浮的尘埃,多数属于这个范围。
超细粉通常是指粒径为1 ~100nm的微粒子,其处于微观粒子和宏观物体之间的过渡状态。
由于极细的晶粒大量处于晶界和晶粒内,缺陷的中心原子以及其本身具有的量子体积效应、量子尺寸效应、表面效应,介电限域效应和宏观量子隧道效应,使超细粉体材料在光、电、磁等方面表现出其他材料所不具备的特性,是重要的高科技的结构和功能材料,因而受到极大的关注,目前在冶金、化工、轻工、电子、航天、医学和生物工程等领域有着广泛的应用。
目前,超细粉的研究主要有制备、微观结构、宏观性能和应用等四个方面,其中超细粉的制备技术是关键,因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。
二、液相法制备的主要特征(1)可将各种反应的物质溶于液体中,可以精确控制各组分的含量,并实现了原子、分子水平的精确混合。
(2)容易添加微量有效成分,可制成多种成分的均一粉体。
(3)合成的粉体表面活性好。
(4)容易控制颗粒的形状和粒径。
(5)工业化生产成本较低。
(6)液相法可分为物理法和化学法三、超细粉体的液相制备方法制备纳米粉体的液相方法主要有液相沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
(一)沉淀法沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂,使得原料液中的阳离子形成各种形式的沉淀物,然后再经过虑、洗涤、干燥,有时还需加热分解等工艺过程制得纳米粉体的方法。
沉淀法具有设备简单、工艺过程易控制、易于商业化等优点,能制取数十纳米的超细粉。
沉淀法可分为共沉淀法、直接沉淀法、均匀沉淀法和水解法等。
1、共沉淀法在混合的金属盐溶液中加入合适的沉淀剂,由于解离的离子是以均一相存在于溶液中,经反应后可以得到各种成分具有均一相的沉淀,再进行热分解得到高纯超细粉体。
超细氧化铝粉体制备方法概述摘要:超细氧化铝粉体的制备方法制备通常使用无机盐、金属醇盐为原料,用气相法或液相法合成,现对相关合成方法、存在的优缺点进行介绍关键词:超细氧化铝;合成方法;α-Al2O3超细氧化铝,亦称纳米氧化铝,通常泛指粒径约在50-500纳米范围内的氧化铝粉体,其属于微观粒子与宏观物体的过渡区域,与一般氧化铝相比,显著特点是具有表面效应和体积效应。
超细氧化铝在催化材料、功能材料、复合材料、光学材料、精细陶瓷材料及冶金和医学生物方面有着广阔的应用前景。
目前超细氧化铝粉体的制备方法制备通常使用无机盐、金属醇盐为原料,用气相法或液相法合成,现对相关合成方法进行介绍。
1.气相反应法气相反应法是通过等离子体、激光、电子束或电弧等方式加热将物质变成气体,使之在气体状态下发生化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成超细粉。
1.1 激光诱导气相沉积法(LICVD法)激光诱导气相沉积(Laser Induced Chemical Vapor Deposition)法是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收而产生热解或化学反应,经成核生长形成超细粉末。
整个过程实质上是一个热化学反应和晶粒成核与生长过程。
LICVD法通常采用二氧化碳激光器,加热速度快,高温驻留时间短,冷却迅速,因此可获得粒径小于10nm的均匀纳米粉体。
如G.P. Johnston等[1]利用LICVD法合成了粒度为5~10nm的球形氧化铝粉体;意大利的E. Borseua等[2]用二氧化碳激光加热反应气体得到了粒径为15~20nm 的球形α-Al2O3颗粒。
1.2 等离子体气相合成法(PCVD法)等离子体气相合成(Plasma Chemical Vapor Deposition)法是纳米陶瓷粉体制备的常用方法之一。
它具有反应温度高、升温和冷却速度快的特点,PCVD法又可分为直流电弧等离子法、高频等离子法和复合等离子法。
采用PCVD法可制得粒径为50nm的γ-Al2O3[3];粒径为20 -40nm的δ-Al2O3[4];粒径为5~150nm 的无定形γ-Al2O3。
超细粉体的制备方法
超细粉体的制备方法有很多种,常见的包括以下几种:
1. 气相法:将化学反应产生的气体混合等离子体中,通过物理和化学反应使气态物质转变为粉末。
2. 溶剂法:将所需材料溶于有机溶剂或水中,在适当条件下,将溶液慢慢蒸发干燥,得到超细粉末。
3. 机械法:通过机械剪切、碾磨和冲击等机械力量作用,将粗粉末不断细化。
4. 化学沉淀法:将水溶性物质溶解于水中,在控制pH值的情况下加入化学试剂,产生沉淀物,然后进行干燥和烘烤,得到超细粉末。
5. 等离子体法:将所需材料在大气压下暴露于等离子体中,利用等离子体的热、光、化学反应以及激波力等效应制备超细粉末。
6. 真空喷雾法:将所需材料通过喷雾喷入真空环境中,利用强大的气相冷却作用,使溶液迅速凝固成超细粉末。
7. 物理气相法:通过高功率激光或电弧等方式将金属材料蒸发,形成高温高压等离子体,利用等离子体的力和能量将其制备成超细粉末。