超细粉体材料的制备及应用
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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。
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用喷雾热分解法是一种常用的制备超细粉体材料的方法,具有许多特点和广泛的应用。
本文将对喷雾热分解法的特点和应用进行详细解释,并进行扩展描述。
喷雾热分解法是一种通过将溶液喷雾成微细液滴,然后在高温条件下使其热分解形成超细粉体材料的方法。
这种方法具有以下几个特点:1. 粒径可控:喷雾热分解法可以通过调节喷雾器的参数和反应条件来控制溶液的喷雾粒径,从而控制最终产品的粒径大小。
这使得该方法可以制备出粒径均一、分布窄的超细粉体材料。
2. 反应速度快:由于喷雾热分解法在高温条件下进行,溶液中的物质可以迅速分解并形成粉体颗粒。
相比传统的溶胶-凝胶法等制备超细粉体材料的方法,喷雾热分解法的反应速度更快,节省了制备时间。
3. 可扩展性强:喷雾热分解法可以通过调节喷雾器、反应温度、反应时间等参数来控制反应过程,因此具有较强的可扩展性。
可以根据实际需求,进行大规模的超细粉体材料生产。
4. 结构可控性好:喷雾热分解法制备的超细粉体材料的晶体结构和形貌可以通过调节反应条件和添加适当的添加剂来控制。
这使得喷雾热分解法可以制备出具有特定结构和性能的超细粉体材料。
喷雾热分解法在许多领域都有广泛的应用,以下是其中几个典型的应用:1. 催化剂制备:超细粉体材料具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点,因此在催化剂制备中具有重要的应用。
通过喷雾热分解法可以制备出具有高活性和选择性的超细粉体催化剂,用于加快化学反应速率和提高反应选择性。
2. 电子材料制备:超细粉体材料具有优异的电学性能和磁学性能,在电子材料领域具有广泛的应用。
通过喷雾热分解法可以制备具有高纯度和均匀分布的超细粉体材料,用于制备电子元件、电池材料、磁性材料等。
3. 填料制备:超细粉体材料具有较高的填充性能和增强效果,在复合材料中常用作填料。
通过喷雾热分解法可以制备出具有特定形貌和粒径分布的超细粉体材料,用于增强复合材料的力学性能、导热性能等。
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用喷雾热分解法是一种制备超细粉体材料的方法,其特点是制备过程简单、操作灵活、制备的粉体颗粒细小均匀且纯度高。
该方法通过将原料溶液或悬浮液喷雾成微小液滴,然后在高温条件下进行热分解,使液滴中的溶质或悬浮颗粒转化为固态颗粒,最终得到所需的超细粉体材料。
喷雾热分解法的应用十分广泛。
首先,它在纳米材料的制备中具有重要作用。
通过调控喷雾热分解的工艺条件,可以获得不同形态、尺寸和组成的纳米颗粒,如金属纳米颗粒、纳米合金、纳米氧化物等。
这些纳米材料具有独特的物理、化学和生物性质,在催化、光电、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
喷雾热分解法还可以用于制备纳米复合材料。
通过在喷雾热分解过程中引入其他成分,如聚合物、无机相或生物分子等,可以将纳米颗粒与其他材料相结合,形成具有多功能性的纳米复合材料。
这些纳米复合材料在材料科学、能源存储、传感器等领域展示了良好的应用性能。
喷雾热分解法还可用于制备纳米涂层。
通过喷雾热分解技术,可以在基底材料表面均匀地沉积纳米颗粒,形成纳米涂层。
这些纳米涂层具有较大的比表面积和优异的物理化学性质,可用于表面增强拉曼散射(SERS)、防腐蚀、摩擦学等方面。
喷雾热分解法还可用于制备纳米粉末的载体材料。
将所需的活性成分溶解或悬浮于喷雾热分解的载体溶液中,经过热分解后,活性成分会沉积在载体表面,形成纳米颗粒的复合载体。
这种纳米粉末载体材料在医药领域的药物控释、催化剂的负载等方面具有重要应用价值。
喷雾热分解法作为一种制备超细粉体材料的方法,具有制备过程简单、操作灵活、制备的粉体颗粒细小均匀且纯度高的特点。
在纳米材料、纳米复合材料、纳米涂层以及纳米粉末载体材料的制备中得到广泛应用。
随着纳米科技的不断发展,喷雾热分解法在材料制备领域的重要性将进一步凸显。
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。
超细粉体材料第一节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~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。
而当粒径达到0.1μm以下时,则称为超细颗粒。
超细颗粒还可以再分为三档:即大、中、小超细颗粒。
粒仍较为困难,因此本节所述的超细粉体材料是指粒径在0.1μm~0.01μm之间的固体颗粒。
由此可见,我们所述的超细颗粒是介于大块物质和原子或分子间的中间物质态,是人工获得的数目较少的原子或分子所组成的,它保持了原有物质的化学性质,而处于亚稳态的原子或分子群,在热力学上是不稳定的。
所以对它们的研究和开发,是了解微观世界如何过渡到宏观世界的关键。
随着电子显微镜的高度发展,超细颗粒的存在及其大小、形状已经可以观察得非常的清楚。
超细颗粒与其一般粉末比较,现今已经发现了一系列奇特的性质,如熔点低、化学活性高、磁性强、热传导好、对电磁波的异常吸收等特性。
这些性质的变化主要是由于“表面效应”和“体积效应”所引起的。
尽管超细颗粒的有些特性和应用尚待进一步研究开发,上述的奇特性质已为其广泛应用开辟了美好的前景。
超细颗粒的粒径越细熔点降低越显著。
银块的熔点为900℃,其超细颗粒的熔点可降至100℃以下,可以溶于热水。
金块的熔点为1064℃,而粒温度下对金属、合金或化合物的粉末进行烧结,制得各种机械部件,不仅节省能耗,降低制造工艺的难度,更重要的是可以得到性能优异的部件。
如高熔点材料WC、SiC、BN、Si3N4等作为结构材料使用时,其制造工艺需要高温烧结,当使用超细颗粒时,就可以在很低的温度下进行,且无需添加剂而获得高密度烧结体。
这对高性能无机结构材料开辟更多更广的应用途径有非常好的现实意义。
超细颗粒的直径越小,其总比表面积就越大,表面能相应增加,具有较高的化学活性。
co3o4超细粉体的制备方法及其应用
制备碳酸钙超细粉体及其应用
碳酸钙超细粉体是一种新型非常粒径小的材料,有很多特殊的力学特性和光学性质,具有
广泛的应用前景。
本文主要研究的是碳酸钙超细粉体的制备方法及其应用。
首先,介绍一下碳酸钙超细粉体制备的方法,一般用湿法和干法等技术来制备碳酸钙超细
粉体。
其中,湿法是通过水热反应使碳酸钙超细粉体分散,转换成小分子和超细粒子,然
后经过混合、凝胶、离心等工艺,最后进行洗涤、喷雾、干燥,获得液体或固态的超细粉体。
而干法则是将晶体碳酸钙经过混合、凝胶分解、离心、干燥等工艺处理,以实现非常细小的粒度,最终可以生产果核颗粒或其他粉末状物质,且对其物理结构分布特性有极大的改善。
其次,碳酸钙超细粉体具有良好的耐磨性和阻燃性,因此可以用于增韧改性,加工出低反
射高抗磨的仿硬壳料,提高其耐磨性和能效。
此外,碳酸钙超细粉体还可以用于制作抗火
阻燃材料,用于建筑、家具、等家用电器材料,能给用户带来更安全和更经济的产品。
最后,碳酸钙超细粉体还能用于改善煤炭表面特性,提高燃烧效率,减少因炭烟中二氧化
碳排放,有利于环境保护。
碳酸钙超细粉体在化学、冶金、建筑等领域有着广泛的应用,
有利于改善用户的生活质量以及增强社会经济的发展势头。
总之,碳酸钙超细粉体具有许多优异的性能,正逐步被建筑、化工等领域所采用和认可。
且其生产所需的原料丰富,易处理,成本低,因此在科学研究和工业领域具有巨大的前景。
表面活性剂在超细粉体制备和分散中的应用摘要: 综述了表面活性剂在超细粉体制备和使用分散过程中的应用; 介绍了几种制备超细粉体的湿化学法,包括溶胶- 凝胶法、化学沉淀法、微乳液法、水热合成法, 并介绍了表面活性剂在其中的应用情况; 简要说明了表面活性剂的分散机理及分散过程中存在的影响因素; 随着超细粉体技术的不断发展, 表面活性剂应用技术也在不断地发展, 展望了表面活性剂在超细粉体材料领域的广阔应用前景。
关键词: 表面活性剂; 超细粉体; 制备; 分散; 机理超细粉体通常是指尺寸大约在1 nm~ 1 L m的微小固体颗粒, 它属于微观粒子和宏观物体间的过渡区域, 具有一系列特异的光学、热学、电学及磁学等方面特性。
随着物体尺寸的减小, 其比表面积和比表面能增大, 因此超细微粒在制备和后处理过程中极易发生粒子凝聚而变粗[ 1]。
分散性较差的超细粉体在实际使用中甚至完全丧失了原有的优越性, 使用效果适得其反, 所以超细粒子的分散是超粉体应用中必须解决的一个关键问题。
按分散方法的不同, 可以将分散分为物理分散和化学分散。
物理分散一般包括超声分散、机械搅拌分散、电磁分散、撞击分散等, 这些物理分散方法都具有一定的可行性, 但是具有一个共同的问题: 一旦分散完毕, 外部环境复原, 粉体颗粒可能重新团聚。
化学分散是工业生产中广泛应用的一种颗粒悬浮体的分散方法。
通过在颗粒悬浮体中加入表面活性剂使其在颗粒表面吸附, 改变颗粒表面的性质, 从而改变颗粒与液相介质、颗粒与颗粒间的相互作用, 使超细粉体得以分散。
下面将介绍表面活性剂的分散机理、分散过程中的影响因素及表面活性剂在超细粉体分散中的应用。
1 液体介质中表面活性剂对超细粉体的分散机理超细粉体的分散过程主要包括掺合、浸湿、颗粒群(团块和团粒)的解体以及已分散颗粒的再凝集4 个阶段。
事实上, 颗粒的分散过程受两种基本作用支配, 即颗粒与环境介质的作用(即润湿)和在环境介质中颗粒间的相互作用[ 2], 表面活性剂在分散过程中的作用也就是改变这两种基本作用的过程。
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。
超细蛋白粉体的制备与应用1、超细蛋白粉体的意义:羽绒是一种天然的蛋白质纤维材料。
我国羽毛类资源丰富,是羽绒及其制品的生产和出口大国,2005年鸡毛产量近7.18亿公斤,羽绒类产量近2亿公斤。
羽绒与羊毛、蚕丝等天然蛋白质纤维一样主要由多种氨基酸缩合而成的大分子组成。
但由于蛋白质大分子链间存在着二硫键、盐式键和氢键,使大分子具有特殊的网状结构。
羽绒的化学性质一般较为稳定,而且又有其特殊的保暖性、防水性、易染色性、抗静电性、抗皱性以及柔、滑、轻等特点。
由于羽绒不具备纺织纤维所需要的长度、细度及强度和一定的抱合性等,其在资源利用方面与羊毛、蚕丝等蛋白质纤维又有不同,除了少量的用于服装和床上用品中作保暖填充材料以及在复合材料中作为增强材料之外,大部分只是简单加工处理用作饲料或采用发酵等方法进行降解,造成了大量的浪费。
实际上羽绒的许多性能超越了羊绒(俗称“软黄金”)等优质纺织材料,羽绒的价格也是常规羊毛的5-10倍左右(优质羽绒30万元/吨左右),由于它具有其它产品不可替代的优势,在当今倡导绿色消费的21世纪,羽绒及其制品已越来越多的受到了各国消费者的青睐,对羽毛类资源的利用也有待于深入研究。
为此,我们将羽绒纤维制备成超细羽绒粉体,然后将其作为填充材料分别与PV A(易溶解)和PP(低熔点)制备复合纤维,达到重构羽绒蛋白制备仿羽绒纤维的目的,回避了羽绒因其多枝杈形态结构而在应用上受到的限制。
实现了废弃材料的再生回收利用,节约资源、绿色环保,而且提出了重构羽绒蛋白达到仿羽绒纤维效果的构想。
2、超细蛋白粉体相关技术参数:经过一段时间的研究我们已经在这个领域有了一定的研究成果和突破,从理论到实际的制作过程都有了一定的基础。
下面是我们目前制备的超细羽绒粉体的粒径分析和表面形貌图。
图中显示超细羽绒粉体的粒径为2.0μm左右。
超细羽绒粉体的粒径分布图超细羽绒粉体的SEM图超细蛋白粉体在不同粒径下的比表面积3、目前该项目获得的相关奖项和专利:1、由其主持的“优质天然高分子材料的超细粉体化及其再利用”项目被授予2008年度“国家技术发明二等奖”。
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。
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。
南京理工大学科技成果——球形超细粉体的制备与
应用技术
成果简介:
利用物理、化学的方法研究开发了球形纳米、亚微米等级别的超细粉末制备技术,并针对部分市场进行了应用技术开发。
主要包括:(1)单分散的纳米、亚微米球形氧化铝粉体及其部分应用技术;
(2)纳米、亚微米球形银粉、银铜合金粉及其浆料技术;
(3)超细球形无铅焊料粉末、高活性无铅焊料粉末、智能焊料粉末及相关焊膏技术;
(4)汽车用纳米粉末添加的润滑油技术。
技术指标:
1.可低成本制备单颗粒分散的勃姆石、无定形Al2O3、γ-Al2O3以及α-Al2O3,粉末基本为规则球形,颗粒尺寸在纳米至亚微米;
2.可制备基本为球形的银粉、银铜合金粉及其应用于电子行业的浆料,粉末颗粒尺寸在纳米至亚微米,铜含量可在较宽范围内调整;
3.可制备无铅焊料、粉末及焊膏,其中包括超细球形无铅焊料粉末、高活性无铅焊料粉末、智能焊料粉末等;
4.应用于汽车的高性能纳米润滑油,可提高缸压、节约能源、延长发动机寿命。
项目水平:国际先进
成熟程度:小试
合作方式:合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。
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。
超细粉体材料的制备及应用
论文导读:近年来超细粉体材料作为重要的结构和功能材料,成为最受关注的新材料之一。
化学合成法是通过化学反应或物相转换,由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体。
液体粉碎机可以生产出无污染、纯度高、不分层及不沉淀的的产品,可应用于医药针剂及乳剂的制备。
关键词:超细粉体,制备,应用
0.引言:
近年来超细粉体材料作为重要的结构和功能材料,成为最受关注的新材料之一。
超细粉体从广义上讲是从微米级到纳米级的一系列超细材料,在狭义上讲是从微米级、亚微米级到100纳米以上的一系列超细材料。
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材料被破碎成超细粉体后缺陷的中心原子以及其本身具有的表面效应、量子体积效应、量子尺寸效应、介电限域效应和宏观量子隧道效应,使纳米材料在光、电、磁等方面表现出常规材料不具备的特性,因而广泛应用于电子信息、化工、冶金、轻工、医学和食品等领域[1]。
1.超细粉体的加工与制备
目前,超细粉体的制备方法包括物理粉碎法(机械粉碎法)和化学合成法。
化学合成法主要有固相反应法、液相法(沉淀法、水热法、微乳液法、溶胶凝胶法、水解法、溶剂蒸发法、电化学法)和气相法(气体中蒸发法、气相化学反应法、溅射法、流动油面上真空沉积法、金属蒸气合成法)等[2]。
1.1 化学合成法
化学合成法是通过化学反应或物相转换,由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体。
常用于生产1μm以下的微细颗粒。
1.1.1固相法反应法
固相反应法就是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合,研磨后进行煅烧,直接得到超微粉或再研磨得到超微粉[3]。
1.1.2液相法
液相反应合成粉料的优点是可将各种参加反应的物质溶入液体中,使反应物在原子/分子水平上均匀混合。
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通过控制工艺条件可以获得颗粒远小于1μm的粉体,而且粒度分布较窄。
1.1.3气相法
气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质转变为气体,使之在气态下发生物理变化或者化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成超微粉的方法。
1.2 物理粉碎法
物理粉碎法是通过机械力的作用,使物料粉碎。
物理粉碎法相对于化学合成法,成本较低,工艺相对简单,产量大。
机械粉碎法目前一般用于生产大于1μm的粉体物料。
少数设备,如搅拌磨、气流磨等也可生产小于1μm的物料。
该法的优点是产量大、成本低,工艺较合成法简单。
1.2.1气流粉碎机
气流粉碎机以冲击粉碎为主,粉碎作用力主要为冲击力。
高速气流使颗粒获得极高的速度,使它们互相冲击碰撞,或者与固定靶板发生冲击而破碎。
粉碎出的产品最大粒径可至10μm以下,颗粒活性大,纯度高,分散性好。
目前气流粉碎机已经成为国内外用于超细粉体加工的主要设备。
然而,气流粉碎机安装复杂,能耗大,生产成本较高[4]。
1.2.2液流粉碎机
以液流为介质携带被粉碎物质,在特定粉碎腔内发生相互碰撞,或者与固定靶板相撞,使该物质破碎,细度可达到亚微米或纳米级。
液体粉碎机可以生产出无污染、纯度高、不分层及不沉淀的的产品,可应用于医药针剂及乳剂的制备。
但是,此种粉碎机的生产成本较大,生产能力较低。
1.2.3机械冲击式粉碎机
冲击式粉碎机利用固体物料在外力作用下,如粉碎工件锤、板、棒、球等的打击产生的机械作用力,使固体物料由大变小变成细粉体的过程。
主要设备有高速旋转撞击式粉碎机、高速旋转抛射式粉碎机、行星式球磨粉碎机、搅拌磨与振动磨等[5]。
(1)高速旋转撞击式粉碎机是利用轮盘上装有固定的或活动锤子、棒、叶片等,使物料的颗粒与颗粒之间产生高频率的相互强力撞击、剪切等作用而细化,同时高速旋转气流对极细颗粒又可以间接传给能量。
(2)高速旋转抛射式粉碎机是利用高速旋转的机构(锤盘)将被粉碎物料加速,在离心力的作用下,物料被抛射与外壁发生碰撞或颗粒与颗粒之间强烈碰撞而粉碎。
该机由转子、定子、出料筛网组成,它适
用于硬度大的脆性物料的超细粉碎。
(3)行星式球磨机是利用机械力化学生产超细粉体材料的机械,行星式球磨机优点是充分利用机械力化学的作用在进行超细粉碎的同时进行表面改性。
(4)搅拌磨转动的搅拌器将动能传递给研磨介质,使研磨介质之间产生相互撞击和研磨的双重作用,从而使被研磨的物料更加细化,该设备具有粉碎效果好、分布范围窄的特点。
(5)振动磨主要通过筒体的振动来传递动能,其振动是靠筒体及支承弹簧组成,通过调节振动的振幅与频率参教、介质种类、介质粒径等,它既可用于干式粉碎又可用于湿式粉碎。
2.超细粉体材料的应用
超细粉体由于粒度细、质量均匀,因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等,因而广泛应用于许多技术领域。
2.1 超细材料在电子信息行业中的应用
目前,各种电子元件正趋向小型化、超小型化[6]。
超细微粉应用于微电子工业的典型代表有电子浆料、磁记录材料以及电子陶瓷粉料。
电子浆料是微电子领域必不可少的电极材料,它被敷于导电体、介电体和绝缘体的表面。
超细针状的γ-Fe2O3开发的录音带、录像带等磁记录产品具有稳定性好、信噪比高、失真小等优点。
电子陶瓷粉料是以高纯超细钛酸钡粉体为主要成分的陶瓷原料,主要用于电子陶瓷粉料介质陶瓷等的制造。
2.2 超细材料在医药行业中的应用
当药物粉碎到10μm-1μm时药物就会出现定量、准确、易吸收、特异性、靶向性等新的优点,外用或内服时可提高吸收率、疗效及利用率,适当条件下可改变剂型,如微米、亚微米及纳米药粉制成的针剂[7],能充分地发挥药效,减轻患者的经济负担。
2.3 超细材料在轻工、化工行业中的应用
目前许多精细化工产品、催化剂或触煤剂都要求原料粒度微细且均匀。
如牙膏、清洗剂、化妆品以及各种软膏的添加剂等。
超细非金属矿物材料在化工行业占重要地位。
比如采用湿化学法制造超细高纯Al2O3粉体,因其具有机械强度高、高温绝缘电阻高、耐腐蚀性和导热性良好等性能,已被广泛应用于化工行业中[8]。
2.4 在食品工业中的应用
食品行业采用超微粉碎技术可以提高食品营养价值的利用率,制造新型功能食品或新型添加剂,开发新型软饮料;最大限度地保留食品中的生物活性成分,提高发酵、酶解过程的化学反应速度,有利于机体对食品营养成分的吸收等[9]。
3.结语
目前化学合成法存在的问题有:由于化学合成的生产工艺复杂、成本高、而产量却不高,使得化学合成法在制备超细粉体方面应用不广。
而物理粉碎法成本较低,工艺相对简单,产量大。
因此,物理粉碎法是目前制备超细粉体材料的主要方法。
然而任何一种粉磨机械都存在其相应的极限,即用该机械不可能生产出颗粒全部小于该极限的粉体。
一
般来讲机械粉磨的极限在015μm左右。
参考文献[1] 房永广,梁志诚,彭会清,等.超细粉体材料的制备技术现状及应用形势[J].化工矿物与加工,2005(03):34.[2] 徐羽展.超细粉体的制备方法[J].浙江教育学院学报.2005(05).53.[3] FengLi,XianghuaYu,HongjunPan,etal.Synthesesof
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