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超细粉主要由金属和非金属矿化物以及有机物加工生产而成。
以金属或金属矿为原料生产的超细粉有铁粉、铝粉、镁粉、钛铁粉、锰铁粉、铜粉、铅粉、锌粉、氧化锌粉、钼粉、钨粉等等。
以非金属矿化物加工的超细粉有高岭土粉、钛白粉、滑石粉、长石粉、方解石粉、石英粉、重钙粉、轻钙粉、莹石粉、云母粉、产酞菁、铅铬系列颜料、珠光颜料重晶石粉、石墨粉、石膏粉、澎润土粉等等，以有机物加工而成的则有各种粮食、农产品、药材、其它动植物加工而成的粉体。
所有这些超细微粉都是现代工业重要的原始材料，大部分可以直接用于工业产品的生产。
而超细微粉材料经过改性处理，可以成倍扩大其使用领域。
经过改性处理的超细粉不仅仅是一种填充材料，它作为产品构成的一种重要组分，可以提高和改善产品诸如强度、弹性、耐磨性、抗高温、耐老化、防幅射等等性能。
并可大大降低产品的生产成本。
超细粉有不同的粒度等级，500目以下习惯称之为细粉，500—10000目左右为超细及超微细粉，万目以上习惯称亚纳米粉，粒度在0.01微米及以下的称纳米粉体材料（目前世界各国对超细微粉的等级划分尚未有统一的标准）。
获得超细微粉的途径主要有两种基本方法，一是物理方法。
二是化学合成，还有就是这两种方法基础上的混合法。
而纳米材料普遍以混合法制取。
物理方法制备超细粉的主要设备是各种不同原理的粉碎机、分级机和收集设备，如气流磨、振动磨、雷蒙磨、球磨机等等，形式上主要有干法和水法两种。
化学合成方法主要有各种条件下的化学反应，高温、高压和骤冷技术制备等等。
高档和超高档次的超细粉的生产，要有高级工艺水平和设备作保障。
而中低档次的超细粉的生产，工艺较简单，其产品质量主要是由设备性能来保障的。
所有的超细微粉生产基本上均没有三废污染及排放。
这有利于工厂的起步和滚动发展。
粉末冶金粉体常见的制备方法及综述1粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
二、粉体的制备及综述粉末冶金的生产工艺是从制取原材料――粉末开始的。
这些粉末可以纯金属，也可以是非金属，还可以是化合物。
制取粉末的方法有很多，他的选择主要取决于该材料的特殊性能及制取方法的成本。
粉体的的制备方法如下：（一）物理法（机械粉碎法）机械粉碎法是一种常见的固相制粉工艺。
尤其是制备粒度在微米级以上的陶瓷粉体时，用机械粉碎法方便快捷，成本也比较低廉。
1、常用的粉碎法有：（1）辊碾式将单根或多根研棒或环等装入磨腔内，借助某种特殊力使磨腔内的棒或环作旋转运动，棒与棒之间或环与环之间以及它们与磨腔内壁之间产生的碰撞、挤压、研磨、剪切等作用，使它们之间的物料被破碎。
（2）高速旋转式主要是利用高速旋转的部件产生的强冲击力、剪切力摩擦而使物料被粉碎。
高速旋转粉碎机由于结构及作用力的方式不同又分为：销棒粉碎机（针状磨）、摆式粉碎机、轴流式粉碎机（笼式磨）、筛分磨、离心分级磨等。
（3）球磨式近期在球磨机的基础上，开发出了多种形式的广义球磨机，如振动球磨、离心球磨、行星磨、离心滚动磨等。
（4）介质搅拌式是依靠磨腔中机械搅拌棒、齿或片带动研磨介质运动，利用研磨介质之间的挤压力和剪切力使物料粉碎。
它实际上是一种内部有动件的球磨机，靠内部动件带动磨介运动来对物料进行粉碎。
搅拌磨早期主要用于染料、油漆、涂料行业浆料分散与混合。
后来经多次改进，逐步发展成为一种新型的高效超细粉碎机。
有时称之为介质磨，也有人称之为“剥片机”。
（5）气流式粉碎机是在高速气流作用下，物料通过本身颗粒之间的撞击，气流对物料的剪切作用以及物料与其它部件的冲击、摩擦、剪切而使物料粉碎。
先后有：扁平式（圆盘式）气流磨、循环式气流磨、对撞式气流磨、流化床气流磨、靶式气流磨、超音速气流磨等。
金属纳米粉制备方法
金属纳米粉制备方法有很多种，以下列举几种常见的方法：
1. 机械球磨法：将金属块或粉末与球磨介质放入球磨罐中进行球磨，通过机械碰撞和磨削的作用，金属颗粒逐渐减小至纳米尺寸。
2. 化学还原法：将金属离子与还原剂反应生成金属纳米粒子。
常用的还原剂有氢气、乙二醇、脲和多肽等。
3. 物理气相沉积法：通过热蒸发或离子溅射将金属蒸发到气相，然后在惰性气体的保护下沉积在基底上，形成金属纳米粉。
4. 化学气相沉积法：将金属有机化合物或金属盐溶液喷雾送入反应器中，在一定的温度和气氛下，金属化合物或盐分解生成金属纳米粉。
5. 水相法：将金属离子溶液与还原剂、表面活性剂和保护剂混合，通过控制温度、气氛和搅拌速度等条件，使金属离子还原为金属纳米粉，并受到表面活性剂和保护剂的保护。
这些方法各有优缺点，选择合适的方法取决于所需的金属材料、粉末性质和应用要求等。
粉末冶金中粉末制备方法一、粉末冶金中粉末制备方法之机械法1. 研磨法嘿呀，这研磨法可有意思啦。
就是把原料放在研磨设备里，像小珠子一样的研磨介质就会不停地撞击原料。
想象一下，那些原料就像在小珠子的“攻击”下慢慢变小变碎呢。
这个过程中，原料的颗粒大小会越来越符合我们的要求。
不过呢，这种方法也有点小麻烦，就是可能会让粉末里面混入一些研磨介质的碎屑，就像不小心混进了小杂质一样，所以后面还得想办法把这些杂质去掉。
2. 雾化法雾化法就像是一场金属的小雨哦。
把液态的金属通过一个特殊的装置，像喷枪一样，然后高速的气流或者水流就会把液态金属吹散或者冲散，就变成了好多小液滴。
这些小液滴在空中或者水里快速冷却，就变成了固态的粉末啦。
这个方法能得到比较球形的粉末，形状可规则啦，就像一个个小珠子一样。
但是呢，设备要求比较高，成本也就跟着上去了一点。
二、粉末冶金中粉末制备方法之物理化学法1. 还原法还原法感觉就像是把金属从“束缚”中解救出来。
比如说用氢气或者一氧化碳这些还原剂，去和金属氧化物反应。
就像氢气这个小勇士，跑到金属氧化物面前说“嘿，我要把你还原成金属啦”，然后反应之后就得到了金属粉末。
这种方法得到的粉末纯度还挺高的呢，不过反应的条件得控制好，要是温度、压力这些没弄对，可能反应就不完全，就像做饭没煮熟一样。
2. 沉淀法沉淀法就像是在溶液里变魔术。
先把金属盐溶解在溶液里，然后加入一些沉淀剂。
这沉淀剂一进去，就像魔法棒一样，让金属离子变成沉淀。
然后再经过一些处理，比如加热或者过滤，就可以得到金属粉末啦。
这个方法能很好地控制粉末的颗粒大小，但是呢，沉淀物的过滤和洗涤有点麻烦，就像洗一件特别难洗干净的衣服一样。
三、粉末冶金中粉末制备方法之电解法1. 水溶液电解法水溶液电解法就是让电流在溶液里当搬运工。
把金属盐的水溶液作为电解液，然后在电极上通电。
金属离子就会在电极上得到电子，然后就变成金属粉末啦。
这就像是金属离子排着队在电极那里等着变身一样。
超细粉的工艺
超细粉的工艺包括以下几个步骤：
1. 原料准备：准备所需的原料，通常为矿石、矿砂或其他材料。
2. 破碎：将原料进行破碎，目的是将原料分解成更小的颗粒。
3. 磨矿：将破碎后的原料进行磨矿，采用磨矿设备对原料进行研磨，使其粒度更加细小。
4. 分级：将磨矿后的物料进行分级处理，分离出粗颗粒和细颗粒。
5. 选矿：对分级后的物料进行选矿处理，去除其中的杂质，并保留目标矿物。
6. 磨细：将选矿后的物料进行再次磨细，使用超细磨设备对物料进行研磨，使其达到所需的超细粉的粒度要求。
7. 分离：将磨细后的物料进行分离，分离出超细粉末和粗颗粒物料。
8. 包装：将超细粉末进行包装，通常采用袋装、散装或其他形式进行包装。
以上为一般超细粉的生产工艺，具体的工艺细节可能会因不同的原料和产品要求
而有所不同。
存档日期： 存档编号: 北京化工大学 研究生课程
课程名称： 超细粉体制备 课程代号： ChE583 任课教师： ** 完成日期： 2011 年 12 月 29 日 专 业： 化学工程与技术 学 号： ********** * 名： ***
成 绩： 超细粉体制备课程论文
1 金属超细粉体的制备方法 程治化 （北京化工大学化学工程学院，北京市朝阳区，100029）
摘要：本文介绍了一些制备金属超细粉体的方法，主要是制备用于水反应金属
燃料的金属粒子所采用的电爆炸法和电弧等离子法，制备高纯度、粒度均匀的超细金属粉末所用的电解法以及以传统电解法为基础的超声波法，超声波法克服了传统电解法的一些缺点，制得的粉末颗粒较细且不易团聚。
关键词：金属超细粉体；制备；电爆炸法；电弧等离子法；电解法；超声波
Abstract: This article introduces some methods of preparation of ultrafine metal
powders. It mainly includes electrical explosion method, Arc plasma method, electrolysis method and ultrasonic method based on the traditional electrolysis method. The electrical explosion method and Arc plasma method are used to prepare superfine powder of metal used as metal fuel for water reaction. The superfine powder of metal prepared by electrolysis method has some good properties. It is epigranular and has high purity. The ultrasonic method has overcome some shortcomings of traditional electrolysis method. The obtained powder has thin particle size and is not easy to get gather.
Key Words: ultrafine metal powders; preparation; electrical explosion method; Arc
plasma method; electrolysis method; ultrasonic
前言 超细粉体的定义尚不统一，一般分为微米级粉体（1μm < x < 100μm）、亚微米级粉体（0.1μm < x < 1μm）、纳米粉体（0.001μm < x < 0.1μm）。它属于微观粒子和宏观物体之间的过渡区域，由于超细颗粒具有比表面积大、表面活性高等特点，使其具有一系列特殊的物理、化学性能，因而被广泛应用于宇航、国防、化工、冶金、电子、生物工程和核工业等方面[1]。当今超细粉体材料产业化项目中就其应用的成熟性和规模仍以亚微米粉体居多，纳米粉体次之。但纳米粉体有很大的潜在市场需求。产业化超细粉体主要为超细金属粉体，如：Al，Ni，Zn，Fe，Cu，Ag及其些合金超细粉体，其中Ni、Zn为亚微细粉体，Al，Fe，Cu，Ag 为纳米粉体；超细陶瓷粉体，如：ZrO2、Al2O3、Bi2O3、Fe2O3、SiO2、ZnO等超细粉体；超细铁氧体粉体。 对于超细粒子的制备已有许多方法，根据反应体系的不同可分为气相法、液相法和固相法[2]。气相法一般是指用气体原料或将原料蒸发成气体，然后通过化学反应或物理作用再生成超细颗粒的方法。这类方法中包括气相化学反应、激光超细粉体制备课程论文 2 合成法、电爆炸法、惰性气体冷凝法和电弧等离子体法[3]。液相法是当前实验室和工业上广泛采用的合成高纯超细粉体的方法，可分为沉淀法、水解法、溶胶一凝胶法、微乳液法和溶剂蒸发法等。固相法目前主要采用的是机械法(也称粉碎法)。它采用研磨或气流、超声方法将块状物质粉碎、细化，从而得到不同粒径范围的超细颗粒。金属超细粉体的制备，主要有电爆炸法、电弧等离子法、电解法和超声波法等。对于用作水反应金属燃料的金属粒子，通常采用电爆炸法和电弧等离子法；而制备高纯度、粒度均匀、且表面包覆的超细金属粉末，采用电解法较好；有些需在高电流密度下电解相应的电解质水溶液制备的金属粉末[4]，可利用超声波对电解沉积过程起促进和物理强化作用[5]，采用超声波法制备。
1 电爆炸法和电弧等离子法 电爆炸法和电弧等离子法都属于气相法，电爆炸法是金属丝在反应器内快速爆炸、蒸发形成金属蒸气，然后与周围惰性气体发生碰撞损失能量，冷凝产生超细金属粒子。而电弧等离子法是两极问气体自持放电，将金属物料融化、蒸发、汽化、结晶成为超细金属粒子，与电爆炸法相比其过程较平稳缓慢。
1.1 电爆炸法 电爆炸法制备超细金属及其合金粒子的方法最早是由俄罗斯发明并首先采用，此后美国、日本、韩国等相继进行相关产业的开发与应用[6]。它是一种物理制备金属超细粒子的新方法，利用导体的电爆炸方法控制生产高弥散超细金属、合金、类金属和化学化合物粒子，适合规模化生产。其特点是能量转化率高、工艺参数可调、适用性广，是一种高产量的制备方法[7]。用电爆炸技术可获得较高质量的金属纳米粉，如Al、Mg、Ti等超细金属粉体。 电爆炸法的原理是将细金属丝置于一定的气体介质环境下，通过对金属或合金原料丝沿轴线方向施加直流高电压，在高压和脉冲大电流的共同作用下，原料丝内瞬间产生强电流(电流密度 l0 A/cm2)，迅速发生爆炸、汽化，并以强冲击波的形式向外辐射，在辐射过程中不断与低温的惰性气体碰撞损失能量而逐渐沉积，形成具有一定粒径分布的金属细颗粒，收集得到高纯度的超细金属粒子粉体，然后在惰性氛围下经过钝化处理即可[7]。 电爆炸法制备超细金属粒子装置的基本结构原理已趋于成熟，俄罗斯已有成套设备出售[7]。该装置主要由高频电源、电爆炸电路、电爆炸腔体以及收集仓和分选仓等组成[8]，其原理示意图如图1所示。整个设备中对产品粒径的影响参数较多，如电源频率、电压、整流电路、器件、电容、金属丝直径和长度、充电量和放电量、环境气体压强等都会对产品产生影响。因此在进行制备实验时，需对每一个细节充分考虑。 超细粉体制备课程论文 3 图l电爆炸法制备超细金属粒子装置示意图 电爆炸法生产超细金属粒子技术已日趋完善，现在的改进工作主要是设法提高单位时间的产量。
1.2 电弧等离子法 电弧等离子法制备金属超细粉体是属于低压气体中蒸发金属法的一种。它是在密闭的、一定的气体介质中加热金属，使其蒸发、冷凝、结晶后形成超细颗粒粉末。其加热源为电弧，一般加热源可采用电阻加热、高频感应加热、电子束加热、激光加热和辉光加热等。电阻加热蒸发法是比较传统的方法，适用于熔点不太高的金属；激光加热法是将连续的高能量密度的CO 激光通过窗口照射到金属样品上使其蒸发制备超细粉体，一般用来制备氧化物超细粉体[9]。 电弧等离子法制备金属超细粉体的原理是在低压的气体介质中加热金属，使其汽化，然后冷却、结晶形成超细颗粒，在惰性氛围下包覆钝化处理后得产品。加热源为电弧，电弧温度较高（最高达到50000K），且易于控制（工业用电直接降压，整流）[10]。 电弧法制备金属超细粉体整个设备主要由反应室、水冷装置、分选装置、收集装置、鼓风机部分和抽真空设备组成。各装置不同之处是根据各自的不同目的加以改进，但各组成部分大体一致[11]。电弧等离子法制备金属超细粉体的装置示意图，如图2所示。一般电弧等离子法制备超细金属粉体的简要工艺是先将整个设备抽真空，充Ar气，用电弧弧柱部分作为加热源，将金属物料溶化、蒸发、汽化、结晶成为超细结构颗粒，然后再经冷却器冷凝、收集[12]。电弧等离子法制备超细金属粉体的主要影响因素与电爆炸法有许多相同之处，如电源电压、电流、不同环境气体及其压强等。实际上对这些参数的控制只是相对的，在电弧等离子法制备金属超细粉体中的反应温度、反应范围等关键因素，很难定量地控制，生产 来的金属超细粉体颗粒直径分布为10～l 50nm，不同粒径的金属颗粒的物理化学特性会有很大的差别，为了应用方便，一般将金属超细粉体按粒径进行分级超细粉体制备课程论文 4 处理。
图3电弧等离子法制备超细金属粒子的装置示意图 由于电弧法理论比较成熟，通过改变电流、电极直径、惰性气体气氛，该方法几乎可以制备所有的金属纳米粉，且所得粉末颗粒直径分布窄、无污染、便于收集。
2 电解法 电解法可制备出纯度高、粒度均匀、且表面包覆的超细金属粉末，并以超细铜粉的制备为例说明了其工艺过程。应用该方法，粉末的制备和表面包覆同步完成，因此所得粉末是高弥散和抗氧化的。同时，该方法设备简单，容易控制，可扩大至工业生产规模[13]。 电解法就是对PH值为3～6的酸性金属盐溶液进行电解，然后加入一定量的表面活性剂。所加的表面活性剂的浓度一般比电解液的密度小，因而活性剂通常浮于电解液上，在电解槽内就形成两层液面。电解槽中的阴极圆筒是不断旋转的，同时其内部通有冷却水。阴极圆筒置于两液相交界处，跨于两液相之中。这样，阴极圆筒上析出的金属粉末被由增压泵来的有机液流冲刷掉，回流到电解槽中，所得有机液和析出金属粉末的混合物经离心处理后，有机液可循环使用，而剩余的粉末颗粒经真空干燥后即可得到所需的超细粉末。电解法制取金属粉末的关键是如何控制粉末粒度，以得到超细粉末。而在制备过程中，形成的晶核数目越多，最后得到的粉末也就越细。末也就越细。另外，采用水内冷阴极以及对形成的金属粉末立即用有机液进行表面包覆并冲刷，也有效地防止了颗粒的长大，有利于得到超细粉末[13]。 所制得的粉末的形态和尺寸用透射电镜(H-800)、X射线小角度散射等进行观测和分析。由所得金属粉末的TEM照片和X-射线小角度散射测得的粒度分布
