来源:中国粉体技术网
1 超细粉体
一般将粒径为0.1~10μm的粉体称为超细粉体,超细粉体的制备主要有机械粉碎法和化学合成法。化学合成法包括共沉淀法、水解法、溶胶-
凝胶法、水热合成法、气相反应法和溶剂法等,目前又开发了激光法(如合成BaTiO3 粉体)。由于化学合成法成本高,生产规模小,工艺复杂,除了少数超细粉体外,大多采用机械粉碎法,机械粉碎法生产成本低、产量高、工艺简单,而且会发生机械化学反应,有可能改善物料的性能,易实现大规模生产。机械粉碎设备主要有气流磨、球磨机、振动磨、高压辊磨、离心磨、搅拌磨等,由于粉碎方式和工作原理的不同,各种设备存在着一定的差距。
国外从40
年代起,以超细粉碎、分级、改性为基础的深加工技术就引起人们的关注,到60年代该技术得到了迅速发展。目前美国、德国、日本、英国等国家超细粉碎技术和设备的研制具备了较高的水平,推出了干法和湿法各类型和规格的超细粉碎及分级设备,可加工细度0.5~10μm
任意窄级别的超细产品。国内超细粉碎技术和设备研究工作始于60年代,且发展缓慢,到80年代才得到迅猛发展,目前为止,已能生产各种类型的气流磨、振动磨、搅拌磨、冲击磨,性能基本上可与世界上已成型的机种相媲美。长沙矿冶研究院等开发的各类型搅拌磨,经过不断地改进,在非金属矿、化工、涂料和粉末冶金行业得到应用。
2 纳米粉体材料
纳米粉体的粒径在0.001~0.1μm 之间,纳米粉体材料表面积大,其表面原子占很大比例并是无序的类气状结构,粒子内部则为有序-
无序结构,导致纳米粉体材料具有常规块体材料所不具有的声、光、电、磁、热、力学等许多特殊性质。如光吸收显著增加,金属熔点降低,微波吸收增强等。我国纳米粉体的研究始于20
世纪80 年代,已有近20 多年的历程。目前国内有约80
多家单位从事纳米粉体的研究,研究领域以无机非金属纳米粉体为主,研究项目主要集中在纳米粉体的合成和制备、扫描探针显微学、分析电子学和一些纳米粉体的应用等方面。
我国纳米企业已经形成以北京(包括北京、天津、东北等地区)、上海(上海、浙江、山东、江苏、安徽等地区)、深圳(包括深圳、广州、福建等地区)为中心的三大纳米材料及纳米技术产业带。纳米粉体的年产量一般在百吨左右,大多数纳米企业尚属初创期。这些企业具备了多种纳米粉体小批量生产能力,主要产品包括纳米碳酸钙、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米氧化铁、纳米氧化锌、纳米钛酸钡、铁酸镧、铁酸锌等,还有包括纳米光催化剂、载银抗菌剂、抗静电粉体、远红外粉体、负离子粉体等应用功能突出的纳米粉材料,产品主要应用于橡胶、塑料、涂料、化妆品、造纸、陶瓷、胶结剂和油墨等领域。
3 粉体的表面改性
粉体表面改性是根据需要,对粉体的表面特性进行物理、化学、机械等深加工处理,使粉体的表面物理化学性质,诸如晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和反应特性等发生变化,能够满足新材料,新工艺和新技术发展的要求。粉体表面改性的方法主要包括:包袱处理改性、沉淀反应法、表面化学改性、机械力化学改性、外膜层(胶囊化)法、高能处理改性。用于改性的设备主要包括高速搅拌机和低速搅拌机组,高速气流冲击表面改性机,三筒连续表面改性机。
4 粉体颗粒的测量与表征
粉体颗粒的测量主要针对颗粒的粒度,比表面积,形貌,颗粒表面成分,晶相、晶体结构分析,分散性测量,表面润湿性,包覆量和包覆率等特性。其中粉体颗粒粒度的测量占据重要位置,也是粉体测定与表征的主要内容。目前,传统的筛洗法、水力沉降法、显微镜分析法仍被普遍应用,同时,一些新的技术设备受到人们越来越多的重视,诸如激光衍射法测试技术和电子传感法测试技术。比表面积测定的标准方法是利用气体的低温吸附法,即以气体分子占据颗粒表面,测量气体吸附量计算粒子比表面积,常用的吸附气体为氮气。利用扫描电子显微镜和原子力显微镜可以对颗粒表面微观特征进行很好的观测。此外,光电子能谱、红外光谱、X
射线衍射等测试技术也广泛应用于粉体颗粒的测量和表征。
5 国内粉体工程行业市场现状
6国内粉体工程行业存在的问题和发展趋势
(1)现有技术的改进和多种工艺的复合
(2)高效检测和表征技术的升级和应用
(3)功能粉体加工技术的发展
(4)粉体材料应用领域的拓展
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