超細(xì)粉體材料的制備及應(yīng)用

1、超細(xì)粉體材料的制備及應(yīng)用論文導(dǎo)讀：近年來超細(xì)粉體材料作為重要的結(jié)構(gòu)和功能材料，成為最受關(guān)注的新材料之一。化學(xué)合成法是通過化學(xué)反應(yīng)或物相轉(zhuǎn)換，由離子、原子、分子經(jīng)過晶核形成和晶體長(zhǎng)大而制備得到粉體。液體粉碎機(jī)可以生產(chǎn)出無污染、純度高、不分層及不沉淀的的產(chǎn)品，可應(yīng)用于醫(yī)藥針劑及乳劑的制備。關(guān)鍵詞：超細(xì)粉體，制備，應(yīng)用0.引言：近年來超細(xì)粉體材料作為重要的結(jié)構(gòu)和功能材料，成為最受關(guān)注的新材料之一。超細(xì)粉體從廣義上講是從微米級(jí)到納米級(jí)的一系列超細(xì)材料，在狹義上講是從微米級(jí)、亞微米級(jí)到100納米以上的一系列超細(xì)材料。免費(fèi)論文。免費(fèi)論文。材料被破碎成超細(xì)粉體后缺陷的中心原子以及其本身具有的表面效應(yīng)、量子體

2、積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、介電限域效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，使納米材料在光、電、磁等方面表現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的特性，因而廣泛應(yīng)用于電子信息、化工、冶金、輕工、醫(yī)學(xué)和食品等領(lǐng)域1。1.超細(xì)粉體的加工與制備目前，超細(xì)粉體的制備方法包括物理粉碎法（機(jī)械粉碎法）和化學(xué)合成法。化學(xué)合成法主要有固相反應(yīng)法、液相法(沉淀法、水熱法、微乳液法、溶膠凝膠法、水解法、溶劑蒸發(fā)法、電化學(xué)法)和氣相法(氣體中蒸發(fā)法、氣相化學(xué)反應(yīng)法、濺射法、流動(dòng)油面上真空沉積法、金屬蒸氣合成法)等2。1.1 化學(xué)合成法化學(xué)合成法是通過化學(xué)反應(yīng)或物相轉(zhuǎn)換，由離子、原子、分子經(jīng)過晶核形成和晶體長(zhǎng)大而制備得到粉體。常用于生產(chǎn)1m以下的微細(xì)顆粒。1

3、.1.1固相法反應(yīng)法固相反應(yīng)法就是把金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混合，研磨后進(jìn)行煅燒，直接得到超微粉或再研磨得到超微粉3。1.1.2液相法液相反應(yīng)合成粉料的優(yōu)點(diǎn)是可將各種參加反應(yīng)的物質(zhì)溶入液體中，使反應(yīng)物在原子/分子水平上均勻混合。免費(fèi)論文。通過控制工藝條件可以獲得顆粒遠(yuǎn)小于1m的粉體，而且粒度分布較窄。1.1.3氣相法氣相法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，使之在氣態(tài)下發(fā)生物理變化或者化學(xué)反應(yīng)，最后在冷卻過程中凝聚長(zhǎng)大形成超微粉的方法。1.2 物理粉碎法物理粉碎法是通過機(jī)械力的作用，使物料粉碎。物理粉碎法相對(duì)于化學(xué)合成法，成本較低，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大。機(jī)械粉碎法目前一般用于生

4、產(chǎn)大于1m的粉體物料。少數(shù)設(shè)備，如攪拌磨、氣流磨等也可生產(chǎn)小于1m的物料。該法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大、成本低，工藝較合成法簡(jiǎn)單。1.2.1氣流粉碎機(jī)氣流粉碎機(jī)以沖擊粉碎為主，粉碎作用力主要為沖擊力。高速氣流使顆粒獲得極高的速度，使它們互相沖擊碰撞，或者與固定靶板發(fā)生沖擊而破碎。粉碎出的產(chǎn)品最大粒徑可至10m以下，顆?；钚源?，純度高，分散性好。目前氣流粉碎機(jī)已經(jīng)成為國內(nèi)外用于超細(xì)粉體加工的主要設(shè)備。然而，氣流粉碎機(jī)安裝復(fù)雜，能耗大，生產(chǎn)成本較高4。1.2.2液流粉碎機(jī)以液流為介質(zhì)攜帶被粉碎物質(zhì)，在特定粉碎腔內(nèi)發(fā)生相互碰撞，或者與固定靶板相撞，使該物質(zhì)破碎，細(xì)度可達(dá)到亞微米或納米級(jí)。液體粉碎機(jī)可以生產(chǎn)出無

5、污染、純度高、不分層及不沉淀的的產(chǎn)品，可應(yīng)用于醫(yī)藥針劑及乳劑的制備。但是，此種粉碎機(jī)的生產(chǎn)成本較大，生產(chǎn)能力較低。1.2.3機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)沖擊式粉碎機(jī)利用固體物料在外力作用下，如粉碎工件錘、板、棒、球等的打擊產(chǎn)生的機(jī)械作用力，使固體物料由大變小變成細(xì)粉體的過程。主要設(shè)備有高速旋轉(zhuǎn)撞擊式粉碎機(jī)、高速旋轉(zhuǎn)拋射式粉碎機(jī)、行星式球磨粉碎機(jī)、攪拌磨與振動(dòng)磨等5。(1)高速旋轉(zhuǎn)撞擊式粉碎機(jī)是利用輪盤上裝有固定的或活動(dòng)錘子、棒、葉片等，使物料的顆粒與顆粒之間產(chǎn)生高頻率的相互強(qiáng)力撞擊、剪切等作用而細(xì)化，同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)氣流對(duì)極細(xì)顆粒又可以間接傳給能量。(2)高速旋轉(zhuǎn)拋射式粉碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)（錘盤）將被粉

6、碎物料加速， 在離心力的作用下，物料被拋射與外壁發(fā)生碰撞或顆粒與顆粒之間強(qiáng)烈碰撞而粉碎。該機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子、出料篩網(wǎng)組成，它適用于硬度大的脆性物料的超細(xì)粉碎。(3)行星式球磨機(jī)是利用機(jī)械力化學(xué)生產(chǎn)超細(xì)粉體材料的機(jī)械，行星式球磨機(jī)優(yōu)點(diǎn)是充分利用機(jī)械力化學(xué)的作用在進(jìn)行超細(xì)粉碎的同時(shí)進(jìn)行表面改性。(4)攪拌磨 轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌器將動(dòng)能傳遞給研磨介質(zhì)，使研磨介質(zhì)之間產(chǎn)生相互撞擊和研磨的雙重作用，從而使被研磨的物料更加細(xì)化，該設(shè)備具有粉碎效果好、分布范圍窄的特點(diǎn)。(5)振動(dòng)磨主要通過筒體的振動(dòng)來傳遞動(dòng)能，其振動(dòng)是靠筒體及支承彈簧組成， 通過調(diào)節(jié)振動(dòng)的振幅與頻率參教、介質(zhì)種類、介質(zhì)粒徑等，它既可用于干式粉碎又可用

7、于濕式粉碎。2.超細(xì)粉體材料的應(yīng)用超細(xì)粉體由于粒度細(xì)、質(zhì)量均勻，因而具有比表面積大、表面活性高、化學(xué)反應(yīng)速度快、溶解速度快、燒結(jié)體強(qiáng)度大以及獨(dú)特的電性、磁性、光學(xué)性等，因而廣泛應(yīng)用于許多技術(shù)領(lǐng)域。2.1 超細(xì)材料在電子信息行業(yè)中的應(yīng)用目前，各種電子元件正趨向小型化、超小型化6。超細(xì)微粉應(yīng)用于微電子工業(yè)的典型代表有電子漿料、磁記錄材料以及電子陶瓷粉料。電子漿料是微電子領(lǐng)域必不可少的電極材料，它被敷于導(dǎo)電體、介電體和絕緣體的表面。超細(xì)針狀的-Fe2O3開發(fā)的錄音帶、錄像帶等磁記錄產(chǎn)品具有穩(wěn)定性好、信噪比高、失真小等優(yōu)點(diǎn)。電子陶瓷粉料是以高純超細(xì)鈦酸鋇粉體為主要成分的陶瓷原料，主要用于電子陶瓷粉料介

8、質(zhì)陶瓷等的制造。2.2 超細(xì)材料在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用當(dāng)藥物粉碎到10m-1m時(shí)藥物就會(huì)出現(xiàn)定量、準(zhǔn)確、易吸收、特異性、靶向性等新的優(yōu)點(diǎn)，外用或內(nèi)服時(shí)可提高吸收率、療效及利用率，適當(dāng)條件下可改變劑型，如微米、亞微米及納米藥粉制成的針劑7，能充分地發(fā)揮藥效，減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。2.3 超細(xì)材料在輕工、化工行業(yè)中的應(yīng)用目前許多精細(xì)化工產(chǎn)品、催化劑或觸煤劑都要求原料粒度微細(xì)且均勻。如牙膏、清洗劑、化妝品以及各種軟膏的添加劑等。超細(xì)非金屬礦物材料在化工行業(yè)占重要地位。比如采用濕化學(xué)法制造超細(xì)高純Al2O3粉體,因其具有機(jī)械強(qiáng)度高、高溫絕緣電阻高、耐腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等性能,已被廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)中8。2.

9、4 在食品工業(yè)中的應(yīng)用食品行業(yè)采用超微粉碎技術(shù)可以提高食品營養(yǎng)價(jià)值的利用率，制造新型功能食品或新型添加劑，開發(fā)新型軟飲料；最大限度地保留食品中的生物活性成分，提高發(fā)酵、酶解過程的化學(xué)反應(yīng)速度，有利于機(jī)體對(duì)食品營養(yǎng)成分的吸收等9。3.結(jié)語目前化學(xué)合成法存在的問題有：由于化學(xué)合成的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、而產(chǎn)量卻不高,使得化學(xué)合成法在制備超細(xì)粉體方面應(yīng)用不廣。而物理粉碎法成本較低,工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,產(chǎn)量大。因此,物理粉碎法是目前制備超細(xì)粉體材料的主要方法。然而任何一種粉磨機(jī)械都存在其相應(yīng)的極限,即用該機(jī)械不可能生產(chǎn)出顆粒全部小于該極限的粉體。一般來講機(jī)械粉磨的極限在 015m左右。參考文獻(xiàn)1 房永廣,梁

10、志誠,彭會(huì)清,等.超細(xì)粉體材料的制備技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用形勢(shì)J.化工礦物與加工,2005(03):34.2 徐羽展.超細(xì)粉體的制備方法J.浙江教育學(xué)院學(xué)報(bào).2005(05).53.3 FengLi,XianghuaYu,HongjunPan,etal.Synthesesof MO2(M=Si,Ce,Sn)nanoparticlesby solid-state reactions at ambient temperatureJ.Solid State Sciences,2000,2(8):767-772.4 劉維平,邱定蕃,盧惠民,等.納米材料制備方法及應(yīng)用領(lǐng)域J.化工礦物與加工,2003,12):1-6.5 卞景娟.超細(xì)粉體設(shè)備的原理及分類J.機(jī)電信息,2006(23):13-15.6 劉宏英,李春俊,白華萍,李鳳生,等.超細(xì)粉體的應(yīng)用及制備J.江蘇化工,2001(01):30.7 張汝冰.納米技術(shù)在生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用J.現(xiàn)代化工,199