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描述一种纳米粉体的制备方法(纳米粉体制备中为什么不容易制备分散性良好的纳米粉体)

描述一种纳米粉体的制备方法(纳米粉体制备中为什么不容易制备分散性良好的纳米粉体) 形貌和粒度控制在纳米粉体制备中的重要性。

一种材料的性能主要取决于它的成分和结构;就粉体材料而言,其特殊性、颗粒形貌和粒度也是决定粉体材料性能的重要因素。

1前言

功能材料是有色金属的重要应用形式之一,如金、银、铂族、铜、镍粉用于制备电子浆料和导电胶。用于锌粉防腐涂层和碱性锌锰电池电极材料;镍和钴的氧化物用作镍氢、锂离子和固体氧化物燃料电池的电极材料;二氧化锡用于银氧化锡电接触材料等。,不胜枚举。有色金属功能粉体材料的制备已成为产业链延伸、产品深加工和增值的重要方向,是高新技术发展的重要基础。因此,研究功能粉体材料具有重要的意义。

一种材料的性能主要取决于它的成分和结构;就粉体材料而言,其特殊性、颗粒形貌和粒度也是决定粉体材料性能的重要因素。

本文综述了微纳米粉体制备的形貌和粒径控制以及国内外的研究进展。

2形貌和粒度控制的重要性和复杂性

2.1纳米粉末形态要求示例

对微纳米粉末的粒度和形态的要求因应用而异。三氧化铁&α;、β;、γ;三种晶体形式。其中,用作水煤气变换反应和丁烷脱氢反应催化剂的氧化铁的要求为α;晶型,磁性记录介质对超细氧化铁磁粉的要求是γ晶型,粒径小于0.3pm,形状为针状,长径比大于8。此外,使用& alpha-氧化铁

它优选为杆状、盘状或片状。

A12O3具有α;、γ;、θ;、& eta八种晶型,用作催化剂和载体的氧化铝应为&η;-al2o 3或γ;-al2o 3,而α;氧化铝是一种重要的陶瓷材料。主要有三种氧化铝水合物和两种一水合物。对阻燃材料的要求是三水合物,粒度细,级配合理,透明度好,颗粒形状为片状和棱柱状。

用作镍氢电池材料的球形氢氧化镍粉末,要求其粒径具有一定的分布宽度,以便小颗粒填充在大颗粒的空间隙中,提高电极的能量密度。但作为制备电子工业用氧化镍粉末的煅烧前驱体,要求粒度达到亚微米级,且分布尽可能窄。

表2.1还列出了一些工业产品对颗粒形状的要求,纳米粉体在应用中有这样的特殊要求。

2.2形态和粒度控制的复杂性

在超细粉体的制备过程中,控制粒径和形貌是相当困难的,这主要是由于制备过程本身的复杂性。液相沉淀是最广泛使用的湿磨方法之一。它具有铣削质量好、方法简单、成本低、易于扩大生产等优点而得到广泛应用。该方法的沉淀反应是湿粉末制备中的关键步骤之一,对最终粉末颗粒的粒径和形貌有决定性的影响。

控制颗粒尺寸和形态的物理模型也非常复杂。产品和过程之间存在耦合互动关系。在实际应用过程中,我们必须充分利用系统的边界条件、限制或某些特殊条件来简化某些项,以便更方便、更合理地进行计算、求解和讨论,而求解过程本身是非常繁琐的。

因此,控制粉末颗粒的形态和粒度是一个复杂的过程。

2.3形貌和粒度控制的意义

粉末的粒度和分布是最基本的形态特征,基本上决定了粉末的整体和表面特征。此外,粉末的结构和形貌特征还包括粉末的形状、化学成分、内外表面积、体积和表面缺陷等,这些共同决定了粉末的综合性能。因此,近年来,粉体结构和粒度的控制逐渐成为粉体研究的重要内容。

在大多数粉体材料的制备过程中,对颗粒的大小和形貌都有特殊的要求。不同应用领域对功能粉体材料形貌和粒径的多样化要求,为粉体材料制备技术的发展提出了新的课题,即在其制备和加工过程中对颗粒形貌和粒径的控制。因此,在微纳米粉体的制备过程中,根据其应用要求控制粉体的结构和形貌具有重要意义。

在功能粉体材料的制备和加工中,颗粒形貌和粒径的控制往往依赖于颗粒形成机理的分析。颗粒形成机理的揭示是粉末形貌和粒度控制的基础。颗粒形成的机理如图3.1所示。

在湿化学沉淀过程中,粉体颗粒的形成经历了成核、生长、团聚等过程。

2.4团聚

所谓纳米粉体的团聚,是指原纳米粉体在制备、分离、处理和储存过程中相互连接,由多个颗粒形成大的颗粒簇的现象。细颗粒由于粒径小,表面原子比例大,比表面积大,表面能大,团聚颗粒能量不稳定,容易团聚在一起,容易团聚形成二次颗粒,使粒径变大。

在湿化学法制备粉体材料中,团聚是颗粒生长的主要方式。该团聚机制不仅可以制备单分散球形颗粒,还可以制备椭球形、棒状和立方非球形粉体。在湿磨过程中,团聚通常是在高浓度、过饱和、有表面活性物质存在的条件下进行的,前驱体一般为纳米级。

 
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