來(lái)源:山東埃爾派粉體科技有限公司發(fā)布日期:2021-04-21
由于超細(xì)粉體的大比表面積效應(yīng),解決超細(xì)粉體的團(tuán)聚問(wèn)題成為制備超細(xì)粉體過(guò)程中的一大關(guān)鍵技術(shù),因此粉體的表面處理技術(shù)已經(jīng)成為解決超細(xì)粉體團(tuán)聚的一種重要途徑。
超細(xì)粉體的表面處理主要分為超細(xì)粉體的表面修飾和表面包覆。
超細(xì)粉體的表面修飾是:利用有機(jī)物改善粉體的表面化學(xué)與物理的特性,同時(shí),在提高粉體分散性的過(guò)程中也可以給粉體帶來(lái)新的特性。
超細(xì)粉體的表面包覆是:通過(guò)有機(jī)的表面活性劑改變粉體的表面能,進(jìn)而改變粉體在分散體系中相界面之間的界面張力,在粉體表面形成一層具有一定厚度的吸附膜,以此來(lái)改變粉體的表面特性使超細(xì)粉體顆粒之間相互分離,并賦予粉體新的特性。
一、超細(xì)粉體的表面修飾
用于表面改性的有機(jī)物與超細(xì)粉體顆粒之間達(dá)到最大程度的浸潤(rùn),是實(shí)現(xiàn)良好表面修飾效果的前提。改性有機(jī)物與超細(xì)粉體顆粒之間達(dá)到最大程度的浸潤(rùn),就是形成均勻致密的包覆層,其中最重要的就是有機(jī)改性劑在超細(xì)粉體顆粒表面的物理和化學(xué)吸附作用。
物理吸附:就是通過(guò)有機(jī)改性劑與超細(xì)粉體顆粒表面之間的范德華力、靜電引力等物理作用產(chǎn)生的。
化學(xué)吸附:就是利用超細(xì)粉體顆粒外表面的官能團(tuán)等與有機(jī)改性劑之間的化學(xué)反應(yīng)連接在一起產(chǎn)生的。
超細(xì)粉體的表面修飾方法主要包括:靜電吸附、偶聯(lián)劑處理等。
靜電吸附:超細(xì)粉體的表面在不同環(huán)境中會(huì)帶有不同的電荷,選用與目標(biāo)粉體電荷性相反的麗茲行表面改性劑,在靜電作用下便可使表面活性劑吸附到超細(xì)粉體表面。
偶聯(lián)劑處理:偶聯(lián)劑是一種分子量不大,但能同時(shí)與無(wú)機(jī)物和有機(jī)物分別反映的一種化合物。偶聯(lián)劑一端與目標(biāo)粉體進(jìn)行反應(yīng),結(jié)合在其表面,另一端與分散介質(zhì)相互作用,達(dá)到分散的目的。
二、超細(xì)粉體的表面包覆
超細(xì)粉體的蓬勃發(fā)展也促進(jìn)了粉體表面包覆技術(shù)的發(fā)展。超細(xì)粉體表面包覆技術(shù)主要包括機(jī)械混合法、氣相沉積法及化學(xué)法等。
機(jī)械混合法:機(jī)械混合法是利用沖擊力、摩擦力等機(jī)械力將改性劑均勻分布在超細(xì)粉體表面,各組分之間相互擴(kuò)散滲透,形成包覆層。目前主要的應(yīng)用技術(shù)有球磨法和高速氣流沖擊法。
氣相沉積法:此方法主要包括化學(xué)氣相沉積法和霧化液滴沉積法,其原理都是利用在過(guò)飽和體系中的表面改性劑在超細(xì)粉體顆粒表面形成對(duì)超細(xì)粉體顆粒的包覆。
化學(xué)液相法:在溶劑環(huán)境中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),使得表面改性劑對(duì)超細(xì)粉體顆粒進(jìn)行表面包覆。常用的化學(xué)液相法主要包括沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法等。
三、核-殼結(jié)構(gòu)
在超細(xì)粉體的表面處理中,核殼結(jié)構(gòu)是非常值得一說(shuō)的內(nèi)容。通過(guò)表面改性雜質(zhì)對(duì)超細(xì)粉體的表面包覆形成粉體與雜質(zhì)的核-殼結(jié)構(gòu)。
核-殼結(jié)構(gòu):是指具有核與殼結(jié)構(gòu)的物質(zhì),構(gòu)成物質(zhì)的核與殼分別為不同的物質(zhì)。
對(duì)于進(jìn)行表面改性處理的超細(xì)粉體,核就是超細(xì)粉體,一般在幾十到幾百納米自檢,而殼就是改性雜質(zhì),一般在幾納米到幾十納米之間。采用特定的方法對(duì)某種目標(biāo)粉體進(jìn)行核-殼結(jié)構(gòu)的處理,使得此種超細(xì)粉體得到我們想要的性能。改性雜質(zhì)(殼)與超細(xì)粉體顆粒(核)的結(jié)合主要包括三種方式:直接固溶到超細(xì)粉體的內(nèi)部;改性雜質(zhì)偏析于晶界之間;形成表面層。被改性雜質(zhì)(殼)包覆的超細(xì)粉體顆粒(核)在燒結(jié)的過(guò)程中,一般改性雜質(zhì)會(huì)成為燒結(jié)助劑,有利于材料的致密化,并能有效的降低燒結(jié)溫度。