论文导读：近年来超细粉体材料作为重要的结构和功能材料，成为最受关注的新材料之一。化学合成法是通过化学反应或物相转换，由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体。液体粉碎机可以生产出无污染、纯度高、不分层及不沉淀的的产品，可应用于医药针剂及乳剂的制备。
关键词：超细粉体，制备，应用
0.引言：
近年来超细粉体材料作为重要的结构和功能材料，成为最受关注的新材料之一。
超细粉体从广义上讲是从微米级到纳米级的一系列超细材料，在狭义上讲是从微米级、亚微米级到100纳米以上的一系列超细材料。免费论文。免费论文。材料被破碎成超细粉体后缺陷的中心原子以及其本身具有的表面效应、量子体积效应、量子尺寸效应、介电限域效应和宏观量子隧道效应，使纳米材料在光、电、磁等方面表现出常规材料不具备的特性，因而广泛应用于电子信息、化工、冶金、轻工、医学和食品等领域[1]。
1.超细粉体的加工与制备
目前，超细粉体的制备方法包括物理粉碎法（机械粉碎法）和化学合成法。化学合成法主要有固相反应法、液相法(沉淀法、水热法、微乳液法、溶胶凝胶法、水解法、溶剂蒸发法、电化学法)和气相法(气体中蒸发法、气相化学反应法、溅射法、流动油面上真空沉积法、金属蒸气合成法)等[2]。
1.1 化学合成法
化学合成法是通过化学反应或物相转换，由离子、原子、分子经过晶核形成和晶体长大而制备得到粉体。常用于生产1μm以下的微细颗粒。
1.1.1固相法反应法
固相反应法就是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合，研磨后进行煅烧，直接得到超微粉或再研磨得到超微粉[3]。
1.1.2液相法
液相反应合成粉料的优点是可将各种参加反应的物质溶入液体中，使反应物在原子/分子水平上均匀混合。免费论文。通过控制工艺条件可以获得颗粒远小于1μm的粉体，而且粒度分布较窄。
1.1.3气相法
气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质转变为气体，使之在气态下发生物理变化或者化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成超微粉的方法。
1.2 物理粉碎法
物理粉碎法是通过机械力的作用，使物料粉碎。物理粉碎法相对于化学合成法，成本较低，工艺相对简单，产量大。机械粉碎法目前一般用于生产大于1μm的粉体物料。少数设备，如搅拌磨、气流磨等也可生产小于1μm的物料。该法的优点是产量大、成本低，工艺较合成法简单。
1.2.1气流粉碎机
气流粉碎机以冲击粉碎为主，粉碎作用力主要为冲击力。高速气流使颗粒获得极高的速度，使它们互相冲击碰撞，或者与固定靶板发生冲击而破碎。粉碎出的产品最大粒径可至10μm以下，颗粒活性大，纯度高，分散性好。目前气流粉碎机已经成为国内外用于超细粉体加工的主要设备。然而，气流粉碎机安装复杂，能耗大，生产成本较高[4]。
1.2.2液流粉碎机
以液流为介质携带被粉碎物质，在特定粉碎腔内发生相互碰撞，或者与固定靶板相撞，使该物质破碎，细度可达到亚微米或纳米级。液体粉碎机可以生产出无污染、纯度高、不分层及不沉淀的的产品，可应用于医药针剂及乳剂的制备。但是，此种粉碎机的生产成本较大，生产能力较低。
1.2.3机械冲击式粉碎机
冲击式粉碎机利用固体物料在外力作用下，如粉碎工件锤、板、棒、球等的打击产生的机械作用力，使固体物料由大变小变成细粉体的过程。主要设备有高速旋转撞击式粉碎机、高速旋转抛射式粉碎机、行星式球磨粉碎机、搅拌磨与振动磨等[5]。
(1)高速旋转撞击式粉碎机是利用轮盘上装有固定的或活动锤子、棒、叶片等，使物料的颗粒与颗粒之间产生高频率的相互强力撞击、剪切等作用而细化，同时高速旋转气流对极细颗粒又可以间接传给能量。
(2)高速旋转抛射式粉碎机是利用高速旋转的机构（锤盘）将被粉碎物料加速， 在离心力的作用下，物料被抛射与外壁发生碰撞或颗粒与颗粒之间强烈碰撞而粉碎。该机由转子、定子、出料筛网组成，它适用于硬度大的脆性物料的超细粉碎。
(3)行星式球磨机是利用机械力化学生产超细粉体材料的机械，行星式球磨机优点是充分利用机械力化学的作用在进行超细粉碎的同时进行表面改性。
(4)搅拌磨 转动的搅拌器将动能传递给研磨介质，使研磨介质之间产生相互撞击和研磨的双重作用，从而使被研磨的物料更加细化，该设备具有粉碎效果好、分布范围窄的特点。
(5)振动磨主要通过筒体的振动来传递动能，其振动是靠筒体及支承弹簧组成， 通过调节振动的振幅与频率参教、介质种类、介质粒径等，它既可用于干式粉碎又可用于湿式粉碎。
2.超细粉体材料的应用
超细粉体由于粒度细、质量均匀，因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等，因而广泛应用于许多技术领域。
2.1 超细材料在电子信息行业中的应用
目前，各种电子元件正趋向小型化、超小型化[6]。超细微粉应用于微电子工业的典型代表有电子浆料、磁记录材料以及电子陶瓷粉料。电子浆料是微电子领域必不可少的电极材料，它被敷于导电体、介电体和绝缘体的表面。超细针状的γ-Fe2O3开发的录音带、录像带等磁记录产品具有稳定性好、信噪比高、失真小等优点。电子陶瓷粉料是以高纯超细钛酸钡粉体为主要成分的陶瓷原料，主要用于电子陶瓷粉料介质陶瓷等的制造。
2.2 超细材料在医药行业中的应用
当药物粉碎到10μm-1μm时药物就会出现定量、准确、易吸收、特异性、靶向性等新的优点，外用或内服时可提高吸收率、疗效及利用率，适当条件下可改变剂型，如微米、亚微米及纳米药粉制成的针剂[7]，能充分地发挥药效，减轻患者的经济负担。
2.3 超细材料在轻工、化工行业中的应用
目前许多精细化工产品、催化剂或触煤剂都要求原料粒度微细且均匀。如牙膏、清洗剂、化妆品以及各种软膏的添加剂等。超细非金属矿物材料在化工行业占重要地位。比如采用湿化学法制造超细高纯Al2O3粉体,因其具有机械强度高、高温绝缘电阻高、耐腐蚀性和导热性良好等性能,已被广泛应用于化工行业中[8]。
2.4 在食品工业中的应用
食品行业采用超微粉碎技术可以提高食品营养价值的利用率，制造新型功能食品或新型添加剂，开发新型软饮料；最大限度地保留食品中的生物活性成分，提高发酵、酶解过程的化学反应速度，有利于机体对食品营养成分的吸收等[9]。
3.结语
目前化学合成法存在的问题有：由于化学合成的生产工艺复杂、成本高、而产量却不高,使得化学合成法在制备超细粉体方面应用不广。而物理粉碎法成本较低,工艺相对简单,产量大。因此,物理粉碎法是目前制备超细粉体材料的主要方法。然而任何一种粉磨机械都存在其相应的极限,即用该机械不可能生产出颗粒全部小于该极限的粉体。一般来讲机械粉磨的极限在 015μm左右。
参考文献
[1] 房永广,梁志诚,彭会清,等.超细粉体材料的制备技术现状及应用形势[J].化工矿物与加工,2005(03):34.
[2] 徐羽展.超细粉体的制备方法[J].浙江教育学院学报.2005(05).53.
[3] FengLi,XianghuaYu,HongjunPan,etal.Synthesesof MO2(M=Si,Ce,Sn)nanoparticlesby solid-state reactions at ambient temperature[J].Solid State Sciences,2000,2(8):
767-772.
[4] 刘维平,邱定蕃,卢惠民,等.纳米材料制备方法及应用领域[J].化工矿物与加工,2003,12):1-6.
[5] 卞景娟.超细粉体设备的原理及分类[J].机电信息,2006(23):13-15.
[6] 刘宏英,李春俊,白华萍,李凤生,等.超细粉体的应用及制备[J].江苏化工,2001(01):30.
[7] 张汝冰.纳米技术在生物及医学领域的应用[J].现代化工,1999,19(7):49-51.
[8] 付信涛.超细粉体材料的应用.中国粉体网.2005(02):46.
[9] 刘树立,王春艳,盛占武,等.超微粉碎技术在食品工业中的优势及应用研究现状[J].四川食品与发酵.2006(6):5-7. try{var s = window.name;parent.MM[s].initIframe();}catch(e){}
|
