【技術】超細粉體的特性及其應用簡介

1.超細粉體概述

1.1超細粉體的定義

對于超細粉體的粒度界限,目前尚無完全一緻的說法。各國、各行業由于超細粉體的用途、制備方法和技術水平的差别,對超細粉體的粒度有不同的劃分,例如日本将超細粉體的粒度定為0.1μm以下。最近國外有些學者将100μm~1μm的粒級劃分為超細粉體,并根據所用設備不同,分為一級至三級超細粉體。對于礦物加工來說,我國學者通常将粒徑小于10μm的粉體物料稱為“超細粉體”。

1.2超細粉體的特性

目前,對超細粉體的特性還沒有完全了解,已經比較清楚的特性可歸納為以下幾點:

(1)比表面積大。由于超細粉體的粒度較小,所以其比表面積相應增大,表面能也增加。比表面積大,使其具有較好的分散性和吸附性能。

(2)活性好。随着粒度的變小,粒子的表面原子數成倍增加,使其具有較強的表面活性和催化性,可起補強作用,具有良好的化學反應性。

(3)熔點低。許多研究表明,物質的粒徑越小,其熔點就越低。

(4)磁性強。超細粉體的體積比強磁性物質的磁疇還小,這種粒子即使不磁化也是一個永久磁體,具有較大的矯頑力,是制造高密度記錄磁帶的優良原料。

(5) 光吸收性和熱導性好。超細粉體特别是超細金屬粉體,當粒度小于100nm以後,大部分呈黑色,且粒度越細色越黑,這是光完全被金屬粉體吸收的緣故。

2超細粉體的應用

超細粉體不僅本身是一種功能材料,而且為新的功能材料的複合與開發展現了廣闊的應用前景。超細粉體由于粒度細、分布窄、質量均勻,因而具有比表面積大、表面活性高、化學反應速度快、溶解速度快、燒結體強度大以及獨特的電性、磁性、光學性等,因而廣泛應用于許多技術領域。

2.1化工、輕工行業

超細粉體可用作填料填充PP和PVC等塑料,降低原料成本,改善制品性能。将石墨加工成GRT節能減磨添加劑,可改善機械潤滑性,節約汽車燃油,減少大修次數;超細高嶺土作紙張填料,能提高紙的白度,提高産品檔次;另外還可将許多超細粉體制成高效催化劑,應用于石油工業的催化裂化。目前還結合低溫、冷凍及脆化技術,将橡膠、塑料和合成樹脂等有機高分子材料加工成有機物超細粉體。

2.1微電子工業

超細粉體在微電子行業中應用的典型代表有電子漿料(TiO2、BaTiO3、Cu)、磁記錄材料(γ--Fe2O3)及電子陶瓷粉料(BaTiO3)。另外還有傳感器(SnO2)和光、電波吸收材料及紅外輻射材料。

2.2醫藥、農藥行業

将農藥加工成超細粉體後,用量可降低20%以上,而農作物卻增産20%左右,有的産品可取代進口;由于血液中的血球大于0.01μm,可制備<0.01μm的超微粒子,注入血管中進行有效的治療或健康檢查;将藥物制成超細粉體(或微膠囊),不僅服用方便,而且可提高有效成分的利用率,降低藥物消耗。

2.3材料工業

超細粉體在現代材料工業中的應用亦受到高度重視。為了加工需要和滿足應用要求,現代工業材料對所用原料都有非常明确的要求。目前國外精細化工和新材料中以超細粉體作為基本原料的已占80%以上,瑞士達95%,粉末原料成本占産品成本的30%~60%。在某種程度上,超細粉體為這些國家在相關領域的研究處于世界領先水平奠定了良好的基礎。

2014年12月30日

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