超细粉体的应用及制备_刘宏英
应用与开发超细粉体的应用及制备
刘宏英,李春俊,白华萍,李凤生(南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所,江苏南京210094)摘要:介绍了超细粉体在国民经济各领域的应用,研究了各种超细粉体的制备技术、分级技术及设备的性能特点,分析了国内外相关技术,对超细粉体技术今后的发展和研究方向提出了建议。关键词:超细粉碎;制备;分级中图分类号:TB44 文献标识码:A 文章编号:1002-1116(2001)01-0030-03 超细粉体技术是指制备与使用超细粉体及其相关的技术。其研究内容包括超细粉体的制备技术,分级技术,分离技术,干燥技术,输送、混合与均化技术,表面改性技术,粒子复合技术,检测及应用技术等。南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所在国内率先开展了易燃易爆材料、纤维材料、塑性材料和刚柔混合材料等特殊材料的超细粉碎、混合、乳化、分级与表面改性技术研究。经过多年的研究和实际应用,取得了一些成功的经验。目前该技术与设备已广泛用于军民各个领域,为国防现代化和国民经济的发展作出了一定的贡献。由于超细粉体技术是一门综合性很强的技术,涉及知识面很广,本文就超细粉体的应用、超细粉碎技术、分级技术作简要综述。1 超细粉体应用的研究进展超细粉体不仅本身是一种功能材料,而且为新的功能材料的复合与开展展现了广阔的应用前景[1]。超细粉体由于粒度细、分布窄、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高新技术领域。1.1 在材料领域的应用超细粉体在材料领域应用广泛。如磁性材料、隐身隐形材料、高耐磨及超塑材料、新型冶金材料及建筑材料。利用超细陶瓷粉可制成超硬塑性抗冲击材料,可用其制造坦克和装甲车复合板,这种复合板较普通坦克钢板重量轻30%~50%,而抗冲击强度较之提高1~3倍,是一种极好的新型复合材料[2]。将固体氧化剂、炸药及催化剂超细化后,制成的推进剂的燃烧速度较普通推进剂的燃烧速度可提高1~10倍[3],这对制造高性能火箭及导弹十分有利。1.2 在化工领域的应用将催化剂超细化后可使石油的裂解速度提高1~5倍,赤磷超细化后不仅可制成高性能燃烧剂,而且与其它有机物反映可生成新的阻燃材料。油漆、涂料、染料中固体成分超细化后可制成高性能高附着力的新型产品。在造纸、塑料及橡胶产品中,其固体填料如:重质碳酸钙、氧化钛、氧化硅等超细化后可生产出高性能的铜板纸、塑料及橡胶产品。1.3 在生物医药领域的应用医药经超细化后,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、亚微米及纳米药粉可制成针剂使用[4]。在医疗诊断方面可将超细粉经适当处理后注入或服入人体内进行各种病理诊断。南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所已成功地为上海XX医药公司、常州XX公司及浙江XX公司等单位生产了大量超细硫糖铝及超细阿基诺维奇等药,产品性能提高,达到国际标准,因而大第29卷第1期2001年2月 江苏化工 JiangsuChemicalIndustry Vol.29No.1 Feb.2001
收稿日期:2000-10-18作者简介:刘宏英(1954年出生),女,江苏南京人,高级工程师,1980年毕业于华东工学院机械制造专业,长期从事超细粉体物料的制备、粉碎、分级等技术研究,已发表论文数篇。量出口创汇,价格显著提升,产生了良好的经济效益和社会效益。1.4 在中医药保健食品中的应用超细粉体技术扩展到中草药及保健食品中,扩大了人类的食品源,使得有营养,但因无法直接被人体吸收的植物变成了高档的营养性保健食品。经超细化的中药材大大提高了有效成分的溶出速度和利用率,且服用方便,避免了繁杂的煎煮。再如茶叶、灵芝、孢子、花粉、螺旋藻、蔬菜、水果、珍珠、蚕丝、人参、贝壳、蛇、蚂蚁、甲鱼、动物和鱼类的鲜骨及脏器的超细化,都为人类提供了大量的新型纯天然高吸收率的保健食品。目前南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所已成功的研制出粉碎上述物料的技术,并可使灵芝孢子、花粉在常温下100%破壁。近几年来已在全国建成了多条生产线,利用该技术已取得了很好的社会效益和经济效益。1.5 在日用化工领域的应用在美容、护肤、化妆品方面超细粉体的作用十分重要。如护肤防晒膏中,加入超细蚕丝粉具有良好的防紫外线作用。由于它是一种含有大量蛋白质的天然有机物,进入皮肤毛孔后,易被内分泌物溶化吸收,不仅不堵塞皮肤毛孔而且还会起到一定的营养皮肤的作用。这种新型产品研究成功的关键是如何采用超细粉体技术及设备将极难超细化的蚕丝纤维粉碎到5μm以下,使毛孔内分泌物快速溶化。南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所成功地研究出了d50<5μm的超细蚕丝粉、超细珍珠粉,用其制成的珍珠粉饼和珍珠丝素粉饼受到了用户的欢迎,养颜美容护肤效果十分好。1.6 在废弃物再生与综合利用方面的应用废地毯、废电缆、废汽车轮胎等如何再生利用是环保的需要,也是经济建设的需要。将这些废物回收处理再利用已成为各界关注的课题。将废物粉碎处理,制成各类材料,针对环境与资源的综合利用课题,越来越被国内外研究机构重视,有关这类的研究报道逐年增加。如炉渣的粉碎,作为填料加入建筑材料中,不仅减轻重量而且经济耐用。2 超细粉碎技术进展自80年代以来,国内对超细粉体的认识有了较大的提高,许多单位都投入大量的人力物力在进行研究、开发和利用。有些方面的研究工作与国外相比已处于较先进的水平。例如:纳米材料的研究在国际上排名第五,居美、日、英、德之后,与法国、俄罗斯相当。易燃易爆材料的超细粉体制备与应用及刚柔混合材料的超细化等与国际先进水平相当。但总体水平与先进国家相比尚有一定的差距。这主要表现在硬件和软件方面。例如超细粉体技术的基础理论工作开展甚少,缺少全面系统的理论研究。超细粉体的制备及分级的设备品种与档次尤其是自动控制,机电一体化方面与国外差距较大,再者用于制造超细研磨设备的材料及制造工艺与国外尚有一定的差距。超细粉体的表面改性工作,我国已开展了一定的研究,而复合超细粒子的制备技术则刚刚起步,与先进国家相比则差距较大。因此对国内研究人员来说,面临的任务是艰巨的,要迎头赶上先进国家必须要下大的决心,花大力气研究出适合我国国情的粉碎新设备,以满足市场日益增长的需求。2.1 气流式粉碎机气流式粉碎机是在高速气流作用下,物料通过本身颗粒之间的撞击,气流对物料的冲击、剪切、摩擦等作用以及物料与其它部件的冲击、摩擦、剪切作用而使物料粉碎。随着科学技术的不断发展,人们对这类粉碎机进行了不断的改进,先后出现了扁平式、循环式、对撞式、流化床式、靶式、超音速气流磨等,广泛应用于化工、材料、冶金、非矿、农药、电子、食品、医药、军工等领域。气流粉碎机在超微粉碎领域的应用虽然仍存在粉碎极限的局限性,以及能量利用率低的缺点,但它仍还在许多领域被用于制造超细粉体。南京理工大学超细粉体与表面科学研究所研制的GQF系列圆盘式气流粉碎机采取了防止静电和火花产生的措施,内腔是采用导电率高的超硬、高耐磨材料作衬里,克服了目前普通圆盘式气流粉碎机的许多缺点。因此,特别适用于易燃易爆材料、热敏性材料的超细化。另外对该机的磨腔进行了优化设计,所以其产品较普通圆盘式气流粉碎机生产出的产品更细。2.2 高速旋转撞击式粉碎机高速旋转撞击式粉碎机由于结构及作用力方式不同又分为销棒粉碎机、摆锤式粉碎机、轴流式粉碎机等。这种类型的粉碎机主要是利用高速旋转的部件产生强大的强冲击力、剪切力、摩擦力而使物料被粉碎。如配以合适的分级装置并进行循环粉碎,则可以获得理想的超细粉体。这种类型的粉碎机由于结构简单、占地面积小、操作方便、生产能力大、生产成本低、能耗低、易拆卸保养、价格较低廉而深受用31第29卷第1期 刘宏英等:超细粉体的应用及制备户欢迎。目前已广泛应用于化工、药品、材料、冶金、食品等行业。此类粉碎机超细程度好,可使物料粉碎到10μm以下。这种类型的粉碎机不仅用途广,而且安全可靠。并可一机多用,具有粉碎、分散、混合、输送等多种功能。因此国内外对这类粉碎机的研究较充分,而且粉碎形式多样化。根据其粉碎方式可分为干式粉碎机型及湿式粉碎机型。例如南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所研制的LS型液固式流能粉碎机,适用于易燃易爆材料,如火药、炸药、涂料等。如研制的GSF型高速粉碎机,适用于中药材及食品的粉碎。对于纤维及韧性材料,则需要采用相对旋转粉碎方式进行粉碎。2.3 搅拌研磨机搅拌研磨机是依靠磨腔中机械搅拌棒、齿或片带动研磨介质运动,利用研磨介质间的挤压力和剪切力使物料粉碎。同常规球磨机相比,搅拌式研磨机采用高速度和高介质充填率及小介质球尺寸,小介质球提高了超细物料的研磨效率,适用于不同产品粒度和物料性质的各种搅拌式研磨机。特别是立式搅拌研磨机,以其结构简单、操作容易、维护方便等优点成为目前工业上应用最广泛的细磨设备之一。南京理工大学超细粉体与表面科学技术研究所设计出了一种LG型直立式搅拌研磨粉碎机,该机可使MnO2粉碎到d97<1μm、重质碳酸钙及高岭土d98<2μm、猛炸药d98<1μm而且安全可靠。3 超细粉体分级技术进展在现代各工业领域的使用中,往往要求超细粉体产品处于一定的粒度范围。粉碎过程中往往只有一部分产品达到了要求,而另一部分还需要继续粉碎。如果不及时排出细粉,往往引起能源浪费,且有过粉碎现象。当颗粒细化到一定程度后,出现粉碎与团聚的现象,甚至因颗粒团聚变大而使粉碎工艺恶化。解决这一问题的关键是设置超分级设备,与超细粉碎机配合使用,将合格的细产品及时分离出来,粗粒返回再粉碎,以提高粉碎效率降低能耗。随着所需粉体细度的提高和产量的增加,分级技术的难度也越来越高,粉体分级问题已成为制药机械制备粉体技术发展的关键[5]。在不同的分级原理下,可得不同的分级粒径。干式机械分级通常都是以干燥空气作为介质。到目前为止,能在工业领域实际应用的干式机械分级装置,都是基于离心力场的分级原理而设计的。最典型的方法是在各种分级设备内引入特定的机械运动装置,以增大颗粒在分级机内所受到的离心力,达到提高分离因素、增加分级速度、提高分级精度等目的。这类分级装置通常采用圆盘、叶轮或涡轮等作为分级机的运动部件,以产生强大的离心分级力场。研究表明对于微米材料来说采用重力分级能实现理想的分级效果,而对于亚微米及纳米材料来说是不能实现理想的分级效果。其原因是由于粒径都很小,而粒径与粒径之间的差所引起的重力或离心力的差也很小,因而无法实现大小不同的粒径粒子的分级。目前研究较多且有一定价值的分级原理有微孔隙分级、膜分级、磁场力分级、热力场分级等等。在工业应用中,市场对分级的需求越来越多,选择分级设备时必须充分注意以下几点:(1)分级效率与分级精度分级效率是评判一种分级方法优劣的重要指标,在工业化应用中,这一指标十分重要。对于某一分级方法即使分级出的产品分布范围很窄,但分级效率很低,在工业化生产中仍无实际应用价值。理想分级是把颗粒在分级点彻底的分开,即小于分级粒径的颗粒不混入粗粒产品中,大于分级粒径的颗粒不混杂在细粒产品中,这时分级效率100%,衡量分级效果优劣的分级效率,要能够定量确定分级清晰程度,并能全面完整的评价起初分级效果。(2)分级机的能量消耗与处理量分级机、除尘器和引风机几部分的能耗总和与处理量的比值为比能量消耗,可全面反映分级过程的经济性。这一点选择分级设备时应特别注意。4 结语超细粉体技术是一门跨学科跨行业的新兴技术,今后的发展仍将主要集中在超细粉体的制备、性能及应用三个方面。超细粉体技术主要在于研究新的制备原理、新的制备方法及新的设备,目的在于:(1)能制备出粉体粒度更细、分布更窄更均匀、分散性更好、表面特性更优越的超细粉体,以及复合多功能超细粉体。(2)设备的生产能力大、产量高、能耗低、耐磨性好,对产品无污染,使用寿命长。(3)工艺简单,生产连续,自动化程度高,产品质量高,生产安全可靠。(下转第38页)32 江苏化工 2001年2月
Y2O3:Eu超细粉体的制备及其在聚丙烯中的应用
第2 4卷 第3期
2O11年6月 石油化工高等学校学报 J()URNAI ()F PETRoCHEMICAI UNIVERSITIES Vo1.2 4 NO.3 Jun.2Oll
文章编号:1006—396X(2011)03—0064—06
Y2 O 3:Eu超细粉体的制备及其
在聚丙烯中的应用
孟言俊, 贺彬艳, 郭绍辉
(中国石油大学理学院,北京102200)
摘 要: 利用微波辅助溶胶凝胶法得到纳米Y。0。:Eu红色荧光粉。对前驱体和试样进行了红外(FTIR)微结 构分析,从试样显微结构分析了微波辐射加热机制。借助X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱(PI ), 对所得粉体进行了表征。结果表明,在700 C的温度下保温2 h所得Yz0。:Eu粉体具有较佳的综合性能,96.3 的 颗粒分布在1 5~27 nm,且具有较好的荧光强度。扫描电镜(SEM)照片表明,Yz 0。:Eu粉体呈疏松状分布,其表现 软团聚尺寸小于100 nm。考察了YzO。:Eu粉体在聚丙烯(pp)中的成核、荧光和分散效果。结果表明,所添加的微 量的Y O。:Eu粉体具有成核作用,有利于粉体在pp中均匀分散,但pp样品荧光强度随着粉体添加量的增加而提
高。 关键词: 微波辐射; 超细粉体; Y。O3:Eu; 分散; 聚丙烯 中图分类号: TQ59 文献标识码:A doi:10.3696/j.issn.1006—396X.2011.O3.016
The Preparation and Application 0f Y2()3:Eu
Ultra~Fine Powder in P0lypr0pylene
MENG Yan—iUll,HE Bin—yan,GUO Shao—hui
(College of Science,China University of Petroleum,Beijing 102200,P R.China) Received 16 June 2011;revised 20 June 2011;accepted 22 J/Jne 2011
四氧化三钴粉末的制备与应用
四氧化三钴粉末的制备与应⽤
四氧化三钴粉末的制备与应⽤
胡雷,刘志宏
中南⼤学冶⾦科学与⼯程学院,长沙(410083)
E-mail:Lizarazu82@/doc/5ba7843767ec102de2bd89fb.html
摘要:四氧化三钴是⼀种重要的功能材料,本⽂介绍了Co3O4粉末的⼀些新的制备⽅法,包括室温固相反应法、机械球磨
法、⽔热-固相反应法、加压氧化法以及(ISC-Co)热分解法,并对四氧化三钴粉末的应⽤进⾏了综述。
关键词:超细Co3O4粉体,制备⽅法,应⽤
1. 引⾔
纳⽶材料由于具有与普通材料不同的若⼲特性[1-3],如⼩尺⼨效应、表⾯效应、吸波效应等⽽引起科技界的⼴泛重视。因此合
成新的超细材料和研究新的合成⽅法是⽬前研究的热点。
Co3O 4是⼀种优良的功能材料,它被⼴泛的应⽤于锂离⼦电池、硬质合⾦、催化剂、颜料、有⾊玻璃、陶瓷等⽅⾯。锂离⼦
⼆次电池由于具有单位电池电压⾼、⽐能量⾼、⾃放电低、安全、⽆污染和性能稳定等⼀系列优点⽽逐渐代替Ni-MH电池成为
移动电⼦设备的⾸选,动⼒锂离⼦的研究开发也正在进⾏中。⽬前国际上制备锂离⼦电池采⽤的正极材料主要为LiCoO2。世
界上⽣产LiCoO2粉末普遍采⽤的钴原料主要有Co3O4、CoCO3、CoC2O4、Co (OH)2等,其中Co3O4作为钴原料由于⽣
产⼯序简单、产品性能稳定、过程容易控制⽽为LiCoO2⽣产⼚家普遍采⽤。
Co3O4粉末在这些⽅⾯的应⽤效果,除了材料本⾝化学性质的作⽤外,还与⾃⾝粒度的不同所产⽣的特殊作⽤有关。因此合
成品质优良的超细Co3O4粉体,有着重要的应⽤价值。
2. Co3O4粉末的制备⽅法
2.1 ⽓相法
在有过热⽔蒸汽的存在下,在氧⽓氛中,加热⾦属钴,使其氧化成Co3O4。该法⽣产的Co3O4活性低、颗粒⼤,其物理和化
学性能难以达到LiCoO2⽣产⽤原料的要求,故⽬前⼀般不使⽤此⽅法来制备电⼦级Co3O4。其反应式为:
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用
喷雾热分解法制备超细粉体材料的特点及应用
李启厚;何峰;刘志宏;郭宇杰;刘智勇
【期刊名称】《湿法冶金》
【年(卷),期】2008(027)004
【摘 要】喷雾热分解法(Spray Pyrolysis,SP)是近年来发展起来的制备超细粉体材料的重要方法之一.采用该方法,原料可在溶液状态下混合,整个反应过程快速完成,产物组分分布均匀;颗粒一般呈规则的球形,而且少团聚,无需后续洗涤、研磨,纯度高,活性高;无过滤、洗涤、干燥、粉碎过程,一步即获得成品,操作简单方便,生产过程连续,生产效率高,因此,在薄膜材料、金属及其化合物粉体材料和复合粉体材料的制备方面具有重要的应用价值和广阔的市场前景.
【总页数】5页(P220-224)
【作 者】李启厚;何峰;刘志宏;郭宇杰;刘智勇
【作者单位】中南大学,冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083
【正文语种】中 文
【中图分类】TF123.112
【相关文献】 0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α超细粉体的喷雾热分解法合成与电性能 [J], 孟秀霞;庞兆宝;谭小耀;孟波;杨乃涛
2.喷雾热分解法及在制备Y,Ba,Cu氧化物微粉中的应用 [J], 李欣山;殷富昌
3.AACH热分解法制备α-Al2O3超细粉末 [J], 饶焰高;饶平根;薛佳祥;李伟信;吕明;吴建青
4.喷雾热分解法 Y_2O_3-ZrO_2 超细粉末的制备 [J], 张伟龙;牛玮;袁礼福;陈槐青
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金属超细粉体制备方法的概述
SeriesNo.274April 1999 金 属 矿 山METALMINE 总第274期1999年第4期
赵 斌,华东理工大学,化学系及国家超细粉末工程研究中心,教授,200237上海市梅陇路130号。金属超细粉体制备方法的概述赵 斌 刘志杰 程起林 古宏晨(华东理工大学)摘 要 超细材料以其独特的性质,在现代工业中占有举足轻重的地位,因而受到人们的青睐。近年来,金属超细粉体的研制非常活跃,发展迅速。文中简要地介绍了金属超细粉体的研究和发展以及21种金属超细粉体的制备方法。关键词 金属 超细粉体 制备方法OutlineoftheSuperfineMetalPowderPreparationMethodsZhaoBing LiuZhijie ChengQilin GuHongcheng(EastChinaUniversityofScienceandEngineering)Abstract Superfinematerials,withtheiruniqueproperties,arefavouredandhaveoccupiedadecisivepo2sitioninmodernindustries.Inrecentyears,thedevelopmentofsuperfinemetalpowdersisveryactiveandrapid.Thepaperbrieflydescribestheresearchanddevelopmentofsuperfinemetalpowdersand21kindsoftheirpreparationmethods.Keywords Metal,Superfinepowder,Preparationmethods1 金属超细粉体研究和发展概况超细材料是80年代中期发展起来的新兴学科,而金属超细材料是超细材料的一个分支。目前,在化学领域对超细材料并没有一个严格的定义,从几个纳米的微粒一直到几十个微米的粉体,都可称之为超细材料。人们普遍认为,超细材料开始于60年代,日本的Kimoto等人在低压惰性气体的气氛中,制备了几乎所有常用金属的超细微晶[1、2]。而80年代中期,西德Searlands大学材料系H.Gleiter教授将超细微粉的制备及成型结合起来,在不受污染的情况下,将超细粉体原位压制成固体材料,开展了对超细材料的微观结构、性能的研究[3、4],使超细材料越来越受到人们的重视,从而逐渐发展起来。近二十年来各国对超细粉体的研制非常活跃,日本处于领先地位。一些大学和公司对超细粉体的制备、应用及物理性能的测试等方面,开展了系统、全面的研究,并且把它列为材料科学的四大研究任务之一。此外,美、英、前苏联、前西德等国家的一些特殊材料的应用方面也取得了令人惊奇的效果。我国在超细粉体研究方面起步较晚,80年代后期才开始比较系统的研制开发。近年来也取得一定的成效,特别是一些大学和研究所在理论研究和实验室规模及中试水平上有了较大进展。但总的来说,我国在这一领域与世界先进水平相比仍有一定差距。超细材料可看成是由两部分组成:一是晶界部分,一是界面部分。晶体越小,晶体界面部分所占的比例就越大。由于在超细材料中,晶界原子占有极大的比例,其原子排列互不相・03・同,这样就构成了一种与结晶态与玻璃态均有很大差别的一种崭新结构的状态。其中50%的原子具有长、短程有序,而另外50%的原子既无长程有序,又无短程有序的界面。可以想象这种原子的排列方式与气体特征相似。因而,也将之称为“气态固体”[3]。而超细材料的特性总体上也可归结为两个方面:由于颗粒体积变小,而引起的体积效应;颗粒表面原子数目的比例增加,而引起的表面效应。具体表现在物质的熔点、比热、磁性、电学性能、力学性能、扩散及光的吸收与反射等方面所呈现出的特异性质。例如熔点及烧结温度降低、低温下的比热及导热率增加、强磁性物质成单畴粒子时矫顽力急剧上升等。正是由于超细材料的这些特异性质,使它越来越广泛地应用于感光材料、硅酸盐材料、磁记录材料、电极材料、导电涂料、催化剂、化妆品填料、光学材料等各个领域,其应用前景也是十分广阔。本文试对金属超细粉体制备方法作一般概述,现就21种方法作一简要介绍。2 金属超细粉体的制备方法(1)机械粉碎法。机械粉碎法的原理非常简单,它是利用高能球磨方法,将大块的金属或合金材料用球磨机进行机械粉碎。这也是制备金属粉体的最古老的方法。适当控制球磨机条件,可以制备出纳米级的纯元素、合金或复合材料。这种方法制备出的合金呈现出极高的强度,可以用于制备纳米陶瓷与金属基的复合体。日本研制的高效加压球磨机及前西德研制的环缝球磨机可制备亚微米级范围合格的超细金属粉体。1988年,Shingu首先报导了该方法制备出晶粒小于10nm的Al2Fe合金[5]。1991年,Shingu再一次报导了用球磨法制备Ag2Cu体系的非均相微晶。机械粉碎法的优点在于工艺简单,能制备出常规方法难以获得的高熔点金属或合金超细材料。但它也有难以克服的缺点:在球磨过程中,由于涉及机械粉碎和分级,因而易代入杂质,粉料特性难以控制且制粉效率很低[6~8]。(2)气相沉积合成法。气相沉积合成法是目前世界上用于制备超细材料的常用方法。1984年,西德Searlands大学材料系H.Gleiter教授的研究小组首次用惰性气体和原位成型法研制成功了纳米级金属材料:Fe和Pd。该方法是首先将真空室抽成高真空,然后通入惰性气体,使压力保持在约1000Pa。从蒸发源蒸发金属,惰性气流将蒸发源附近的超微粒子带到液氮冷凝器上,待蒸发结束后,将主真空室抽至高真空,把纳米粉体刮下,通过漏斗接收。在与主真空室相连的成型装置中,在室温和70MPa~1.5GPa的压力下压缩成型,得到金属超细材料。如果从多个蒸发源同时蒸发两种或两种以上的金属时,可以得到合金超细材料。
超细粉体制备技术研究
中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.38,No.122020年12月
- 108 -综 述超细粉体制备技术研究吴祖璇,张邦胜,王 芳,刘贵清,解 雪,刘昱辰(江苏北矿金属循环利用科技有限公司,江苏 徐州 221121)摘要:随着超细粉体被广泛应用于国防、化工、冶金、电子等行业,其制备技术迅速发展。近年来,国内外都报道了不少关于超细粉体制备的研究。本文详细整理了目前有关超细粉体的制备方法,包括高频感应加热技术、等离子体制备技术、化学液相还原法、溶胶-凝胶法、超声波雾化法、水热法和机械粉碎法等,并根据不同的制备方式分析了每种制粉技术在实际生产应用中的优势与不足。关键词:超细粉体;化学液相还原法;溶胶-凝胶法;超声波雾化法中图分类号:TB383.1 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2020)12-0108-05DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2020.12.034Research on Preparation Technology of Ultrafine PowderWu Zuxuan, Zhang Bangsheng, Wang Fang, Liu Guiqing, Xie Xue, Liu Yuchen(Jiangsu BGRIMM Metal Recycling Technology Co., Ltd., Xuzhou 221121, China)Abstract: With the wide application of ultrafine powder in national defense, chemical industry, metallurgy, electronics, etc., its preparation technology has developed rapidly. In recent years, many studies on the preparation of ultrafine powders have been reported in domestic and foreign journals. In this paper, the preparation methods of ultrafine powders are sorted out in detail, including high frequency induction heating, plasma preparation, chemical liquid reduction, sol-gel, ultrasonic atomization, hydrothermal method, mechanical comminution, etc., according to different preparation methods, the pluses and minuses of several technologies for preparing ultrafine powders in actual production are analyzed.Keywords: ultrafine powder; chemical liquid reduction method; sol-gel method; ultrasonic atomization method超细粉体又被称为纳米粉体,按照我国矿物加工行业的共识,其被定义为粒径100%小于30 μm的粉体[1]。近年来,超细粉体作为一种应用前景较为广阔的新型材料被世界各国学者深度研究[2]。同时,由于超细粉体在光学、磁学、声学、电学和力学等性质上与传统的金属材料均有很大的差异,超细粉体技术被广泛应用于医药、化工、电子、能源和建筑装修等多个领域[3]。这些性质上的差异可归结为两个方面:一方面是由于颗粒体积变小而引起的体积效应;另一方面是由于颗粒表面原子数目的比例增加而引起的表面效应[4]。随着超细粉体被广泛应用于各个领域,其制备技术日渐成熟。目前,有许多制备超细粉体的方法被深入研究,若从制备原理上分,超细粉体的制备主要可以分为化学法和物理法两种[5]。现总结两种方法的原理及优缺点,如表1所示。
超细粉体在水泥中的应用
沈阳理工大学学士学位论文
I
超细粉体在水泥中的应用
学院:材料科学与工程学院
专业:粉体材料科学与工程
学号:1105050109
姓名:罗雪
2014年04月14日
沈阳理工大学学士学位论文
II 摘 要
使水泥高性能化成为了今后发展的趋势,而超细粉体改性技术是水泥高性能
化的主要途径之一。本文主要介绍了超细粉体(3CaCO)对水泥的影响。超细粉体加入水泥之后可以加强水泥的强度,填充水泥中的孔隙率,使水泥的性能大大提高。而且3CaCO作为最廉价的纳米材料,应用率更高。
关键字:水泥;超细3CaCO;改性;超细粉体
沈阳理工大学学士学位论文
III 目录
1. 引言......................................................... 1
2. 超细粉体的简介............................................... 1
3. 水泥......................................................... 1
3.1水泥简介.................................................................................................. 1
3.2水泥改性效应.......................................................................................... 1
4. 超细粉体在水泥中的应用....................................... 2
5. 用于水泥的超细粉体材料....................................... 2
6. 安徽海螺水泥股份有限公司及其工艺流程......................... 3
超细粉体技术在中药制剂中的应用
超细粉体技术在中药制剂中的应用
王春花
【摘 要】该文介绍了超细粉体技术在中药制荆中的应用现状及其优缺点,并展望其在中药制荆领域的应用前景.超细粉体技术对中药制剂质量和制剂工艺均有重要的影响,为现代给药系统的研究提供了新的方法和途径,必将受到关注和重视,得到更完善的发展和提高,从而促进制药工业的发展.
【期刊名称】《中国药业》
【年(卷),期】2011(020)010
【总页数】3页(P15-17)
【关键词】超细;粉体技术;中药制剂;应用
【作 者】王春花
【作者单位】湖南科技职业学院轻化工程学院,湖南,长沙,410118
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ461
随着现代科学的发展和《药品生产质量管理规范》的广泛实施,粉体的理论和处理方法不断被引入固体物料的各单元操作中,使固体药物制剂的研究、开发和生产从盲目性和经验模式走上了量化控制的科学化、现代化轨道,为固体制剂的处方设计、生产过程控制及质量控制等方面提供了重要的理论依据和试验方法。因此,粉体技术日益受到药学工作者的关注。超细粉体技术[1]是目前各国较热门的一种新化学工程技术,始于20世纪70年代,在制药工业中有着广泛的发展前景。在此对超细粉体技术在中药制剂中的应用进行了介绍,并就其对药物制剂质量和工艺过程的影响进行了分析。
1 概述
目前国外将粒径小于3μm的粉体称为超细粉体[2]。超细粉体技术是指制备与使用超细粉体及其相关的技术,研究内容包括超细粉体的制备、分级、分离、干燥、表面改性、粒子复合、粒度测量、制造及储运过程中的安全技术等[3]。超细粉体技术又称超微粉碎技术、细胞级微粉碎技术[4],这是一种纯物理过程。它能将由传统粉碎工艺得到的动、植物药材粉末中位粒径,从约75μm提高到5~10μm以下。该技术已逐渐在中药制剂中得到广泛的应用,尤其是药物超细颗粒在外用药、内服药及混悬液针剂中的使用,可进一步提高药物在体内的吸收,增强药物疗效。中药经细胞级微粉碎后,细胞破壁,可大幅度提高药效。药物吸收状态的改善,减少有些药物的剂量仍可保持生物等效,这对于贵重药物和资源匮乏的药物品种具有特殊意义。因此,在制药业中引入超细粉体技术是中药发展的必然。但是,采用超细粉体技术使药物微粉化,对药剂的质量和药物制剂的工艺过程也会产生一定的影响[5]。
我国超细粉体加工技术的发展
在我们日常接触到的水泥、油漆、涂料、陶瓷、冶金、化工、医药、食品、磁性材料等都与超细粉体加工业关系密切,而球磨机就是在物料破碎机基础上再次进行破碎的关键设备,球磨机的超细技术可广泛用于各种矿物和原材料的深加工。
发达国家每年在粉体加工应用及科研方面都投入充足的资金来支持研究工作,特别 是近几年已成为科研机构和专业公司发展研究的主攻方向。在实际工程应用中,通常把工业废料进行"预处理",即采用超细粉磨的方法对被加工物的表面进行活 化,使之产生"小尺寸效应"、"表面与界面效应"、"量子尺寸效应",从而成为新的功能材料。这些都充分说明了球磨机超细技术的重要性和必要性。
随着科技的发展,非矿资源越来越多地进入了各行各业,它也将标志着一个国家科 技水平的高低。目前我国中型以上水泥厂较多地使用管式球磨机,一般由多个磨机组成生产线,并配以性能优越的分选设备,从而使产成品细度达到ISO新标准规 定指标。如何寻求一种高效方法。增加水泥新品,以适应水泥市场所需,是我国硅酸盐生产工业急待解决的难题。球磨机的超细技术必给建材行业带来一项大变革, 推动我国超细粉体加工技术的发展。球磨机最新引进的六大先进技术。
以前,由于我国没有较为经济的超细粉体加工设备,只得将丰富的非金属矿以很低 价格原矿出口或以粗加工后出口到境外,然而我国又是高岭土矿蕴藏丰富的国家之一,由于我们缺乏先进的加工设备及成熟的生产工艺,每年只能花大量的外汇从国 外购买。现在我们自己研制出来了这种技术,对于我们的发展则是很有利的。
随着这种技术的不断成熟,很快就会推动我们的良好发展,虽然这是我们新研究出的技术,尽管还有一些不尽如意的地方,但用户综合比较下来,使用球磨机的超细技术还是比较经济的,本文由球磨机网:整理提供。
超细粉体存在的技术问题
超细粉体加工中的几个技术问题
摘要:介绍了超细粉体的应用、制备设备、发展趋势,以及超细粉体在加工发面的几个技术问题。
关键词:超细粉体;制备; 应用;分散
1. 超细粉体概述
1.1定义
对于超细粉体的粒度界限,目前尚无完全一致的说法。各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别,对超细粉体的粒度有不同的划分,例如日本将超细粉体的粒度定为0.1μm以下。最近国外有些学者将100μm~1μm的粒级划分为超细粉体,并根据所用设备不同,分为一级至三级超细粉体。对于矿物加工来说,我国学者通常将粒径小于10μm的粉体物料称为“超细粉体”。
1.2超细粉体的特性
目前,对超细粉体的特性还没有完全了解,已经比较清楚的特性可归纳为以下几点:
(1) 比表面积大。由于超细粉体的粒度较小,所以其比表面积相应增大,表面能也增加。比表面积大,使其具有较好的分散性和吸附性能。
(2) 活性好。随着粒度的变小,粒子的表面原子数成倍增加,使其具有较强的表面活性和催化性,可起补强作用,具有良好的化学反应性。
(3) 熔点低。许多研究表明,物质的粒径越小,其熔点就越低。
(4) 磁性强。超细粉体的体积比强磁性物质的磁畴还小,这种粒子即使不磁化也是一个永久磁体,具有较大的矫顽力,是制造高密度记录磁带的优良原料。
(5) 光吸收性和热导性好。超细粉体特别是超细金属粉体,当粒度小于100nm以后,大部分呈黑色,且粒度越细色越黑,这是光完全被金属粉体吸收的缘故。
1.3超细粉体的制备方法
超细粉体的制备方法有很多,但从其制备的原理上分主要有两种:一种是化学合成法,一种是
物理粉碎法。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,由于生产工艺复杂、成本高、而产量却不高,所以化学合成法在制备超细粉体方面应用不广。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。因此,目前制备超细粉体材料的主要方法为物理粉碎法。常用的超细粉碎设备有气流粉碎机、机械冲击粉碎机、振动磨、搅拌磨、胶体磨以及球磨机等。
超细粉体材料的制备及应用
超细粉体材料的制备及应用
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。
