金属粉体表面改性综述
金属粉体表面改性综述
姓名：王海云 学号：1103011030 班级：11级粉（1）
［摘要］随着材料新性能的要求越来越高，人们对金属粉体的表面改性也提出了新的要求，本文从概述金属粉体的形状、微结构和缺陷开始，阐述了金属粉体表面改性的方法及金属粉体表面改性的主要影响因素，以探索和研究金属粉体的表面改性。
［关键词］表面改性金属粉体方法主要影响因素
金属粉体有着独特的形态特征和物理、化学及机械性质，作为独立材料或作为添加材料已广泛应用于各个领域。目前，金属粉末已经形成产业化生产，无论是从粉体的品种，还是粒度、功用都有系列产品可供选择应用，作为金属粉体的主要功用之一，即是将金属粉材料与表面技术结合起来，形成表面涂层，对基体材料进行改性和赋予基体新的功能。随着人民的社会生活水平的提高，对材料的新性能要求日趋提高，材料的功能化便是发展的趋势。然而，从材料的整体性能出发来追求功能化往往受到限制，所以更多关注的是材料的表面性能。
1.金属粉体的形状、微结构和缺陷
金属粉体的结构一般与粗晶相同，用气相蒸气法制取的各种金属粉体的形状是多种多样的。六方密堆金属镁超微粉体呈六角对称的片状或等轴状，锌超微粉基本上与镁的形状相同。
面心立方金属银、钴、镍、铜、钯和金的形状十分相似，它们的单晶为八面体，一般为立方体的平面截了角的八面体，截角的程度从
零（则八面体）至50%（立方八面体）。
2.表面改性
超微粉体表面改性指通过采用表面添加剂的方法，使超微颗粒表
面发生化学反应和物理作用，从而改变微粒的表面状态，改善或改变粉体的使用性质的处理过程。通过表面改性，可提高粉体的分散性、耐久性、耐候性，提高表面活性，从而使超微粒表面产生新的物理、化学、光学特性，适应不同的应用要求，拓宽其应用领域，并显著提高材料的附加值。粉体表面改性的主要方法是根据需要在粉体表面引入一层包覆层。这样改性后的粉体就可以看成是有“核层”和“壳层”组成的复合粉体，通过在金属粉体上涂覆一层化学组成不同的覆盖层，能够使其具有兼容性、提高其热、机械及化学稳定性，改变其光、磁、电、催化、亲水、疏水及烧结特性，提高其抗腐蚀、耐久性和使用寿命。
2.1 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶过程是指无机前驱体通过各种反应形成三维网状结构。金属醇盐经过水解或缩合反应形成金属氧化物分子是最常见的溶胶-凝胶反应。
溶胶-凝胶法中，二氧化硅是应用最为广泛的一种调节表面和界面性质的表面修饰剂。选择二氧化硅作为颗粒表面的包覆层原因有两个：其一是二氧化硅粉体即使在等电点PH 值等于2 左右也不容易聚集；其二是它在中性PH 值及较高的盐浓度条件下也有很高的稳定性。因此，用二氧化硅覆盖颗粒表面可以使颗粒分散在介质中达到较高的
体积分数，并具有良好的稳定性，而且这种稳定性不受PH 值和盐浓度的影响。
2.2 聚合物包覆法
其主要就是在粉体表面引入有机分子，以起到改善、修饰粉体性质的作用。在金属粉体表面包覆一层有机物可以达到如下作用：抗腐蚀的屏障作用，改善有机介质中的润湿性和稳定性，复合材料的界面调控作用，通过锚定活性分子或生物分子而具有生物性能。高分子包覆的颗粒在催化剂、合成橡胶、化妆品、粘接材料、墨水、颜料、靶向药物等方面有着重要的作用。聚合物的包覆有两种方法：其一是通过吸附或反应使有机分子包裹在粉体表面；其二是通过单体在金属粉体表面聚合形成包覆层。
2.3 微波等离子体聚合法
颗粒在离开等离子区时，表面带有高密度的相同符号的电荷，可以有效防止颗粒间的团聚。用这种方法，既可以在金属粉体表面包覆陶瓷粉体，也可以包覆有机高分子。
纳米粉体表面包覆高分子的过程示意图。第一步是在微波等离子区合成纳米颗粒，前驱体在等离子区受到快速加热而蒸发、热解、沉积下来成为纳米颗粒，反应温度要尽可能低。在等离子反应区后引入单体。
2.4 机械力化学改性
在粉体进行超细粉碎同时实施表面化不改性，利用粉碎机械力效应可以促进和强化改性效果。粉碎过程中施加的大量机械能，除消耗
于颗粒细化外，还有一部分用于改变颗粒的晶格与表面性质，从而呈现激活现象。激活的颗粒极易于与改性剂发生反应。此外，在粉碎过程中不断出现新鲜的颗粒表面，也易与改性剂发生反应，这就是机械力化学效应。
2.5 其它改性方法
其它改性方法也比较多，例如通过机械力、超声波、高能处理等也可以对粉体进行表面改性。通常这些方法同其它方法相结合，对粉体的表面改性效果更佳。机械化学改性是通过超微粉碎及其它强烈机械力作用的过程有目的地对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构(表面无定形化)、溶解性能、化学吸附和反应活性(增加表面的活性点或活性基点)等。
3.影响超微粉体表面化学改性效果的主要因素
3.1 粉体原料的性质粉体原料的比表面积、粒度大小和粒度分布、比表面能、表面物理化学性质、团聚性等均对改性效果有影响。
3.2 表面改性剂配方
粉体的表面改性在很大程度上是通过表面改性剂在粉体表面的作用来实现的，因此表面改性剂的配方对改性效果有直接的影响。表面性剂品种的选择主要由粉体原料的性质、产品的用途或应用领域以及工艺、价格、环保等因素决定；用量需通过改性实验和应用性能实验来确定，理论上在颗粒表面达到单分子层吸附所需的用量为最佳用量；添加方法最好是表面改性剂和粉体均匀充分地接触，以达到改性剂的高度分散和均匀包覆。
3.3 表面改性工艺
要求满足表面改性剂的应用要求，对表面改性剂的分散性能好，能够实现牢固均匀地包覆；同时要求工艺简单、参数可控性好、产品质量稳定、能耗低、污染小。目前主要采用的工艺有干法、湿法、粉碎和表面改性合二为一、干燥和表面改性合二为一等。
3.4 表面改性设备
高性能的表面改性剂应能够使粉体及表面改性剂的分散性好、粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等，以达到均匀的单分层吸附、减少改性剂用量；同时，能方便调节改性温度、反应停留时间，以达到牢固包覆和使溶剂或稀释剂完全蒸发；此外，单位产品能耗和磨耗应较低，无粉尘污染，设备操作简单，运行平稳。
4.金属粉体表面改性的意义与小结
总体而言，金属粉体的表面改性具有以下几点意义：
（1）改善粉体在水或有机介质中的润湿性或分散性。
（2）根据实际的应用需求，强化或减弱粉体在某些方面的性质。
（3）金属粉体经过改性后，与基体间有较强的亲和力和相容性，生成的复合材料性能更佳。
粉体表面改性的原理及相关理论是表面改性技术的基础。它涉及到粉体的表面性质，粉体的表面与表面改性剂的作用机理，如吸附或化学反应的类型，作用力或键合力的强弱，热力学性质的变化等等。对粉体进行表面改性，可以赋予粒子诸多优异性能，是提高粉体性能的有效途径。因此，对该技术的探索和研究引起诸如塑料、复合材料、
橡胶、润滑剂等诸多行业的关注。虽然目前在改性机理、改性方法及设备改性效果的表征等方面仍完善，值得指出的是中国科学家提出的界面理论已经成为指导中国粉体表面改性技术的理论，并使之位列国际先进水平。
参考文献
［1］卢寺慈.粉体加工技术［M］.中国轻工业出版，1999.
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硅烷偶联剂对金属氢氧化物粉体的机械球磨改性
第 ７卷第４期 ≮ 中国粉体技术
２０１ １年８月 ｏ●ｏ ＣＨＩＮＡ ＰＯＷＤＥＲ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
ｄｏｉ：１ ０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１ ００８—５５４８．２０１ １．０４．０１ ０ Ｖ０１．１７ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１１
硅烷偶联剂对金属氢氧化物粉体的机械球磨改性
林红娇 一，晏 泓 一，王亓杰 一，魏丽乔 一，许并社 ，
（太原理工大学ａ．新材料界面科学与工程教育部重点实验室，ｂ．材料科学与工程学院，山西太原０３００２４）
摘要：为改善金属氢氧化物粉体的分散性及对其表面亲和力，采用机 械球磨法利用硅烷偶联剂ＫＨ一５５０对氢氧化镁、氢氧化铝阻燃荆粉体 进行表面改性。通过ｘ射线衍射、红外吸收光谱及扫描电镜等测试手 段，对比分析不同酸、碱条件下硅烷偶联剂ＫＨ一５５０对氢氧化物阻燃 剂的改性效果，对反应机理进行分析和探讨。结果表明：球磨改性更有 利于粉体的分散和细化：当介质为酸性条件时．硅烷偶联荆ＫＨ一５５０ 对氢氧化物粉体的改性效果最佳。 关键词：硅烷偶联荆：表面改性；机械球磨法 中图分类号：ＴＱ１ １０．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８—５５４８（２０１１）０４—００３６—０５
Ｍｅｔａｌ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ Ｐｏｗｄｅｒｓ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ
Ｓｉｌａｎｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｂｙ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂａｌｌ Ｍｉｌｌｉｎｇ
Ｌｉｎ Ｈｏｎｇｆｉａｏ ＇ｂ ｙ Ｙａｈ Ｈｏｎｇ￣・ｂ Ｗａｎｇ Ｑｉｊｉｅ ’ｂ ｙ Ｗｅｉ Ｌｉｑｉａｏ。・ｂ ｙ Ｘｕ Ｂｉｎｇｓｈｅ ＿
（ａ．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＩｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｂ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）
2005年中国粉体工业综述(待续)
・１２・ 硫磷设计与粉体．ｒ．ｑｌ Ｓ Ｐ＆ＢＭＨ ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ２００６年第２期
２００５年中国粉体工业综述（待续）
孙成林。，连钦明 ，王清发
（１、亿丰粉碎机械有限公司北京办事处，北京１０００８１；２、亿丰粉碎机械有限公司，福建龙岩３６４００１）
摘要：根据２００５年国内媒体的大量文献报道，各种相关会议和业内人事的研究、讨论，以及其他 相关资料，分析了２００５年我国粉体工业状况。从非金属矿的粉体工业和超细粉碎与超细分级的角度阐 述了２００５年我国粉体技术的状况与进展；介绍了破碎机械、超细粉碎机械、磨机、分级机械、过滤机、干 燥机、造粒机等粉体机械与设备的情况；以及碳酸钙、高岭土、膨润土、石墨、石英、长石、滑石、电气石、凹 凸棒石等常用粉体产品的生产、改性、用途等方面的情况。 关键词：粉体工业；粉体技术；粉体机械；粉体产品；综述 中图分类号：ＴＱ４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１９０４（２００６）０２—００１２—０７
１粉体技术传播概况
２００５年以中国非金属矿为主的粉体工业，较上
一年比有许多变化与进步，总体上是在前进，但步伐
不是太大。
１．１展会及会议 国内对粉体行业的关注突出表现在各种展览会
的举办上。从２００５年３月沈阳召开的粉体展览会
开始到２００５年１１月份的上海化工机械展，各种大 小展会连续不断，但是总的印象是“会议过多，效果
不佳”。对于展览会，不是参展商很少，就是参观者
更少，会议开得十分冷清，更有甚者，主办方不得不 宣布停办；而各种协会、学会、专业委员会等召开的
学术会议，也由于过频过多，且注重技术保密，学术 论文避实就虚，因此技术内涵不能吸引参会者。当
然也有一些会议举办得很成功，如中国非金属矿协 会加工利用专业委员会举办的首届粉体改性学术研
讨会；纳米科技杂志等单位举办的“第四届西安纳
米科技研讨会”等会议。 １．２学术著作 ２００５年反应我国粉体工业现状的文献很多，其
激光熔覆技术综述
激光熔覆技术综述
作者：赵月红 赵新红
来源：《速读·中旬》2021年第10期
◆摘 要：激光熔覆主要是通过改进表面性能，如强度、导电性、抗磨性与抗蚀性等，使材料通过激光熔覆技术获得基材所缺少的优异性能，从而使材料的应用更深、更广。激光熔覆是一种新兴的表面改性技术，论述了激光熔覆技术及其发展过程，从基体材料和熔覆材料两方面研究了激光熔覆技术的研究现状。
◆关键词：激光熔覆;熔覆层;基体
激光熔覆是指在基材表面熔覆一层复合涂层，对基体材料表面性质进行改善的新技术，利用的是激光的高能量使熔覆粉末与基体之间形成冶金结合达到性能要求，熔覆后的表面涂层性能可以根据性能要求利用不同的熔覆粉末，最终达到力学性能与物理性能的改进。激光熔覆具有稀释度低、组织致密性好、涂层与基体达到冶金结合等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。利用激光熔覆制造新型材料，已成为近年来的研究热点。
一、激光熔覆技术的发展过程
激光熔覆技术的发展经历了近半个世纪，早期激光熔覆技术主要集中在激光熔覆特性、不同材料与基体组合的激光熔覆工艺及参数、激光熔覆层的微光组织结构和金相分析、激光熔覆层的性能、熔覆层缺陷以及激光熔覆应用等方面研究;现代激光熔覆主要集中在激光熔覆基础理论和模型，激光熔覆高性能送粉和喷嘴，用激光熔覆制备新材料，基于激光熔覆的快速成形与制造技术等领域的研究。
我国对激光熔覆技术的研究始于上世纪90年代初期，研究方法不断改进并得到了很大的提高，主要进行的研究方向如下：1.激光工艺参数对熔覆层性能的影响。2.激光熔覆过程中添加稀土氧化物对涂层组织性能的影响。3.激光熔覆陶瓷颗粒相增强熔覆层强度。
二、激光熔覆技术的研究现状
激光熔覆技术在诸多的材料如钛合金、合金钢、模具钢以及各种有色金属等材料有了广泛的应用。
碳酸钙粉体表面改性应注意的问题及发展方向
2006年第2期《中国粉体工业》
论文选萃
碳酸钙粉体表面改性应注意的问题及发展方向
李宝智
（内蒙古包头市128信箱、014010）
[摘要]碳酸钙粉体的表面改性，一定要以表面改性的机理为依据，同时考虑下游产品中有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求，经综合考虑，选择合理的表面改性剂，确定表面改性工艺，选择和配套表面改性设备，在此基础上生产出合格的改性产品。[关键词]碳酸钙粉体表面改性
我国碳酸钙粉体的加工技术及应用技术已在快步发
展，在塑料、橡胶、涂料等高分子制品行业都得到了广
泛应用。碳酸钙粉体作为填充剂加入，可降低产品的成
本。但填充量不能过大，对产品的功能性没什么提高。
这主要是由于碳酸钙粉体与有机高分子材料基质的界面
性质不同，使两者的亲合性差，造成碳酸钙粉体在有机
高分子材料中的分散，交联及功能性差等问题的出现，
从而导致了碳酸钙粉体的填充量不能过大，产品的力学
性能有所下降。为了改变这种状况，向功能型要求发
展，就应对碳酸钙粉体进行表面改性。改变其粉体的表
面性质，改善与有机高分子材料的交联性，提高其分散
性，增强制品的物理机械性能，增加添加量，降低成
本，提高产品的附加值。
本文作者根据多年从事非金属粉体表面改性的实验
和工业生产积累的经验和教训，对碳酸钙粉体表面改性
中应注意的问题及发展方向等进行阐述。
1、表面改性剂的选择
非金属粉体的表面改性技术是一门与应用技术密切
相关的技术，从应用角度来说是具有很强的针对性。因
此对于不同的基材或处理的对象、选择合适的表面改性
剂是致关重要的。碳酸钙粉体是有机高分子制品的主要
添加剂，为了提高产品的功能性、附加值、填加量及能
在更多的领域中得到应用，必须对碳酸钙粉体进行表面
改性。表面改性剂的选择是改性工作中十分重要的环
节。对不同的高分子材料，不同的应用行业应选择不同
类型的表面改性剂。
1.1表面改性剂的分类
目前我国的表面改性剂比较多，如硅烷类、钛酸酯
类、铝酸酯类、表面活性剂类等。硅烷类偶联剂是一类分子同时含有两种不同化学性
铝合金表面处理的方法及应用
铝合金表面处理的方法及应用对铝及其合金进行表面处理产生的氧化膜
具有装饰效果、防护性能和特殊功能,可以改善铝及其合金导电、导热、耐磨、耐腐蚀以及光学性能
等。因此,国内外研究人员运用各种方法对其进行表面处理,以提高它的综合性能,并取得了很大进展。
目前,铝及其合金材料已广泛地应用于建筑、航空和军事等领域中。本文分类论述了铝及其合金材料
表面处理的主要方法。
1·化学转化膜处理
金属表面处理工业中的化学转化处理时使金属与特定的腐蚀液接触，在一定条件下，金属表面的外层
原子核腐蚀液中的离子发生化学或电化学反应，在金属表面形成一层附着力良好的难溶的腐蚀生成物
膜层。换言之，化学转化处理是一种通过除去金属表面自然形成的氧化膜而在其表面代之以一层防腐
性能更好、与有机涂层结合力更佳的新的氧化膜或其他化合物的技术。
1.1阳极氧化法
铝的阳极氧化法是把铝作为阳极,置于硫酸等电解液中,施加阳极电压进行电解,在铝的表面形成一层
致密的Al2O3膜,该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。阳极氧化时,氧化膜的
形成过程包括膜的电化学生成和膜的化学溶解两个同时进行的过程。当成膜速度大于溶解速度时,膜
才得以形成和成长。通过降低膜的溶解速度,可以提高膜的致密度。氧化膜的性能是由膜孔的致密度
决定的。
1.1.1硬质阳极氧化
铝的硬质阳极氧化是在铝进行阳极氧化时,通过适当的方法,降低膜的溶解速度,获得更厚、更致密的
氧化膜。常规的方法是低温(一般为0℃左右)和低硫酸浓度(如<10%H2SO4)的条件下进行,生产过程存在能耗大、成本高的缺点。
改善硬质阳极氧化膜的另一种方法是改变电源的电流波形。氧化膜的电阻很大,氧化过程中产生大量
的热量,因此,传统直流氧化电流不宜过大,运用脉冲电流或脉冲电流与直流电流相叠加,可以极大地降
低阳极氧化所需要的电压,并且可使用更高的电流密度,同时还可以通过调节占空比和峰值电压,来提
高膜的生长速度,改善膜的生成质量,获得性能优良的氧化膜。
无机粉体表面改性技术发展现状与趋势
第４３卷第５期 ２０１１年５月 无机盐工业 ＩＮ０ＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
无机粉体表面改性技术发展现状与趋势
郑水林 ‘ （中国矿业大学（北京），北京１０００８３）
摘要：表面改性是无机粉体的主要加工技术之一，对提高无机粉体的应用性能和应用价值有着至关重要的 作用。从粉体表面改性方法、工艺、设备、表面改性剂及其配方等方面综述了无机粉体表面改性技术现状；从表面 改性工艺与设备、改性剂及其配方、层状硅酸盐矿物粉体的插层以及表面无机复合改性等方面综述了非金属矿物 表面改性技术的新进展；并对无机粉体表面改性技术的发展前景和发展趋势进行了展望。 关键词：无机粉体；表面改性机；表面改性剂 中图分类号：ＴＱ１１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４９９０（２０１１）０５—０００１—０６
Ｐｒｅｓｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ
Ｚｈｅｎｇ Ｓｈｕｉｌｉｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｌｔｉｎｇ），Ｂｅｌｔｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｕｔｍｏｓｔ ｉｍ— ｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｖａｌｕｅ．Ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｉｎｏｒ－ ｇａｎｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｗａｙｓ，ｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｅｒ，ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａ ｔｈｅｒｅｏｆ ｅｔｃ．ｆｒｏｍ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｅｒ ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａ ｔｈｅｒｅｏｆ，ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｙｅｒｅｄ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｐｏｗｄｅｒ，ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｎ— ｐｏｕｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｔｃ．ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｎｏｎ－ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｉｎｅｒａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｓｕｍｍａ— ｒｉｚｅｄ；ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｅｒ
无机纳米粉体的团聚与表面改性
第２７拳第 期 ２００６年３月 陶瓷学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＥＲＡＭＩＣＳ Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２０ｏ６
文章编号：１０００－２２７８（２００６）０１－－０１３５－０４
无机纳米粉体的团聚与表面改性
王宝利朱振峰
（陕西科技大学材料科学与工程学院，成阳：７１２０８１）
摘要 综述了纳米粉体团聚的原因，介绍了表面改性的方法，如包覆法、表面化学改性、胶囊化改性以及其它表面改性方法。同时对表
面改性机理等进行了探讨。 关键词：纳米粉体，团聚，表面改性 中图法分类号：ＴＱ１７４．７５文献标识码：Ａ
１前言
纳米材料具有独特的光、电、磁、吸附、气敏等性
能，在传统材料里引入纳米粉体将大大改善其性能并
拓宽其应用领域。随着粉体制备技术的发展，人们已
经成功制备出各种纳米粉体，制备方法日趋多样化，
如：化学气相沉积法、等离子体法、物理气相沉积法、
沉淀法、微乳液法、溶胶一凝胶法、高能球磨法等，许
多己实现了＿ＴＡｋ￣生产。此外，对不同分散介质、不同
用途的纳米材料进行表面改性和处理，是解决纳米粉
体的制备和应用中团聚问题的关键 。由于纳米粉体
表面效应的作用，粉体表面有很多电荷或官能团，其
表面能很高，决定了其表面能将倾向于变小而发生团
聚现象。对纳米粉体表面进行物理和化学处理，即对
微粒表面进行修饰和改性的工作亦称为表面工程ｉ６１。
２纳米粉体的团聚
固体的超细化过程实质是小粒子的内部结合力
不断被破坏，系统总能量不断增加的过程。因此从热
力学角度看，纳米粉体粒子间的作用为范德华力和库
仑力，因而产生纳米粒子的团聚。纳米粉体的团聚是
指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过
收稿日期：２００５－．－１０－２０ 作者简介：壬宝利，男．硕士生 程中相互连接形成由多个颗粒团聚的现象。纳米粉体
的表面效应、小尺寸效应、表面电子效应以及近距离
效应使其具有很高的表面活性，比表面积大，颗粒间
处于非热力学稳定状态，极易发生团聚。根据团聚机
二氧化钛表面处理研究进展
二氧化钛表面处理研究进展
李璇;张敏;李秋叶;杨建军
【摘 要】综述了纳米二氧化钛表面处理的方法,从二氧化钛纳米颗粒团聚的原因分析着手,介绍了有机处理和无机处理等表面处理方法,着重介绍了二氧化钛表面无机处理及二氧化钛表面处理的机理、影响因素、处理过程等因素.分析了目前二氧化钛表面处理存在的不足,并对其发展趋势进行了展望.%Methods for surface
treatment of nano TiO2 were systematically summarized and classified.
Various methods for surface treatment of TiO2 including organic and
inorganic treatment were intro-duced. The reasons, theories, influences
factors, and processes of surface treatment of nano-TiO2 were reviewed.
Currently existing deficiencies of surface treatment of TiO2 was analyzed
and its developing trend were prospected.
【期刊名称】《化学研究》
【年(卷),期】2017(028)005
【总页数】11页(P537-547)
【关键词】二氧化钛;有机表面处理;无机表面处理;表面复合处理
【作 者】李璇;张敏;李秋叶;杨建军
【作者单位】河南大学 纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南 开封475004;河南大学 纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南 开封475004;河南大学 纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南 开封475004;河南大学 纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南 开封475004
电气石等粉体表面改性的研究进展
２０ｌ０年第６期 中国非金属矿工业导刊 总第８６期 【开发利用】 杨 雪 一，胡应模 ，刘 洋 ，朱建华 （１．中国地质大学材料科学与工程学院，北京１ ０００８ ３；２．中国地质大学矿物材料国家专业实验室，北京１０００８ ３） 【摘要】综述了电气石粉体和部分表面具有羟基官能团的无机粉体材料表面有机改性方法的研究现状，并提出了电气 石粉体表面有机改性及应用尚待研究的课题。 【关键词】电气石；表面改性；改性剂 【中图分类号】Ｐ５７８．９５３；ＴＢ３３２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００７—９３８６（２０１０）０６—００１８－０４ Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ Ｐｏｗｄｅｒ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＹＡＮＧ Ｘｕｅ ，ＨＵ Ｙｉｎｇ－ｍｏ ，ＬＩＵ Ｙａｎｇ ，ＺＨＵ Ｊｉａｎ—ｈｕａ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＭｉｎｅｒａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗｉｔｈ ＯＨ ｇｒｏｕｐｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅｎ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｏｍｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｕｂｊｅｃｔｓ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ；ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｅｒ １ 引言 电气石是一种独特的自发电极性矿物，具有辐射 远红外线、释放负离子及抗菌除臭等功能，广泛地 应用于环保、电子、医药、化工、轻工及建材等领 域“ｑ 。由于电气石独特的性质及产品的高附加值， 受到世界各国的普遍重视，被誉为２ｌ世纪改善环境、 促进人体健康的全新材料 。近年来，国外有关电气 石应用的专利数急剧增长，而国内在这方面的研究应 用较少 。 电气石属于含硼的环状结构硅酸盐矿物，其粉体 与高分子聚合物表面性能差异较大，团聚现象使得其 不易在高分子聚合物中分散稳定，从而影响电气石／ 聚合物复合材料的综合性能。对电气石粉体进行表面 有机化改性，提高其与有机基体的相容稳定性，对开 发电气石功能复合材料具有极其重要的作用。 本文对电气石及相关无机粉体材料表面有机改性 方法的国内外研究进展进行了归纳整理，并对电气石 粉体表面的有机改性及应用研究提出了设想。 ２电气石粉体有机改性方法 通常表面改性的方法有多种不同的分类，但其本 质既可以是物理作用的吸附或包覆，也可以是物理一 化学的作用。目前，对电气石粉体进行有机改性的方 法主要为机械化学法和表面化学法。 ２．１机械化学法 通过粉碎、磨碎、摩擦等机械方法所产生的机械 应力作用激活矿物表面，使矿物表面晶体结构、晶形 和物理化学性质发生变化，促使矿物和其他物质发生 化学反应或相互附着，从而达到表面改性的目的。 杜亚利等 在搅拌磨湿法研磨电气石过程中加入 硬脂酸钠作为改性剂，进行了粉体机械力化学法表面 改性及其性能的研究。由试验确定最佳工艺条件为： 改性剂用量１％、矿浆浓度４０％、改性时间ｌ５ｍｉｎ、磨 机转速６００ｒ／ｒａｉｎ、介质物料比４、改性温度４０￣Ｃ，电 气石粉体改性后在煤油中分散性大大提高。 ２．２表面化学法 其原理是利用表面改性剂与矿物表面的某些官能 团进行化学反应或化学吸附，以达到矿物表面改性的 目的。 任飞等 选用硬脂酸作表面改性剂，对电气石进 行表面改性，采用改性设备为ＧＲＨ—ｌ０型热混机，转 速９００ｒ／ｍｉｎ，用活化指数及红外光谱对改性效果进 行表征和评价，最佳处理条件是硬脂酸添加量１．３％、 温度９０￣Ｃ、处理时间１０ｍｉｎ、活化指数接近１００％。用 硬脂酸改性的电气石与ＨＤＰＨ复合后，复合材料的远 红外发射率和释放负离子浓度都有改善和提高，机械 性能没有受到影响。 刘碹等… 用硅油对电气石粉进行表面改性，达到 【基金项目】国家自然科学基金资助（５１０７２ｌ８７）；中国地质大学 （北京）矿物岩石材料开发应用国家专业实验室开放研究基金资助 （５ｌ９０ｏ２３ｌＯｏ６２）；“十一五”国家科技支撑计划项目（２Ｏ０８ＢＡＥ６ｏＢ０９）。
非金属矿粉的表面改性研究及应用
１４ 非金属矿粉的表面改性研究及应用 张桂兰
非金属矿粉的表面改性研究及应用
张桂兰，陈晨曦
（新疆大学化学化工学院，新疆乌鲁木齐８３００４６）
摘要：介绍了用钛酸酯偶联剂和硬脂酸对非金属矿粉进行表面改性的机理，分析了改性剂用量、改性温度、改性 时间对碳酸钙的改性效果影响，以及最佳条件下的改性产品对ＰＶＣ填充效果评价。 关键词：表面改性；钛酸酯偶联剂；硬脂酸；活化指数 中图分类号：ＴＱ３２０．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—１６７２（２００６）０５—００１４—０３ Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｎ－Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｍｉｎｅｒａｌ｜Ｚｈａｎｇ Ｇｕｉ－ｌａｎ ｅｔ ａｌ／／Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｎｏｎ—ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｉｎｅｒａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｉｔａｎａｔｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｍａｄｅ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＣａＣＯ３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＣａＣＯ３－ｆｉｌｌｅｄ ＰＶＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｆａｖｏｒｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｔｉｔａｎａｔｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ；ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ；ａｃｔｉｖｉｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｎｕｍｂｅｒ
表面改性是指用物理、化学、机械等方法对粉
体材料表面进行处理，根据应用的需求，有目的地