微/納米粉體表面包覆技術(shù)的應(yīng)用研究

歐春鳳

當前社會發(fā)展背景下，新的科學(xué)技術(shù)不斷出現(xiàn)，新一代納米技術(shù)的進步，使微/納米顆粒以其特有的宏觀量子隧道效應(yīng)以及小尺寸效應(yīng)等眾多的應(yīng)用優(yōu)點引起人們的高度關(guān)注。

微/納米粉體表面有機包覆技術(shù)的應(yīng)用

有機包覆技術(shù)應(yīng)用過程中的自組裝技術(shù)分析。自組裝技術(shù)是通過靜電作用使溶液中的高分子單體自由吸附于膠體顆粒以及將帶有相反電荷的高分子過飽和溶液中的高分子自由單體進行洗滌和離心分離。一般而言，可以采用高分子電解質(zhì)對可分解的球形聚合物模板進行修飾，從而使其表面中帶有靜電，然后將二氧化硅粒子與吸附納米級的金粒有效吸附，然后經(jīng)過離心運動多次循環(huán)往復(fù)洗滌分離，最終獲得致密而且均勻的多層包覆膜。另外，還可采用兩步組裝技術(shù)對聚合物中的電解質(zhì)進行包覆組裝，將經(jīng)過有效組裝包覆的基體置于懸浮溶液中，懸浮液中的粒子在受到表層聚合電解質(zhì)作用就會不斷下沉，從而制備成完整的多層超薄膜。該技術(shù)具有操作簡便的優(yōu)點，而且在實際的操作中不需過多特殊的操作設(shè)備。因此這種技術(shù)可以逐漸朝著實用化以及功能化方向發(fā)展。

有機包覆技術(shù)應(yīng)用過程中的聚合物包裹技術(shù)分析。聚合物包裹法主要是將單體在納米顆粒中的聚合物經(jīng)過納米顆粒以及聚合物的作用使其成功得到包裹，這種包裹方式與自組裝包裹技術(shù)相比，具有很好的分散性，而且相對于上一種包裹技術(shù)，操作過程更加簡單，有廣泛的適用面，不僅可以實現(xiàn)在無機粒子中進行包裹，而且可以實現(xiàn)在有機粒子中進行包裹。通常適用于一些形狀不太規(guī)則的粒子包裹過程中，但是其也具有一定的包裹局限性，例如這種包裹法會導(dǎo)致核粒徑在高分子的聚合物母體中產(chǎn)生嚴重的團聚現(xiàn)象。

有機包覆技術(shù)應(yīng)用過程中的微膠囊化改性技術(shù)分析。微膠囊化改性技術(shù)是指在顆粒子的表層中覆蓋一層厚膜，從而使顆粒表面受到良好的屏蔽作用和保護作用。主要的應(yīng)用優(yōu)點是具有良好的穩(wěn)定性與吸光率。

微/納米粉體表面無機包覆技術(shù)的應(yīng)用

無機包覆技術(shù)應(yīng)用過程中的氣相包覆技術(shù)分析。這種技術(shù)是利用氣體或者其它的手段使殼層物轉(zhuǎn)化為一種氣體，這種氣體經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)使納米顆粒被有效包覆。這種包覆技術(shù)所制備的復(fù)合粉體盡管純度高、組分易于控制、團聚少，但是這種包覆技術(shù)在實際應(yīng)用過程中對包覆設(shè)備的要求很高，因此不利于其廣泛推行應(yīng)用。

無機包覆技術(shù)應(yīng)用過程中的固相包覆技術(shù)分析。與有機包覆技術(shù)相比，無機包覆技術(shù)主要是采用其它機械設(shè)備以及混料設(shè)備、研磨設(shè)備對固相材料進行機械處理從而得到微/納米包覆粉體，這一包覆技術(shù)可以有效緩解包覆電離子在充放電過程中總電阻增加的局面，使包覆材料的高溫循環(huán)性能可以得到大大優(yōu)化。這一包覆技術(shù)盡管操作過程簡便以及操作設(shè)備簡單；但是由于其殼一核結(jié)構(gòu)的結(jié)合性能性不強，因此在實際的應(yīng)用過程中，顆粒的粒度分布以及顆粒的形貌呈現(xiàn)難以達到一定的設(shè)計預(yù)期效果，因此在我國的納米技術(shù)領(lǐng)域尚未得到廣泛的應(yīng)用。

無機包覆技術(shù)應(yīng)用過程中的液相包覆技術(shù)分析。與固相包覆法相比，氣相包覆技術(shù)主要包括了溶膠一凝膠技術(shù)以及沉淀法、微乳法三種子技術(shù)工藝。第一種溶膠一凝膠法主要是通過殼層源物質(zhì)的綜合化學(xué)反應(yīng)以及醇解作用、水解作用等得到前驅(qū)物溶膠物質(zhì)，這種溶膠物質(zhì)還要經(jīng)過事先處理的被包裹顆粒進行混合，從而使溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠，最終獲取被包覆的粉體。從粉體物質(zhì)的制備過程中可以看出，被包覆的復(fù)合型粒子不僅化學(xué)均勻性更好，而且能夠使粒子的抗氧化性以及燒結(jié)性能得到不斷的優(yōu)化，所以此種技術(shù)工藝在實際的應(yīng)用過程中能量損耗低、工藝設(shè)備相對簡單、化學(xué)反應(yīng)的溫度較低，綜合這些不同的應(yīng)用優(yōu)勢，目前已被我國眾多的工業(yè)生產(chǎn)方所使用。

沉淀法主要是將沉淀劑加入含有粉體顆粒中的混合性溶液中，也可以經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)的沉淀生成劑使改性離子發(fā)生沉淀化學(xué)反應(yīng)，最后在顆粒表面中析出，最終獲得微/納米粉體。這種技術(shù)工藝可以對各組分的實際含量進行精確控制，此外制備過程中所采用的工藝設(shè)備較為簡單，因此有利于我國工業(yè)化生產(chǎn)中的規(guī)模化生產(chǎn)。微乳液技術(shù)工藝主要的操作原理是采用油包水型微乳液中的微小核未對工業(yè)中需要進行包覆的超細粉體進行科學(xué)制備，然后采用微乳聚合技術(shù)工藝對微/納米粉體進行包覆改性。這一技術(shù)工藝是一種有效制備爆覆型顆粒的有效方式。

微/納米粉體表面金屬包覆技術(shù)的應(yīng)用。金屬包覆技術(shù)主要包括粉末冶金技術(shù)以及化學(xué)鍍法、氫還原法三種，粉末冶金是通過非金屬粉末與金屬粉末的混合，然后采用燒結(jié)成型的方式制備包覆型復(fù)合材料的一種技術(shù)方式；當前這一種技術(shù)工藝憑借其低成本以及高性能的優(yōu)勢，已經(jīng)成為我國工業(yè)化發(fā)展過程中生產(chǎn)陶瓷基以及高性能金屬基復(fù)合材料的重要技術(shù)工藝；而化學(xué)鍍法是一種不需要任何外加電流，能夠規(guī)模化應(yīng)用的金屬包覆技術(shù)：與其相比，氫還原技術(shù)是一種最常用的技術(shù)工藝，主要通過將催化劑以及核心粉末加入到鎳鹽溶液中，通過氫氣對鎳進行還原，從而形成一種包覆型復(fù)合粉末物質(zhì)。

綜上所述，本文主要針對我國微/納米粉體表面包覆的基本形成理論以及實際的形成機制進行分析，通過微/納米粉體表面包覆物質(zhì)的不同情況，分別對微/納米粉體表面有機包覆、金屬包覆以及無機包覆等幾大不同技術(shù)進行研究，對常用的微/納米粉體表面包覆技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進行闡述，在此過程中對微/納米粉體表面包覆技術(shù)中存在的不足之處進行探究，提出相關(guān)的解決對策。