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无机粉体

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第四章

一. 惰性气体蒸发-冷凝法原理

该法所蒸发出来的气体金属粒子不断与环境中的惰性气体原子发生碰撞,既降低了动能又得到了冷却,本身成为浮游状态,从而有可能通过互相碰撞成核长大。惰性气体压力越大,离加热源越近,处于浮游状态的原子也越多,成核几率大,生长相对较快。当颗粒长到一定程度后就会沉积到特定的容器壁上,由于此时不在发生运动,粒子不再继续长大,这就有可能制备相对较小的超微粒子。

早期相关的装置很多,一般采用电或石墨加热器,在充有几百帕氩的压力下可制备10 nm左右的Al、Mg、Zn、Sn、Cr、Fe、Co、Ni和Ca等金属粉体。

图3-48为一种产物粉体可以原位压结的改进装置示意图

图3-48 惰性气体蒸发-冷凝装置示意图

1-蒸发源;2-液氮冷却的冷阱;3-惰性气体室;4-粉料收集和压

结装置

待蒸发金属如铁经电加热的器皿中蒸发后,进入压力约为1kPa的气氛中,经碰撞、成核、长大,最后凝结在直立指状冷阱上,形成一种结构松散的粉状晶粒集合体,然后将体系抽至真空,可用移动的特种刮刀将粉末刮入收集器或进入挤压装置压成快状纳米材料。

二.化学气相沉积法

化学气相法是利用挥发性的金属化合物的蒸气,通过化学反应生成所需要的化合物,在保护性气体环境下快速冷凝,从而制备各种超微粉体的方法。

化学气相沉积(CVD)乃是通过化学反应的方式,利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源,在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。

三.作业题

1. 超微粉体气相合成时,不论采用物理气相合成还是化学气相反应合成中的哪一种具体方法,都会涉及气相粒子成核,晶核长大,凝聚等一系列粒子生长的基本过程。

2. 什么是过饱和度?

答:过饱和度就是指超过饱和度的那一部分溶质的质量与饱和度的比,它表示了溶液的过饱和程度。

3.

判断:气相反应平衡常数越大,反应率越大。(√)

判断:物理气相合成主要制备金属氧化物粉体(×)

4. 选择:不管气相合成体系以何种方式成核,只要一旦成核,核就通过碰撞继续长大为初生粒子,因此,合成中最重要的是粒径控制。下列说法不正确的是(D)

A实现粒径控制途径主要有通过物料平衡条件进行控制

B通过反应条件控制成核速率进而控制产物粒径。

C气相反应平衡常数越大,反应率越大。

D气相反应平衡常数越小,反应率越大。

5. 气相合成中超微粉体生成的关键在于是否能在均匀气相中自发成核。

6. 物理气相合成法的本质是什么?

答:其本质是把所要制备的超微粉体的源材料在真空或低压气体(如氮和氩、氦、氖等惰性气体)中加热蒸发,实际产生的烟雾状超微粒子就会冷凝在容器的一定部位。只要加热和捕集装置合适,就可制造超微粉体。

7. 惰性气体蒸发冷凝法的原理?

答:该法所蒸发出来的气体金属粒子不断与环境中的惰性气体原子发生碰撞,既降低了动能又得到了冷却,本身成为浮游状态,从而有可能通过互相碰撞成核长大。惰性气体压力越大,离加热源越近,处于浮游状态的原子也越多,成核几率大,生长相对较快。当颗粒长到一定程度后就会沉积到特定的容器壁上,由于此时不在发生运动,粒子不再继续长大,这就有可能制备相对较小的超微粒子。

8. 什么是化学气相沉积法?

答:化学气相沉积(CVD)乃是通过化学反应的方式,利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源,在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。

9. CVD装置通常可以由气源控制部件,沉积反应室,沉积温控部件,真空排气和压强控制部件组成

10. CVD技术反应气体既可以以气态供给,也可以以液态或固态供给,不同状态的反应气体如何进入反应室?

答:当反应气体为气态时,由高压钢瓶经减压阀取出,可通过流量计控制流量。

当反应气体为液态时,可采用两种方法使之气化,一是把液体通入蒸发容器中,同时使载气从温度恒定的液面上通过,这样液体在相应温度下产生的蒸气由载气携带进入反应室;二是让载气通过液体,利用产生的气泡使液体气化,继而将反应气体携带出去。

当反应气体以固态形式供给时,把固体放入蒸发容器内,加热使其蒸发或升华,继而送人反应室中。

11. CVD技术排气系统的功能有哪些?

答:一是从反应室除去未反应的气体和副产物,二是提供一条反应物越过反应区的通畅路径。

12. 为了适应CVD技术的需要,通常对原料、产物及反应类型等有什么要求?

答:(1)反应原料是容易制备、蒸汽压高、反应性能好的金属卤化物、金属醇盐烃化合物与羰基化合物等。

(2)反应易于生成所需要的沉积物而其它副产物保留在气相排出或易于分离.

(3)整个操作较易

第三章

一.水热法

名词解释:水热法(Hydrothermal Synthesis),是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压),创造一个相对高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解,并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。

问答工艺流程:

二.溶胶凝胶法

溶胶-凝胶法:就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

由于加热的温度远远低于氧化物的融化温度,所以被称为低温合成法。也由于利用了加水分解、缩聚等化学反应,所以又可叫做玻璃的化学合成法。

三.喷雾法:干燥法、热解法

喷雾干燥法是将溶液分散成小液滴喷入热风中,使之快速干燥的方法。这是

........................................一种适合工业化

大规模生产超微粉体材料的方法。

...............

喷雾干燥制粉过程不需粉磨工序,直接得到超微粉体材料。只要在初始盐溶液中无不纯物,过程中又无外来杂质引入,就可以得到化学成分稳定、纯度高、性能优良的超微粉体材料,该法在生产中宜于连续运转,生成能力较大,因此它是一种潜力很大,适合于工业化生产的有效方法。但是仅对可溶性盐有效,具有一定的局限性。

四.冷冻干燥法,优缺点

冷冻干燥法的基本过程包括初始溶液的配置、喷雾冷冻、冷冻升华和干燥物的热分解。

选用原料盐的原则是:

1.所需组分能溶于水或其他适当的溶剂,除了真溶液,也可以选用胶体;

2.不易在过冷状态下形成玻璃态;

3.有利于喷雾;

4.热分解温度适当。

五.均匀沉淀法和直接沉淀法的区分

直接沉淀法是仅用沉淀操作从溶液中制备氧化物纳米微粒的方法。其原理是在金属盐溶液中加入沉淀剂于一定条件下生成沉淀并析出,再将此沉淀过滤、洗涤并加热分解即可得到所需要的超细粉。

在直接沉淀法中,加料方式:

可是正滴法,即将沉淀剂滴加到盐溶液中,也可反滴法,即将盐溶液滴加到沉淀剂溶液中, 不同的加料方式可能对沉淀物的粒度及粒度分布、形貌等产生影响。

方法特点:

操作简便易行,对设备技术要求不高,不易引入杂质,产品纯度高,有良好的化学计量性,成本较低,

缺点:

洗涤原溶液中的阴离子较困难,

得到的粒子粒径分布较窄,

分散性较差。

均匀沉淀法是利用某一化学反应,使溶液中的构晶离子(构晶正离子或构晶负离子)由溶液中缓慢、均匀地产生出来的方法。

在均匀沉淀中,加入到溶液中的沉淀剂不立刻与沉淀组分发生反应,而是通过化学反应在整个溶液中均匀地释放构晶离子,并使沉淀在整个溶液中缓缓、均匀的析出。

均匀沉淀法的特点是:

(1)于构晶离子的过饱和度在整个溶液中比较均匀,所以沉淀物的颗粒均匀、致密;(2)可以避免杂质的共沉淀。

六.作业题

1.醇盐水解法的特点

●反应对象主要是水,不会引入杂质;

●其水解过程不需要添加碱,因此不存在有害负离子和碱金属离子。

●反应条件温和;

●反应在水中进行,操作简单,设备简单;

●是一种较为好的制备高纯度颗粒原料的方法,

缺点:成本高。需要大量的有机溶剂来控制水解速度。如能实现有机溶剂的回收和循环使用,就可有效地降低成本

2.醇盐水解法制备超微粉体的工艺流程图

3.什么是水热法

答:水热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压),创造一个相对高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解,并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。

4水热法制备粉体的工艺过程

5高温高压下水热反应的特征?

使重要离子间的反应加速、使水解反应加剧、使其氧化还原电势发生明显变化

6高温高压下水的变化

蒸汽压变、离子积变高,密度、粘度和表面张力变低。

7高温高压下水的作用

①有时作为化学组分起化学反应;

②反应和重排的促进剂;

③起压力传递介质作用;

④起溶剂作用;

⑤起低熔点物质作用;

⑥提高物质的溶解度;

⑦有时与容器反应;

⑧无毒。

8水热与溶剂热合成存在的问题?

●无法观察晶体生长和材料合成的过程,不直观。

●设备要求高耐高温高压的钢材,耐腐蚀的内衬、技术难度大温压控制严格、成本高。

●安全性差,加热时密闭反应釜中流体体积膨胀,能够产生极大的压强,存在极大的

安全隐患。

七.作业题

1.

什么是沉淀法

答:是液相化学合成金属氧化物超微粉体最常用的方法之一。它是利用各种溶解在水中的物质,反应生成不溶性的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、乙酸盐等,再将沉淀物过滤、洗涤、干燥(和加热分解),得到最终所需的化合物产品。

2.在直接沉淀法中,加料方式有哪些?

答:正滴法,即将沉淀剂滴加到盐溶液中,

反滴法,即将盐溶液滴加到沉淀剂溶液中,

3.直接沉淀法的特点?

答:操作简便易行,对设备技术要求不高,不易引入杂质,产品纯度高,有良好的化学计量性,成本较低,

缺点:

●洗涤原溶液中的阴离子较困难,

●得到的粒子粒径分布较窄,

●分散性较差。

4.什么是共沉淀法?特点是什么?

答:共沉淀法,是在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀剂,反应生成组成均匀的沉淀,沉淀物经过滤、洗涤、干燥和加热分解后得到高纯粉体。共沉淀法的特点是:

①通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的超微粉体材料;

②通过沉淀工艺条件的控制可以控制沉淀物的粒度大小和粒度分布,得到粒度小而且分布较均匀的超微粉体材料。

5.判断:要靠共沉淀方法来使微量成分均匀地分布在主要成分中,参与沉淀的

金属离子的沉淀pH值大致上应在5以内。(×)

6.利用共沉淀法制备高纯超微粉体材料时,应注意哪些问题?

答:利用共沉淀法制备高纯超微粉体材料时,初始溶液中负离子及沉淀剂中的正离子等少量残留物的存在对粉体材料的烧结等性能有不良的影响,因此要特别重视洗涤作业。

另外,为了防止干燥过程中颗粒的团聚,可以在干燥之前用适量的有机醇类溶剂,如乙醇、丙醇、异丙醇或其他有机水溶性分散剂进行分散。

7... 什么是均匀沉淀法........

答:均匀沉淀法是利用某一化学反应,使溶液中的构晶离子(构晶正离子或构晶负离子)由........................................溶液中缓慢、均匀地产生出来的方法。.................

在均匀沉淀中,加入到溶液中的沉淀剂不立刻与沉淀组分发生反应,而是通过化学反应在整........................................个溶液...中均匀地释放构晶离子,并使沉淀在整个溶液中缓缓、均匀的析出。..............................

8. 在不饱和溶液中,利用均匀沉淀法均匀生成沉淀的途径主要有哪些?

答:①溶液中的沉淀剂发生缓慢的化学反应,导致氢离子浓度变化和溶液pH 值的升高,使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀。

②沉淀剂在溶液中反应释放沉淀离子,使沉淀离子的浓度升高而析出沉淀。

9... 均匀沉淀法的特点?.........

①由于构晶离子的过饱和度在整个溶液中比较均匀,所以沉淀物的颗粒均匀、致密;..................................... ②可以避免杂质的共沉淀。............

10. 利用尿素发生水解的方法制备氢氧化铝属于哪种制备粉体的方法? 均匀沉淀法

11. 什么是团聚?如何减少团聚?

纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接形成较大的颗粒团聚的现象。

在沉淀过程中,可以加入有机分散剂; 必须将吸附在沉淀上的各种离子如NH4+,OH-,Cl-等尽可能除尽,在干燥湿粉料时,采用特殊的干燥方法,可较好地消除粉料干燥过程中出现的团聚现象。

12. 什么是溶剂蒸发法?

溶剂蒸发法的主要过程是将金属盐溶液先制成微小液滴,再加热使溶剂蒸发,溶质析成所需的超微粉。

13....什么是喷雾干燥法?其工业特点是什么.................

?. 喷雾干燥法是将溶液分散成小液滴喷入热风中,使之快速干燥的方法。这是一种适合工业化........................................大规模生产超微粉体材料的方法。...............

喷雾干燥制粉过程不需粉磨工序,直接得到超微粉体材料。只要在初始盐溶液中无不纯物,过程中又无外来杂质引入,就可以得到化学成分稳定、纯度高、性能优良的超微粉体材料,该法在生产中宜于连续运转,生成能力较大,因此它是一种潜力很大,适合于工业化生产的有效方法。但是仅对可溶性盐有效,具有一定的局限性。

13.... 什么是冷冻干燥法?其优点?有效应用该法的关键是?........................

将配制好的阳离子盐溶液喷入到低温有机液体中(用干冰或丙...........................酮冷却的乙烷浴内),使液体.............进行瞬间冷冻和沉淀在玻璃器皿的底部,将冷冻球状液滴和乙烷筛选分离后放入冷冻干燥器,.........................................

在维持低温降压条件下,溶剂升华、脱水,再在煅烧炉内将盐分解,可制得超细粉体,这一........................................

方法称冰冻干燥法。

.........

冷冻干燥法具有一系列突出的优点:

................

(一)在溶液状态下均匀混合,适合于极微量组分的添加,合成复杂的陶瓷功能材料并精确........................................

控制其最终组成;

........

(二)制备的超微粉体的粒度在

....................................10..~.500nm

.....范围内,冻结干燥物在煅烧时内含气体极易逸出,

容易获得易烧结的陶瓷超微粉体,由此制取的大规模集成电路基片平整度好,用来制备催化........................................

剂,

..............

..则其表面积和反应活性均较高;

(三)操作简单,特别适合于高纯陶瓷材料用超微粉体的制备。............................

1.温度下降必须迅速,避免经过(冰+溶液)两相区时出现组分偏析,使溶剂离子被冰固定,减小盐组成变化,保证冷冻干燥物的均匀性;

2.必须防止相变引起产物组成的变化;此外,还要在无液相存在下进行干燥,否则冻结物溶化出现的液相会使粒子长大。

14.冷冻干燥法的基本过程包括?选用原料盐的原则是?

冷冻干燥法的基本过程包括初始溶液的配置、喷雾冷冻、冷冻升华和干燥物的热分解。

选用原料盐的原则是:

1.所需组分能溶于水或其他适当的溶剂,除了真溶液,也可以选用胶体;

2.不易在过冷状态下形成玻璃态;

3.有利于喷雾;

4.热分解温度适当。

15.判断:胶体是物质存在的一种特殊状态,而不是一种特殊的物质。不是物质

的本性。(√)

16.判断:胶体体系的胶粒本身与分散介质之间必有一明显的物理分界面。(√)

17.判断:胶体体系是多相体系。(√)

18.溶胶和凝胶的区别和联系?

溶胶(Sol)是具有液体特征的胶体体系,分散的粒子是固体或者大分子,分散的粒子大小在1~100nm之间。

凝胶(Gel)是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网状骨架,骨架空隙中充有液体或气体,凝胶中分散相的含量很低,一般在1%~3%之间。

19.溶胶制备的必要条件?

分散相在介质中的溶解度必须极小,必须有稳定剂存在,反应物浓度很稀、生成的难溶物晶粒很小而又无长大条件时才能得到胶体。

20.如何制备硫磺水溶胶?

硫在乙醇中的溶解度较大,能形成真溶液。但硫在水中的溶解度极小,故以硫磺的乙醇溶液逐滴加入水中,便可获得硫磺水溶胶。

21.制备溶胶为什么要净化?如何净化?

用凝聚法制得的溶胶都是多分散性的、即体系中含有大小不等的各类粒子。其小有一些可能会超出胶体颗粒的范围。

而用化学法制得的溶胶通常都含有较多的电解质,虽然适量的电解质可以作为溶胶的稳定刑,但过多电解质又会降低溶胶的稳定性。

因此欲得比较纯净、稳定的溶胶,必须将制得的溶胶加以净化。

溶胶中的粗粒子可以通过过滤(胶体粒子小,可以通过普通滤纸的孔隙)、沉降或离心的办法将其除去。过多的电解质,必须用渗析的办法除去。

22.判断:搅拌溶胶或适当加热可加快渗析(√)

23.什么是弹性凝胶?

由柔性的线型大分子物质,如明胶、洋菜等形成的凝胶属于弹性凝胶(clastic gel)。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后.在冷却过程中便胶凝成凝胶。此凝胶经脱水干燥又成干胶,并可如此重复下去,说明这一过程完全是可逆的,故又称为可逆凝胶(reversible gel)。

24.什么是非弹性凝胶?

由刚性质点(如SiO2,TiO2等)溶胶所形成的凝胶属于非弹性凝胶(non—elastic gel),亦称刚性凝胶(rigidgel)。这类凝胶脱水干燥后再置水中加热一般不形成原来的凝胶,更不能形成产生此凝胶的溶胶,因此这类凝胶也称为不可逆凝胶(irreversible gel)。

25.

..........

...什么是溶胶-凝胶法?

溶胶-凝胶法:就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,.........................................

并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚........................................

合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。凝胶经过干燥、........................................

烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。....................

26.画出溶胶-凝胶法制备粉体过程示意图

27.判断:水解和缩聚是两个孤立发生的过程(×)

28.溶胶浓度如何影响胶凝时间和凝胶的均匀性?

溶胶浓度:溶胶的浓度主要影响胶凝时间和凝胶的均匀性。

在其它条件相同时,随溶胶浓度的降低 ,胶凝时间延长、凝胶的均匀性降低,且在外界条件干扰下很容易发生新的胶溶现象。

所以为减少胶凝时间,提高凝胶的均匀性,应尽量提高溶胶的浓度。

29.判断:酸催化体系的缩聚反应速率远大于水解反应,制得的缩聚物的交联度

低(√)

Ti(O—Bu)4+4H2O → Ti(OH)4+4C4H9OH

-Ti-(OH)- +-Ti-(OH)-→Ti-O-Ti+H2Oor醇

30.判断:碱催化体系的水解反应,形成的凝胶主要由缩聚反应控制,形成大分

子聚合物,有较高的交联度(√)

31.判断:升高温度可以缩短体系的凝胶时间,所以尽可能采取较高温度。(×)

32.电解质如何影响溶胶的稳定性?

33.电解质的含量可影响溶胶的稳定性。

与胶粒带同种电荷的电解质离子可以增加胶粒双电层的厚度,从而增加溶胶的稳定性;

与胶粒带不同电荷的电解质离子会降低胶粒双电层的厚度,降低溶胶的稳定性。

电解质离子所带电荷的数量也会影响溶胶的稳定性,所带电荷越多,对溶胶的影响越大。

第二章

一.表面效应和小尺寸效应

表面效应:

当大块固体细化为微粉时,随着微粉粒径的减小,其特性不仅取决于固体本身,而且还与表面原子状态有关,称其为表面效应。

小尺寸效应:

随着微粉粒径的减小,当其尺寸与光波波长、电子波长、磁单畴尺寸、超导态相干长度等物理尺度相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,声、光、电、磁、热力学等特性将会呈现出新的小尺寸效应。

二.休止角概念及测量方法

概念:

粒子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时受到重力和粒子间摩擦力的作用,当这些力达到平衡时处于静止状态。休止角是此时粉体堆积层的自由斜面与水平面所形成的最大角,即将粉体堆积成尽可能陡的圆锥体形状的“堆”,堆的斜边与水平线的夹角即为休止角,常用θ表示。测量方法:

固定漏斗法:将漏斗固定于水平放置的坐标纸上的适宜高度,漏斗下口距坐标纸的距离为H,让粉体由漏斗徐徐流出使形成的粉堆圆锥位的尖端接触漏斗下口为止,从坐标纸测出圆锥的半径。

固定圆锥体法:用适宜大小的圆盘龙受由漏斗流下的粉体,直到得到最高的圆锥体为止。倾斜箱法;将粉末小心地装入矩形盒中并铺平(不得加压),将盒的一端抬起使倾斜,直到粉末开始流动为止,盒的底与水平的夹角即为休止角。

休止角测定

三.作业题

1.休止角越小,说明粉体的流动性越好还是越坏?

流动性越好

2.球形粉体的流动性好还是不规则的粉体流动性好?

流动性较好

3.表面越粗糙的粉体,其休止角越大还是越小?流动性就越差还是越好?

休止角越大,流动性就越差

4.粉体与颗粒的定义是什么?粉体如何分类?

颗粒:颗粒就是指微小的物体,是组成粉体的基本单元,且可以独立存在。一般从几个毫米到几个纳米。

5...超微粉体表面效应的内容是什么?

...............

当大块固体细化为微粉时,随着微粉粒径的减小,其特性不仅取决于固体本身,而且还与表........................................

面原子状态有关,称其为表面效应。

................

6.久保理论的内容是什么?

分裂能级的平均间距δ与颗粒所含的自由电子总数N呈反比例关系:

δ = 4E F/3N

7.什么是隧道效应?

隧道效应由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿。

宏观物体,粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒,(动能低于势能的能垒时),根据经典力学规律,粒子是不可能越过势垒的。

而对于微观粒子,如电子,即使势垒远较粒子动能高,量子力学计算表明,按照量子力学可以解出,除了在势垒处的反射外,还有透过势垒的波函数,粒子的态函数在势垒中或势垒后均非零,这表明在势垒的另一边,粒子具有一定的概率,这表明微观粒子具有进入和穿透势垒的能力,称之为隧道效应。

8.“太阳黑体”是如何形成的?

超微金属颗粒对光的反射率甚低,通常可<1% ,而对太阳光谱的全吸收通常呈现黑色,因此又通常称为“太阳黑体”。

9.固态物质在其形态为大尺寸时,其熔点是固定的,超细微化后却发现其熔点

将显著增加还是降低?降低

10.Bond将颗粒尺寸对催化作用的影响大致分为三大类,分别是哪三类?如何

影响?

Bond将颗粒尺寸对催化作用的影响大致分为三大类:

(1)氧化过程:通常催化反应速率随颗粒尺寸减小而降低,

(2)烷烃转换:如氢解,骨架异构化,差向异构化,通常催化反应速率随颗粒尺寸减小而增加,

(3). 同位素交换及氢解

某些同位素交换及氢解反应,通常催化剂反应速率随颗粒尺寸减小而降低。

11.粉体的流动性的表示方法有哪些?

粉体的流动性,常用休止角和流速表示。

12.

............

...什么是休止角?如何测量?

粒子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时受到重力和粒子间摩擦力的作用,当这些力达到平衡........................................

时处于静止状态。休止角是此时粉体堆积层的自由斜面与水平面所形成的最大角,即将粉体........................................

堆积成尽可能陡的圆锥体形状的

......................................“.堆.”.,堆的斜边与水平线的夹角即为休止角,常用θ表示。

测量方法:

.....

●.固定漏斗法:将漏斗固定于水平放置的坐标纸上的适宜高度,漏斗下口距坐标纸的

....................................

距离为

...................................H.,让粉体由漏斗徐徐流出使形成的粉堆圆锥位的尖端接触漏斗下口为止,

从坐标纸测出圆锥的半径。

............

●.固定圆锥体法:用适宜大小的圆盘龙受由漏斗流下的粉体,直到得到最高的圆锥体

....................................

为止。

...

●.倾斜箱

....................................法;将粉末小心地装入矩形盒中并铺平(不得加压),将盒的一端抬起使倾

斜,直到粉末开始流动为止,盒的底与水平的夹角即为休止角。

............................

13.粒子大小如何影响粉体的流动性?

粒子大小及其分布一般认为,当粒子的粒径大于200μm的时候,粉体的流动性良好,休止角较小;当粒径在200~100μm范围时,为过渡阶段,随着粒径的减小,粉体比表面积增大,粒子间的摩擦力所起的作用增大,休止角增大,流动性变差;当粒径小于100μm时,其粘着力大于重力,休止角大幅度增大,流动性差。

14.含湿量如何影响粉体的流动性?

含湿量粉体在干燥状态时,其流动性一般较好。由于粉体在相对湿度较高的环境中吸收一定量的水分后,粒子表面吸附了一层水膜,由于水的表面张力等的作用,使得粒子间的引力增大,流动性变差。

一定范围内吸湿量变大,休止角越大,流动性变差;但当粉体吸湿超过一定量后,吸附的水分消除了粒子表面粘着力而起润滑作用,休止角减小,流动性增大。含湿量对流动性的影响因粉体品种的不同而不同。

15.影响流动性的因素有哪些?

粒子大小及分布

粒子形态及表面粗糙性

含湿量

加入助流剂、润滑剂

材料合成与制备

作业习题: 一、名词解释 1. 胶体(Colloid):胶体是一种分散相粒径很小的分散体系,分散相粒子的重量可以忽略不计,粒子之间的相互作用主要是短程作用力。 2. 溶胶:是具有液体特征的胶体体系,是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中,不停地进行布朗运动的体系。分散粒子是固体或者大分子颗粒,分散粒子的尺寸在1~100nm之间,这些固体颗粒一般由103~109个原子组成。 3. 凝胶(Gel):凝胶是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网络骨架,骨架孔隙中充满液体或气体,凝胶中分散相含量很低,一般在1%~3%之间。 4. 溶胶-凝胶法(Sol-gel):是采用具有高化学活性的含材料成分的液体化合物为前驱体(通常是金属有机醇盐或无机化合物),在液相下将这些原料均匀混合,并进行一系列的水解、缩聚化学反应,通过抑制各种反应条件,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经过陈化,胶粒间缓慢聚合,形成了三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成了凝胶。凝胶再经过低温干燥,脱去其间溶剂而成为一种多孔空间结构的干凝胶或气凝胶,最后,经过烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 5. 多孔材料:是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。 6. 水解度R:是水和金属醇盐物质的量比,即溶胶-凝胶反应过程中加水的量的多少。 二、填空题 1.溶胶通常分为亲液型和憎液型两类。 2. 材料制备方法主要有物理方法和化学方法。 3. 化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。 4. 由于界面原子的自由能比内部原子高,因此溶胶是热力学不稳定体系,若无其它条件限制,胶粒倾向于自发凝聚,达到低比表面状态。 5. 溶胶稳定机制为胶体稳定的DLVO理论。 6. 计算颗粒间范德华力通常用的两种模型为平板粒子模型、球型粒子模型。 7. 溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。 8. 溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。 9. 溶胶-凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。 10. 搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。 11. 溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。 12. 对于金属无机盐的水溶液,前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。 课后习题 一、名词解释 1、水热法:是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压),创造一个相对高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解,并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。 2、溶剂热法:将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒(例如:有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等),采用类似于水热法的原理,以制备在水溶液中无法长成,易氧化、易水解或对水敏感的材料。 3、超临界流体:是指温度及压力都处于临界温度和临界压力之上的流体。在超临界状态下,物质有近于液体的溶解特性以及气体的传递特性:粘度约为普通液体的0.1~0.01;扩散系

纳米粉体材料

纳米粉体材料 简介 纳米材料分为纳米粉体材料、纳米固体材料、纳米组装体系三类。纳米粉体材料是纳米材料中最基本的一类。纳米固体是由分体材料聚集,组合而成。而纳米组装体系则是纳米粉体材料的变形。 纳米粉体也叫纳米颗粒,一般指尺寸在1-100nm之间的超细粒子,有人称它是超微粒子。它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒。按照它的尺寸计算,假设每个原子尺寸为1埃,那么它所含原子数在1000个-10亿个之间。它小于一般生物细胞,和病毒的尺寸相当。 细微颗粒一般不具有量子效应,而纳米颗粒具有量子效应;一般原子团簇具有量子效应和幻数效应,而纳米颗粒不具有幻数效应。 纳米颗粒的形态有球形、板状、棒状、角状、海绵状等,制成纳米颗粒的成分可以是金属,可以是氧化物,还可以是其他各种化合物。 纳米粉体材料的基本性质 它的性质与以下几个效应有很大的关系: (1).小尺寸效应 随着颗粒的量变,当纳米颗粒的尺寸与光波、传导电子德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理尺寸特征相当或更小时,周期边界性条件将被破坏,声、光、电、磁、热、力等特性均会出现质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化成为小尺寸效应。 (2).表面与界面效应 纳米微粒尺寸小、表面大、位于表面的原子占相当大的比例。由于纳米粒径的减小,最终会引起表面原子活性增大,从而不但引起纳米粒子表面原子输送和构型的变化,同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。以上的这些性质被称为“表面与界面效应”。 (3)量子尺寸效应 当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变成离散能级的现象成为量子尺寸效应。 具体从各方面说来有以下特性: (1)热学特性

粉末冶金粉体常见的制备方法及综述1

粉末冶金粉体常见的制备方法及综述Powder metallurgy powder and preparation method of common 摘要:粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。粉末冶金制品的应用范围十分广泛,从普通机械制造到精密仪器;从五金工具到大型机械;从电子工业到电机制造;从民用工业到军事工业;从一般技术到尖端高技术,均能见到粉末冶金工艺的身影。目前,我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后,与国外先进技术水平相比存在较大差距。本文介绍了粉末冶金粉体的制备方法,包括物理方法和化学方法,物理法包括机械粉碎法,化学法包括气相沉积法、雾化法和电解法,气相沉积法、雾化法和电解法目前在工业上已经得到了广泛的应用。 关键词:粉末冶金;粉体;气相沉积法,雾化法,电解法Abstract: the method of powder metallurgy originated in three thousand years . Manufacture of iron for the first method is essentially by powder metallurgy method. Powder metallurgy products, a wide range of applications, from the ordinary machinery manufacturing of precision instrument; from the hardware to the large machinery; from electronics to motor manufacturing; from the civilian industry to the military industry; from the general technology to sophisticated high technology, can see the figure of powder metallurgy

无机粉体分散剂-连接有机与无机的桥梁

无机粉体分散剂-连接有机与无机的桥梁 无机粉体分散剂是一种在无机材料和高分子材料的复合体系中,能通过物理和/或化学作用把二者结合,亦或能通过物理和/或化学反应,使二者的亲和性得到改善,从而提高复合材料综合性能的一种物质。 通过使用粉体分散剂,可在无机物质和有机物质的界面之间架起"分子桥",把两种性质悬殊的材料连接在一起,形成有机基体-粉体分散剂-无机基体的结合层,提高复合材料的性能和增加粘接强度。 那么无机粉体分散剂的应用性能主要体现在什么方面呢? 1.对无机粉体表面进行包覆处理 能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能,大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能,

它对复合材料机械性能的提高,效果也十分显著。 2.增加相容性与分散性 可预先对填料进行表面处理,也可直接加入树脂中,从而改善填料在树脂中的分散性及粘合力,改善无机填料与树脂之间的相容性,改善工艺性能和提高填充塑料(包括橡胶)的机械、电学和耐气候等性能。 3.用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂 提高材料的粘接强度、耐水、耐气候等性能。粉体分散剂之所以能作为增粘剂,其作用原理在于它本身有两种基团:一种基团可以和被粘的骨架材料结合;而另一种基团可以与高分子材料或粘接剂结合,从而在粘接界面形成强力较高的化学键,提高粘接强度。 4.其他方面的应用: ①使固定化酶附着到玻璃基材表面;②油井钻探中防;③使砖石表面具有憎水性;④通过防吸湿作用,使荧光灯涂层具有较高的表面电阻;⑤提高液体色谱柱中有机相对玻璃表面的吸湿性能;⑥改善填充橡胶的物理加工性能等。 5.小结 随着科技的发展,对于高性能的材料的要求也会更加高,无机粉体分散剂在工业、复合材料工业、高分子工业中不可缺少的助剂之一。

二氧化锡半导体纳米粉体

二氧化锡半导体纳米粉体的制备及气敏性能研究报告 学院:资源加工与生物工程学院 班级:无机0801 姓名:魏军参 学号:0305080723 组员:张明陈铭鹰项成有

半导体纳米粉体的制备及气敏性能研究 前言 SnO2 粉体作为一种功能基本材料,在气敏、湿敏、光学技术等方面有着广泛的应用。目前是应用在气敏元件最多的基本原材料之一。纳米级SnO2 对H2 、C2H2 等气体有着较高的灵敏度、选择性和稳定性,具有更广阔的应用市场前景。研究纳米SnO2 粉体的制备方法很多,例如:真空蒸发凝聚法、低温等离子法、水解法、醇盐水解法、化学共沉淀法、溶胶—凝胶法,近期还出现了微乳液法,水热合成法等。每种制粉方法各有特点,但是在目前技术装备水平和纳米粉体应用市场还未真正形成的条件下,上述纳米粉体制备方法由于技术成熟度或制备成本等方面的原因,大多都还未形成具有实际意义上的生产规模,主要还处于提供研究样品阶段。 以廉价的无机盐SnCl4·5H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出粒度均匀的超细SnO2粉体,该工艺具有设备简单,过程易控,成本低,收率高等优点。实验考察制备工艺过程中原料浓度、反应温度、反应终点pH值、干燥脱水方式、培烧温度等因素对纳米SnO2粉体粒径的影响。实验过程以TG-DTA热分析、红外光谱等测试手段,分析前驱体氢氧化物受热行为,前驱体表面基团及过程防团聚机理等。利用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、比表面测试仪分别对纳米粒子的形貌与粒径分布、晶相组成、比表面积进行了表征与测定。 在实验中制备得到得SnO2 胶体,在干燥、煅烧的过程中很容易形成团聚。因为粉体颗粒细小, 表面能巨大, 往往会粘结在一起。水热法是近年来出现的制备超细粉体的新方法,其利用密封压力容器, 以水为溶剂, 温度从低温到高温(100 ℃~400 ℃) , 压力在10~200 MPa 。该方法为前驱物反应提供了一个在常压下无法实现的特使物理化学条件。避免在普通煅烧过程中, 由于晶粒间细小间隙产生毛细现象导致的颗粒长大团聚。 水热法制备过程中, 粉体在液相中达到“煅烧”温度。通过控制反应条件, 有效阻碍颗粒间的长大, 保持颗粒粒度均匀, 形态规则, 且干燥后无需煅烧, 避免形成硬团聚。 本文以SnCl4·5H2O 为原料, 利用溶胶凝胶法和离心洗涤制备纯净凝胶, 水热脱水法制备SnO2微晶;研究不同水热条件下, SnO2 粉体的形成、晶粒大小以及分散性能。 文献综述 1.1 半导体纳米粉体 半导体定义 电阻率介于金属和绝缘体[1]之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10E-5~10E7欧姆?米之间,温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对,均能自由移动,即载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由

无机粉体

第四章 一. 惰性气体蒸发-冷凝法原理 该法所蒸发出来的气体金属粒子不断与环境中的惰性气体原子发生碰撞,既降低了动能又得到了冷却,本身成为浮游状态,从而有可能通过互相碰撞成核长大。惰性气体压力越大,离加热源越近,处于浮游状态的原子也越多,成核几率大,生长相对较快。当颗粒长到一定程度后就会沉积到特定的容器壁上,由于此时不在发生运动,粒子不再继续长大,这就有可能制备相对较小的超微粒子。 早期相关的装置很多,一般采用电或石墨加热器,在充有几百帕氩的压力下可制备10 nm左右的Al、Mg、Zn、Sn、Cr、Fe、Co、Ni和Ca等金属粉体。 图3-48为一种产物粉体可以原位压结的改进装置示意图 图3-48 惰性气体蒸发-冷凝装置示意图 1-蒸发源;2-液氮冷却的冷阱;3-惰性气体室;4-粉料收集和压 结装置 待蒸发金属如铁经电加热的器皿中蒸发后,进入压力约为1kPa的气氛中,经碰撞、成核、长大,最后凝结在直立指状冷阱上,形成一种结构松散的粉状晶粒集合体,然后将体系抽至真空,可用移动的特种刮刀将粉末刮入收集器或进入挤压装置压成快状纳米材料。 二.化学气相沉积法 化学气相法是利用挥发性的金属化合物的蒸气,通过化学反应生成所需要的化合物,在保护性气体环境下快速冷凝,从而制备各种超微粉体的方法。 化学气相沉积(CVD)乃是通过化学反应的方式,利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源,在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。 三.作业题 1. 超微粉体气相合成时,不论采用物理气相合成还是化学气相反应合成中的哪一种具体方法,都会涉及气相粒子成核,晶核长大,凝聚等一系列粒子生长的基本过程。 2. 什么是过饱和度? 答:过饱和度就是指超过饱和度的那一部分溶质的质量与饱和度的比,它表示了溶液的过饱和程度。 3. 判断:气相反应平衡常数越大,反应率越大。(√) 判断:物理气相合成主要制备金属氧化物粉体(×)

纳米粉体制备方法

纳米粉体制备方法 纳米技术是当今世界各国争先发展的热点技术,纳米技术和材料的生产及其应用在中国已起步,可以产业化的只有为数不多的几个品种,纳米二氧化钛(TiO2)、纳米氧化锌(ZnO)、纳米碳酸钙(CaCO3)便是其中较具代表性的几个品种。纳米粉体的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。以下是对各种方法的分别阐述并举例。 1. 物理方法 (1)真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。1。金属烟粒子结晶法是早期研究的一种实验室方法。将金属原料置于真空室电极处,真空室抽空(真空度1P a)导入102到103 P a压力的氩气或不活泼性气体,然后像通常的真空蒸发那样,用钨丝蓝蒸发金属。在气体中,通过蒸发、凝聚产生的金属蒸气形成金属烟粒子,像煤烟粒子一样沉积于真空室内壁上。在钨丝篮上方或下方位置可以预先放置格网收集金属烟粒子样品,以备各类测试所用。2。流动油面上的真空蒸发沉积法(VEROS),VEROS法是将物质在真空中连续的蒸发到流动着的油面上,然后把含有纳米粒子的油回收到贮存器内,再经过真空蒸馏、浓缩,从而实现在短时间制备大量纳米粉体。 (2)物理粉碎法 通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。例,有一种制备纳米粉体材料新方法,最适用于碳化物、氮化物及部分金属粉体的制备。其方法是先对反应器抽真空,然后充入保护气体或反应气体,在反应器中设置石墨电极,在石墨电极与反应器坩埚中的金属之间通电,使之产生高温碳电弧,由高温电弧产生金属蒸汽。采用保护气体可以生产出由石墨原子包覆的纳米镍粉、铜粉、铝粉等不易团聚的金属纳米粉末;采用反应气体可以生产碳化物、氮化物纳米粉末。与现有技术相比,生产的纳米粉末不易团聚,具有成本低,电弧功率大,可以实现规模化生产,具有广泛的实用性。用冲击波处理共沉淀法制备的氧化铁与氧化锌混合物合成了铁酸锌,用XRD、TEM 和电子衍射法对这种产品进行了鉴定.与传统的高温焙烧法相比,这种产品的特点是其颗粒尺寸为纳米级.主要原因可能在于冲击波的作用时间极短,因此生成的铁酸锌不会生长成为完整的晶粒.由此可以认为,冲击波处理可能是一种制备复合金属氧化物的纳米粉体的新方法. (3)机械球磨法 采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。例,一种钛合金纳米粉体制备方法,原料包括钛合金粗粉、助磨键合剂、分散剂、表面活性剂;制备方法是,将所述原料按配比投入反应釜,反应釜转速200-300mpr、温度50℃-60℃,反应釜旋转时间15-30分钟;反应釜转速升高至达1000mpr以上,维持该转速1.5-2.5小时,温度为180℃以上;反应釜转速降到300mrp以下,在0.5-1.0小时内降低温度至40℃-50℃,停机,即完成纳米粉体的制备。它稳定地对钛合金实现了纳米化加工;由此为利用纳米粉体的小尺寸效应、表面积效应而使它的耐蚀优点得到提升得以实现,使之可作为一种活性添加剂与各种优良树脂结合成一种新型复合材料。 2. 化学方法 (1)气相沉积法 利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。例,TiCl4气相氧化法,其基本化学反应式为:TiCl4(g)+O2(g)=TiO2(s)+Cl2(g) 施利毅、李春忠等利用

无机纳米粉体表面改性研究进展

摘要: 由于纳米粒子易团聚, 对其进行表面改性是很必要的。本文综述了纳米粒子表面改性的主要方法, 介绍了国内外表面改性的一些实例, 并对纳米粒子表面改性的一些新发展和应用前景作了说明。 关键词: 纳米粉体; 团聚; 表面改性;表征 Abstract:Accumulation is one of the most important problems to be resolved in the application of nanosize power.Surface modification can efficiently resolve this problem.In this aricle,the author discuss the cause of the accumulation,the way of surface medication and the manifestion of surface modification. Key words: nanosizes power, accumulation, surface modification, manifetation 1、引言 物质经微纳米化后, 尤其是处于纳米状态时, 其尺寸介于原子、分子与块状材料之间, 故有人称之为物质的第四状态。由于纳米粒子具有大比表面积, 随着粒子半径的减小, 其表面能和表面张力都急剧增大,此外还具有小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应, 因而纳米材料具有独特的力学、光、热、电、磁、吸附、气敏等性质, 在传统材料中加入纳米粉体将大大改善其性能或带来意想不到的性质。 目前, 纳米材料在信息、能源、环境和生物技术等高科技产业中的应用已取得了初步成果。但是在应用过程中, 由于纳米粒子粒径小, 表面活性高, 使其易发生团聚而形成尺寸较大的团聚体[1], 严重地阻碍了纳米粉体的应用和相应的纳米材料的制备。 2、纳米粒子的团聚 所谓纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接、由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象。 从热力学上, 纳米粒子的分散体系具有巨大的比表面积, 表面能很大, 系统会自动朝着表面积减小的方向变化, 导致纳米粒子发生团聚。粉末的团聚分为软团聚和硬团聚。软团聚主要是由于颗粒之间的范德华力和库仑力所致, 该团聚可通过施加机械能能消除粉末的硬团聚体内除了颗粒之间的范德华力和库仑力之外, 还存在化学键作用, 目前人们对粉末的硬团聚机理存在不同的看法, 其中最有代表性的是晶桥理论、毛细管吸附理论、氢键作用理论和化学键作用理论[2]。 图1 纳米粒子的团聚机理示意图 Fig1 agglomeration mechanism schematic diagram of nano2particles 为了解决纳米粉体的团聚问题以及改善粉体粒子表面活性,就需要对粉体粒子进行表面改性。

粉体材料的制备方法有几种

粉体材料的制备方法有几种?各有什么优缺点?(20分) 答:粉末的制备方法: 气相合成、湿化学合成、机械粉碎. 1. 物理方法 (1)真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。 (2)物理粉碎法 通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。 (3)机械球磨法 采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。 2. 化学方法 (1)气相沉积法 利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。 (2)沉淀法 把沉淀剂加入到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备氧化物。 (3)水热合成法 高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。 (4)溶胶凝胶法 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和Ⅱ~Ⅵ族化合物的制备。 (5)微乳液法 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好,Ⅱ~Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备 2. 为什么要对粉体材料的表面进行改性?什么是物理吸附?什么是化学吸附?试举例说明。(20分) 答: 材料表面改性的目的 力学性能:表面硬化、防氧化、耐磨等 电学性能:表面导电、透明电极 光学性能:表面波导、镀膜玻璃 生物性能:生物活性、抗菌性 化学性能:催化性 装饰性能:塑料表面金属化 材料表面改性的意义 通过较为简单的方法使一个部件部件或产品产品具有更为综合的性能第一节材料表面结构的变化 粉体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,根据应用的需要有目的改变粉体材料表面的物理化学性质,如表面组成、结构和官能团、

无机材料机械及设备教学大纲

《无机材料机械及设备》教学大纲 一、课程基本信息 1.课程编号: 2.课程名称:无机材料机械及设备 3.英文名称: 4.课程简介:无机材料机械及设备是材料科学与工程专业的一门专业主干课程。主要内容包括:粉体的基本性质;粉碎;筛分;分离;混合;练泥机械等设备的工作原理、构造、性能及应用。 二、课程说明 1.教学目的和要求 通过本课程的学习,使学生能够系统地掌握无机材料机械及 设备的基本理论和基础知识;处理工艺及装备技术;粉体加工工艺 原理及流程;机械设备的原理、构造、性能及应用。注重培养学生 分析与解决问题的能力。强调理论与实践的结合,培养高级应用型 工程技术人才。 2.与相关课程衔接 先修课程:机械制图、机械基础及化工原理。 3.学时、学分 总学时:48学时;周学时:3学时;学分:3分。 4.开课学期:第7学期。 5.教学方法:课堂教学,PPT。 6.考核方式:期末闭卷考试,总成绩=考试成绩×70%+平时成绩 (1)

30%。 7.教材及参考书 教材:无机非金属材料工业机械及设备,张庆今主编,华南理工大学出版社出版 8.主要参考书 [1] 张长森,程俊华等编.粉体工程.自编校内教材,2001.1 [2] 陶珍东、郑少华主编.粉体工程与设备.北京:化学工业 出版社,2003. [3] 陆厚根编著,粉体技术导论,上海:同济大学出版社, 1998. [4] 谢洪勇编著.粉体力学与工程. 2003. [5] 王奎生编著.工程流体与粉体力学基础.北京:中国计量 出版社,2002.9. [6] 卢寿慈主编.粉体技术手册. 北京:化学工业出版 社,2004. [7] 毋伟, 陈建峰, 卢寿慈编著.超细粉体表面修饰. 北 京:化学工业出版社,2004. [8] 李凤生等编著.超细粉体技术.北京:国防工业出版社, 2000. (2)

纳米粉体材料行业分析报告行业基本情况

报告概要 行业评级:纳米粉体新材料行业推荐 行业内重点公司推荐:广东羚光 行业分析师:袁熠 执业证编号:S123011470019 电话:(021)64318677 Email:YuanYi@https://www.docsj.com/doc/1b9939628.html, 纳米粉体材料行业分析报告 一、行业基本情况 1、行业主管部门及监管体制 公司属于金属制品制造业,行业主管部门是国家发展与改革委员会、工业和信息化部及其各地分支机构,主要负责产业政策的制定并监督、检查其执行情况;研究制定行业发展规划,指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造等工作。 中国微米纳米技术学会(CHINESE SOCIETY OF MICRO-NANO TECH-NOLOGY,英文缩写为 CSMNT)是全国范围纳米行业的自律性管理组织,其主要筹办各种学术活动,包括组织各种学术会、展览会、战略研讨会、国际交流等等,为我国微米纳米技术的计划与规划、关键技术联合攻关、技术交流、人才培养、科学普及发挥重要作用,为国内外各界微米纳米技术研究人员和单位的交流、科研成果的转化和产业化提供交流平台。 江苏省新材料产业协会是江苏省内的新材料行业自律性组织,协会由全省新材料产业领域的企事业单位、大专院校、科研机构以及其他相关经济组织自愿组成,是实行行业服务和自律管理的全省性、行业性、非盈利性的社会组织。主要开展新材料产业全面调查,研究发展趋势,参与制定新材料产业规划和产品技术、质量行业标准,构建综合服务平台,促进产业体制和技术创新,促进新材料企业

持续发展,为江苏省新材料产业发展提供助力。 目前,国家发展与改革委员会、工业和信息化部对行业的管理仅限于宏观管理、政策性引导,行业协会进行指导性管理,公司自主从事业务发展、内部管理和生产经营。纳米材料行业市场化程度较高,主要表现在市场主体和交易方式上,政策壁垒已经完全消除,企业可以自由进入,产品价格由市场供求关系决定,国家不干预企业产品定价,行业运作已经充分市场化。 2、行业主管法律法规 (1)主要法律法规 行业相关法规: (2)国家标准 国家质检总局与国家标准委联合发布的与纳米材料有关的国家标准,主要有: 3、行业主要产业政策 公司处于前沿技术细分行业,公司产品主要运用于片式元件(电容器、电感器和电阻器)、新能源等领域,公司产品的应用领域符合国家的产业政策,属于国家鼓励发展行业,影响本行业发展的法律法规及政策主要有: 2016年6月江苏省政府发布的《江苏省国民经济和社会发展“十三五”规划

常用无机粉体材料种类及作用

常用无机粉体材料种类及作用 目前,在中国每年至少有400万吨的无机粉体材料作为原料的一部分被用于塑料制品的生产。用无机粉体材料替代部分石油产品,一方面,每年可以节约数百万吨石油;另一方面,对于所生成的塑料制品而言,不但有利于降低原材料成本,而且可以使填充塑料材料的某些性能按照预定的方向得到改善,从而提高塑料制品的巿场竞争力。 常用无机粉体材料种类及作用 据统计,中国500余家碳酸钙厂家生产的约500万吨产品中,有一半就是销往塑料行业的。此外,滑石粉、煅烧高岭土、硅灰石粉等多种无机粉体材料也被广泛应用,有的甚至成为功能性塑料材料不可缺少的组成部分。 碳酸钙 碳酸钙就是塑料加工时用得最广、用量最大的无机粉体填料。据中国无机盐工业协会钙镁分会统计,每年用于塑料填充的碳酸钙总量在二百多万吨,就是各种用途中所占份额最大的,约50%左右。 根据加工方法不同,碳酸钙分为轻质与重质两种。轻质碳酸钙(简称轻钙)就是由石灰石经煅烧、消化、碳化而成的,其间经历了化学反应,而重质碳酸钙就是经研磨(干法或湿法)而成的,只有粒径大小的变化而无化学反应过程。目前在塑料薄膜中使用的碳酸钙都就是1250目的重质碳酸钙,已大量用于PE包装袋的生产,在农用地膜中因透光性受到影响,虽然可以使用,但添加量较小。 1) 重钙的细度对PE薄膜力学性能的影响十分明显,见表1。 表1 重质细度对PE薄膜力学性能的影响 2) 碳酸钙粒子的分散对PE薄膜的性能具有决定性作用 PE薄膜生产企业对重钙的添加量十分关心,希望添加量越多越好,但同时力学性能、耐老化性能、透光性都不要受到过大的影响。特别就是在农用地膜中到底能够使用多少碳酸钙就是非常值得努力探讨的问题。宝鸡云鹏塑料科技有限公司对此进行了有益的探索,并取得喜人的成果。表2列出纯LLDPE地膜及分别添加10%、15%、20%、33%云鹏公司生产的纳米改性塑料复合材料的LLDPE地膜的力学性能。

材料合成与制备

材料合成与制备 《材料合成与制备》课程教学大纲一、课程说明 (一)课程名称、所属专业、课程性质、学分; 课程名称:材料的合成与制备 所属专业:材料化学 课程性质:专业必修课 学分:2学分(36学时) (二)课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程; 课程简介: 材料的合成与制备课程是介绍现代材料制备技术的原理、方法与技能的课程,是材料化学专业一门重要的专业必修课程。 目标与任务:通过本课程的学习,使学生掌握材料制备过程中涉及的材料显微组织演化的基本概念和基本规律;掌握材料合成与制备的基本途径、方法和技能;掌握目前几种常见新材料制备方法的发展、原理、及制备工艺;培养学生树立以获取特定材料组成与结构为目的材料科学研究核心思想,培养学生发现、分析和解决问题的基本能力,培养创新意识,为今后的材料科学相关生产实践和科学研究打下坚实的基础。 先修相关课程: 无机化学、有机化学、物理化学、材料科学基础 (三)教材与主要参考书 教材:自编讲义 主要参考书: 1. 朱世富,材料制备科学与技术,高等教育出版社,2006

2. 许春香,材料制备新技术,化学工业出版社,2010 3. 李爱东,先进材料合成与制备技术,科学出版社,2013 1 二、课程内容与安排 第一章引言 1.1 材料科学的内涵 1.2 材料科学各组元的关系 (一)教学方法与学时分配 讲授,2学时。 (二)内容及基本要求 主要内容:材料科学学科的产生、发展、内涵;材料科学与工程学科的四个基本组元:材料的合成与制备、材料的组成与结构、材料的性质与性能、材料的使用效能;材料科学四组元的相互关系。 【掌握】:材料科学学科的内涵、材料科学学科的四组元、四组元间的相互关系。 【了解】:几个材料合成与制备导致不同组成与结构并最终决定性质与性能的科研实例。 【难点】:树立以获取特定材料组成与结构为核心的学科思想。第二章材料合成与制备主要途径概述 2.1 基于液相-固相转变的材料制备 2.3 基于固相-固相转变的材料制备 2.4 基于气相-固相转变的材料制备 (一)教学方法与学时分配 讲授,2学时。

ZnO纳米粉体材料的制备

实 验 2 ZnO 纳米粉体材料的制备 (一)实验类型:综合性 (二)实验类别:设计性实验 (三)实验学时数:16 (四)实验目的 (1)掌握沉淀法制备纳米粉体的工作原理。 (2)了解X-射线粉末衍射仪鉴定物相的原理。 (五)实验原理 纳米ZnO 是一种新型高功能精细无机材料, 其粒径介于1~ 100 nm 之间,又称为超微细ZnO 。由于颗粒尺寸的细微化,使得纳米ZnO 产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等,因而使得纳米ZnO 在磁、光、电、敏感等方面具有一些特殊的性能, 主要用来制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。合成纳米ZnO 的方法有多种,沉淀法工艺简单,成本低, 便于实现工业化生产。 合成纳米ZnO 的方法有多种,本实验采用化学沉淀法是在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂后,于一定条件下生成沉淀从溶液中析出,将阴离子洗去,经分离、干燥、热处理后,得到纳米氧化锌。该方法操作简单,对设备和技术要求不太苛刻,产品纯度高,不易引入杂质,成本低。 X-射线粉末衍射仪是分析材料晶体结构的重要工具。晶体的X射线衍射图象实质上是晶体微观结构形象的一种精细复杂的变换。由于每一种结晶物质,都有其特定的结构参数,包括点阵类型、晶胞大小、单胞中原子(离子或分子)数目及位置等,而晶体物质的这些特定参数,反映在衍射图上机表现出衍射线条的数目、位置及相对强度各不相同。因此,每种晶态物质与其X射线衍射图之间有着一一对应的关系。任何一种晶态物质都有自己独立的X射线衍射图,不会因为他种物质混聚在一起而产生变化。这就是X射线衍射物相定性分析的方法的依据。 根据粉体X-射线衍射图得到的相关数据,利用谢乐公式(如下),可以计算纳米粒子的晶粒尺寸。 0.89cos D λ βθ= (λ为X 射线的波长,β为最强峰的半峰宽,θ 为衍射角) (六)实验内容 1. 制备 以Zn(NO 3)2·6H 2O 与NH 4HCO 3为原料,聚乙二醇(PEG 600)为模板剂,采用直接沉淀法将制得的沉淀,洗涤后经煅烧制备纳米ZnO 。 2. 称量、计算产率 3. X-射线物相测定:计算晶粒尺寸 (七)实验要求 1、设计实验方案: (1)设计不同煅烧温度及时间 (2)设计不同原料比及模板剂 设计实验方案要求:方案必须切合实际,具有可操作性;尽量选择原料易得,反应条件温和,催化剂价廉,后处理方便,收率高及环境友好的方案。

无机材料化学

纳米陶瓷材料的概论 摘要 由于硬度高、耐高温、耐磨损、质量轻和导热性好,陶瓷材料是现代工业三大基本材料之一, 但其脆性大、韧性小而限制了在一些特殊领域的应用。纳米材料及技术运用到陶瓷材料中极大地改善了它的应用性能,对材料的电学、热学、磁学、光学性质产生重要影响,为材料的利用开拓了一个崭新的领域。本文介绍了纳米技术和陶瓷材料结合形成的纳米陶瓷材料的发展历程、性能和种类, 以及制备方法、应用和国内研究现状。 关键词:陶瓷纳米材料纳米陶瓷材料性能制备方法应用现状 Abstract Since hardness, high temperature, wear-resistant, light weight and good thermal conductivity, the ceramic material is one of three basic materials in modern industry, but its brittleness, toughness small and limited in some special areas of application. Nano-materials and technology applied to ceramic materials has greatly improved the performance of its application, the material of the electrical, thermal, magnetic, optical properties have important implications for the use of materials opens up a new frontier. This paper introduces nanotechnology and nano-ceramic material to form ceramic materials development process, performance and types of preparation methods, application and domestic research. Keyword: ceramic nano-materials nano-materials ceramics preparation method application status. 前言 陶瓷是人类最早使用的材料之一,在人类发展史上起着重要的作用。但是, 由于传统的陶瓷材料脆性大,韧性和强度较差、可靠性低,使陶瓷材料的应用领域受到较大限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生。所谓纳米陶瓷, 是指陶瓷材料的显微结构中,晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸都是在纳米级的水平上。纳米陶瓷复合材料通过有效的分散、复合而使异质纳米颗粒均匀弥散地保留于陶瓷基质结构中,这大大改善了陶瓷材料的韧性、耐磨性和高温力学性能。纳米陶瓷材料不仅能在低温条件象金属材料那样可任意弯曲而不产生裂纹,而且能够象金属材料那样进行机械切削加工甚至可以做成陶瓷弹簧。纳米陶瓷材料的这些优良力学性能,使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等多方面得到广泛应用并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用。纳米陶瓷在人工关节、人工骨、人工齿以及牙种植体、耳听骨修饰体等人工器官制造及临床应用领域有广阔的应用前景。此外, 纳米陶瓷的高磁化率、高矫顽率、低饱和磁矩、低磁耗, 特别是光吸收效应都将成为材料开拓应用的新领域,是当今材料科学研究的热点。 1.陶瓷的发展历程 中国的陶器可追溯到9000年前,瓷器也早在4000年前出现。最初利用火煅

等离子旋转雾化制备粉体材料

等离子旋转雾化法制备粉体材料 姓名:周阳 学号:S161301254 课程:现代材料制备技术 老师:陈刚 2016年10月26日

1 概况 等离子旋转雾化法是快速凝固技术的一种,快速凝固技术是将金属、合金熔体直接雾化制得球形粉末,或通过高压雾化介质(水或气体)的强烈冲击,或通过离心力使之破碎,高速冷却凝固实现的。 目前非常热门的3D打印技术中,获得高品质、低成本的球形粉体材料是满足金属3D打印技术及制备高性能金属构件的关键环节。现阶段,快速凝固制粉工艺是制备金属3D打印粉体材料的核心技术之一。目前,应用于金属3D打印粉体材料制备的快速凝固技术主要有惰性气体雾化法(AA法)、真空感应气雾化法(VIGA法)、无坩埚电极感应熔化气体雾化法(EIGA法)、等离子火炬法(PA法)以及等离子旋转雾化法(PREP法)等。其中,PREP法制备的粉末具有表面清洁、球形度高、伴生颗粒少、无空心/卫星粉、流动性好、高纯度、低氧含量、粒度分布窄等优势,适合金属3D打印。 将金属或合金制成自耗电极,电极端面受电弧加热而熔化为液体,通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎成细小液滴,最后冷凝成粉末的方法就是旋转电极法。这种制粉方法在1974年由美国核金属公司首先开发成功,可根据等离子弧电流的大小和电极转速调控粉末的粒径,其原理示意图[1]见图1 图1 等离子旋转电极原理示意图[1] 日本早在1990年就采用等离子旋转电极法在用来制作人造骨和过滤器的大粒径(几百微米)钛合金粉末的制备上实现了突破,并且表明等离子旋转电极法是最清洁的粉末制备方法之一,并预言该种方法将成为工业制备钛粉的主流技术。 2010年利用等离子旋转电极法制备出了TC11钛合金球形粉末[2],所制备的粉末的化学成分与原料棒材成分近似,且球形度好,无空心,颗粒表面光滑,行

材料合成与制备_复习资料(有答案)

第一章溶胶-凝胶法 名词解释 1. 胶体(Colloid):胶体是一种分散相粒径很小的分散体系,分散相粒子的质量可以忽略不计,粒子之间的相互作用主要是短程作用力。 2. 溶胶:溶胶是具有液体特征的胶体体系,是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中,不停地进行布朗运动的体系。分散粒子是固体或者大分子颗粒,分散粒子的尺寸为1nm-100nm,这些固体颗粒一般由10^3个-10^9个原子组成。 3. 凝胶(Gel):凝胶是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网络骨架,骨架孔隙中充满液体或气体,凝胶中分散相含量很低,一般为1%-3%。 4. 多孔材料:是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。 一、填空题 1.溶胶通常分为亲液型和憎液型型两类。 2.材料制备方法主要有物理方法和化学方法。 3.化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。 4.由于界面原子的自由能比内部原子高,因此溶胶是热力学不稳定 体系,若无其它条件限制,胶粒倾向于自发凝聚,达到低比表面状 态。 5.溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。

6.溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。 7.溶胶-凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。 8.搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。 9.溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。 10.对于金属无机盐的水溶液,前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。 二、简答题 溶胶-凝胶制备陶瓷粉体材料的优点? 制备工艺简单,无需昂贵的设备;对多元组分体系,溶胶-凝胶法可大大增加其化学均匀性;反应过程易控制,可以调控凝胶的微观结构;材料可掺杂的范围较宽(包括掺杂量及种类),化学计量准确,易于改性;产物纯度高,烧结温度低等。 第二章水热溶剂热法 名词解释 1、水热法:是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。 2、溶剂热法:将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒(如有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等),采用类似于水热法的原理,以制备在水溶液中无法长成、易氧化、易水解或对水敏感的材料。 3、超临界流体:是指温度及压力都处于临界温度或临界压力之上的流

粉体表面改性

粉体表面改性学习报告 前言:粉体是无数个细小固体粒子集合体的总称。根据固体粒子的尺寸不同可以将固体粒子分为颗粒、微米颗粒、亚微米颗粒、超微颗粒、纳米颗粒。通常粉体是尺度界于10-9m到10-3m范围的颗粒。随着颗粒尺寸的减小相应的各种性质也随着尺寸的改变而改变。 因此小尺寸颗粒有如下几个特征: 1.比表面积增大促进溶解性和物质活性的提高,易于反应处理。 2.颗粒状态易于流动,具有与液体相类似的流动性。 3.实现分散、混合、均质化控制材料的组成与构造。 4.易于成分分离,有效地从天然资源或废弃物中分离有用成分。 5. 由于比表面积大,因此粉体粒子容易聚集,吸附。 6. 具有与气体相类似的压缩性,具有固体的抗变形能力。 因此,利用这些特点,对矿物粉体进行表面改性,然后运用于农业、化工、造纸、塑料、橡胶、涂料等产品中。特别是经过改性的矿物粉体用于有机物填料不仅可以降低材料的成本,而且还可以改善材料的各方面性能。常用的矿物填料有碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土、等因为具有独特的物理化学性质,能改善聚合物的物理性能、力学性能、加工性能和热性能,在聚合物中的应用发展很快。无机填料在聚合物中的作用,概括起来就是增量、增强和赋予新功能,但是由于无机填料与高聚物的相容性差,如果直接添加,会造成分散不均,甚至引起应力集中,降低材料的力学性能,这些弊端不但限制了填料在聚合物中的添加量,而且还严重影响制品性能,所以通过对无机填料进行表面改性,改变了无机填料原有的表面性质,改善无机填料与聚合物的亲合性,相容性,以及加工的流动性,分散性,还可以提高填料与聚合物相界面之间的结合力,使聚合物材料的综合性能得到显著提高,从而使非功能的无机填料转变为功能无机填料。近年来,随着聚合物的迅猛发展无机填料的表面改性也受到了前所未有的关注。 一、无机粉体表面改性机理 由于无机矿物材料是极性或强极性的亲水旷物,而有机高聚物基质具有非极性的疏水表面,彼此相容性差,通常无机矿物材料难以在有机基体中均匀分散,因此如果过多地或者直接将无机矿物材料填充到有机基体中,容易导致复合材料的某些力学性能下降甚至出现脆化等问题。无机粉体表面改性是利用粉体表面的活性基团或电性与某些带有两性基团的小分子或高分子化合物( 表面改性剂) 进行复合改性,使其表面性质由疏水性变为亲水性或由亲水性变为疏水性,从而改善粉体粒子表面的浸润性,增强粉体粒子在介质中的界面相容性,使粒子容易分散在水中或有机化合物中。粉体表面改性是材料制备工程的重要手段,也是新材料、新工艺和新产品开发的重要内容,通过粉体表面改性可以提高粉体材料的附加价值、扩大产品的用途并且开发新的产品。如滑石粉可作为塑料填料,提高塑料制品的电绝缘性、抗酸性耐火性等; 云母可作为塑料增强填料,提高塑料制品的弯曲弹性模量和拉伸弹性模量;高岭土具有优良的电绝缘性能和一定的阻燃作用,可作为聚氯乙烯等聚烯烃绝缘电线包皮; 石英对热塑性树脂和热固性树脂具有较高的补强作用,并且能提高制品的刚硬度,对提高塑料制品的电绝缘性也能起一定的作用; 金红石型二氧化钛作为塑料填料可增大光的反射率,起到光屏蔽剂的作用。赤泥、粉煤灰均为塑料填料,既可消除污染,又可降低成本。目前无机粉体表面改性技术在保证改性效果的前提下力求降低成本,并根据无机粉体的具体情况,如粒度大小、颗粒分布、表面极性、浸润性、电性、酸碱性以及应用目的和要求等来选择适当的表面改性剂和相应的改性工艺。由于无机粉体种类的多样性以及表面改性剂的不断更新,无机粉体改性的方法很多。根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应,可以将无

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