1、液相法制備超細粉體的原理及特點一、超細粉體材料任何固態(tài)物質(zhì)都有一定的形狀，占有相應(yīng)空間，即具有一定的大小尺寸。我們通常所說 的粉末或細顆粒，一般是指大小為1毫米以下的固態(tài)物質(zhì)。當固態(tài)顆粒的粒徑在0.川m 一 10p m之間時稱為微細顆粒，或稱為亞超細顆粒，空氣 中漂浮的塵埃，多數(shù)屬于這個范圍。超細粉通常是指粒徑為1 100nm的微粒子，其處于微觀粒子和宏觀物體之間的過渡狀 態(tài)。由于極細的晶粒大量處于晶界和晶粒內(nèi)，缺陷的中心原子以及其本身具有的量子體積效 應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)，介電限域效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，使超細粉體材料在光、 電、磁等方面表現(xiàn)出其他材料所不具備的特性，是重要的高科技的結(jié)

2、構(gòu)和功能材料，因而受 到極大的關(guān)注，目前在冶金、化工、輕工、電子、航天、醫(yī)學(xué)和生物工程等領(lǐng)域有著廣泛的 應(yīng)用。目前，超細粉的研究主要有制備、微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能和應(yīng)用等四個方面，其中超細粉 的制備技術(shù)是關(guān)鍵，因為制備工藝和過程控制對納米微粒的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能具有重要的 影響。二、液相法制備的主要特征（1）可將各種反應(yīng)的物質(zhì)溶于液體中，可以精確控制各組分的含量，并實現(xiàn)了原子、分子 水平的精確混合。（2）容易添加微量有效成分，可制成多種成分的均一粉體。（3）合成的粉體表面活性好。（4）容易控制顆粒的形狀和粒徑。（5）工業(yè)化生產(chǎn)成本較低。（6）液相法可分為物理法和化學(xué)法三、超細粉體的液相制備方法制備

3、納米粉體的液相方法主要有液相沉淀法、溶膠凝膠法、水熱法、微乳液法等。（一）沉淀法沉淀法是在原料溶液中添加適當?shù)某恋韯?，使得原料液中的陽離子形成各種形式的沉淀物， 然后再經(jīng)過慮、洗滌、干燥，有時還需加熱分解等工藝過程制得納米粉體的方法。沉淀法具 有設(shè)備簡單、工藝過程易控制、易于商業(yè)化等優(yōu)點，能制取數(shù)十納米的超細粉。沉淀法可分 為共沉淀法、直接沉淀法、均勻沉淀法和水解法等。1、共沉淀法在混合的金屬鹽溶液中加入合適的沉淀劑，由于解離的離子是以均一相存在于溶液中， 經(jīng)反應(yīng)后可以得到各種成分具有均一相的沉淀，再進行熱分解得到高純超細粉體。如果原料溶液中有2種或2種以上的陽離子，它們以均相存在于溶液中，加

4、入沉淀劑進 行沉淀反應(yīng)后，就可得到成分均一的沉淀，這就是共沉淀法。它是制備含有2種以上金屬元 素的復(fù)合氧化物超微粉的重要方法。采用共沉淀法制備納米粉體，反應(yīng)物需充分混合，使反應(yīng)兩相間擴散距離縮短，以有利 于晶核形成，同時要注意控制生成產(chǎn)物的化學(xué)計量比。不足之處是過剩的沉淀劑會使溶液中 的全部正離子作為緊密混合物同時沉淀。利用共沉淀法制備超細粉體時，洗滌工序非常重要。 此外，離子共沉淀的反應(yīng)速度也不易控制。2、直接沉淀法這種方法是使溶液中的金屬陽離子直接與沉淀劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成沉淀物。3、均勻沉淀法均勻沉淀法是在溶液中加入某種物質(zhì)，這種物質(zhì)不會立刻與陽離子發(fā)生反應(yīng)生成沉淀， 而是在溶液中發(fā)生化

5、學(xué)反應(yīng)緩慢地生成沉淀劑。是利用某一化學(xué)反應(yīng)使溶液中的構(gòu)晶離子由 溶液中緩慢而均勻地產(chǎn)生出來的方法。該方法的優(yōu)點是顆粒均勻致密，可以避免雜質(zhì)的共沉淀。缺點是反應(yīng)時間過長。4、水解沉淀法水解沉淀法是指通過原料溶液的PH值或者通過改變原料液溫度而使金屬離子水解產(chǎn)生 沉淀。水解沉淀法以無機鹽為原料，具有原料便宜、成本低的優(yōu)勢，是最經(jīng)濟的制備方法。除 此之外，它還具有諸多優(yōu)點，最顯著的一點就是可以在常溫常壓條件下，采用簡單的設(shè)備， 于原子、分子水平上通過反應(yīng)、成核、成長、收集或處理而獲得高純度的、組分均一的、尺 寸達幾十納米的超細體。此外它還可以精確控制化學(xué)組成，容易添加微量的有效成分，制備 粉體的表面

6、活性好。易控制顆粒的形狀和粒徑。但是，因為必須通過液固分離才能得到沉淀 物，要完全洗凈無機雜質(zhì)離子較困難；另一個需要特別重視的問題是容易形成團聚體，如控 制不當，團聚將會嚴重影響分體的后續(xù)使用。（二）溶膠-凝膠法溶膠-凝膠工藝是60年代發(fā)展起來的一種超細粉體的制備工藝，它是指金屬有機或無機化合物經(jīng)過溶膠-凝膠化和熱處理形成氧化物或其他固體化合物的方法。采用溶膠-凝膠工藝具有反應(yīng)溫度低（通常在常溫下）、設(shè)備簡單、工藝可控可調(diào)等特 點。此外，溶膠-凝膠工藝還避免了沉淀法中以無機鹽為原料的陰離子污染問題，提高了納 米粉體的純度。但是，也存在原料成本高的不足，而且為了除去化學(xué)吸附的羥基和烷基團， 粉體

7、煅燒工序必不可少。（三）水熱法水熱法制備納米粉體是在特制的密閉反應(yīng)容器里，采用水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，通過對反 應(yīng)容器加熱，創(chuàng)造一個高溫、高壓反應(yīng)環(huán)境，使前驅(qū)物在水熱介質(zhì)中溶解，進而成核、生長， 最終形成具有一定粒度結(jié)晶形狀的晶粒。水熱法原理是利用了許多化合物高溫和高壓的水溶 液中表現(xiàn)出與常溫下不同的性質(zhì)。水熱法能直接制得結(jié)晶良好的粉體，不需作高溫灼燒處理，避免了在此過程中可能形成 的粉體硬團聚，而且通過改變工藝條件，可實現(xiàn)對粉體粒徑、晶型等特性的控制，因此，水 熱法合成的陶瓷粉體具有分散性好，無團聚或少團聚，晶粒結(jié)晶良好，晶面顯露完整等特點， 同時，因經(jīng)過重結(jié)晶，所以制得的粉體純度高。（四）微乳液法微乳液法是由表面活性劑、助表面活性劑、油和水組成的透明的、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn) 定體系。當微乳液體系確定后，超細粉的制備是通過混合2種含有不同反應(yīng)物的微乳液實現(xiàn) 的。微乳液中的反應(yīng)完成后，先將超細顆粒與微乳液進行分離，再用有機溶劑清洗以去除附 在粒子表面的油和表面活性劑，最后在一定溫度下干燥，煅燒得到超細粉。微乳液法的關(guān)鍵是制備微觀尺寸均勻、可控、穩(wěn)定的微乳液。微乳法具有不需加熱、設(shè) 備簡單、操作