粉体材料的制备方法有几种.doc

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、表面能、表面润湿性、电性能、光、吸附特性等等,以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
在使用无机填料的时候,由于无机粉体填料与有机高聚物的表面或界面性质不同,相容性较差,因而难以在基质中均匀分散。故而必须对无机粉体填料表面进行改性,以改善其表面的物理化学特性,增强其与有机高聚物或树脂等的相容性和在有机基质中的分散性,以提高材料的机械强度及综合性能。
基本目的是增加与基体的相容性和润湿性,提高它在基体中的分散性,增强与基体的界面结合力。
在此基础上还可赋予材料新功能,扩大其应用范围和应用领域,如用氧化铝、二氧化硅包覆钛白粉可改善其耐候性。
物理吸附也称范德华吸附,它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起,此力也称作范德华力。吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质,由于它是分子间的吸力所引起的吸附,所以结合力较弱,吸附热较小,吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来,所以物理吸附是可逆的。如:活性炭对许多气体的吸附,被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。
吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附。由于固体表