中國粉體網(wǎng)訊 粉體的尺寸大小對(duì)粉體的性能有決定性的影響，當(dāng)粉體的尺寸達(dá)到納米級(jí)時(shí)，其比表面積會(huì)迅速增加，同時(shí)由于表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)以及量子效應(yīng)，納米粉體將表現(xiàn)出許多特殊功能。
但，納米粉體制備過程中容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。
納米粉體的團(tuán)聚是指原生的納米粉體顆粒在制備、分離、處理及存放過程中相互連接、由多個(gè)顆粒形成較大的顆粒團(tuán)簇的現(xiàn)象。粉體的團(tuán)聚一般分為軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚。對(duì)于粉體的軟團(tuán)聚機(jī)理，是由納米粉體表面分子或原子之間的范德華力和靜電引力導(dǎo)致的。對(duì)于硬團(tuán)聚，不同化學(xué)組成、不同制備方法有不同的團(tuán)聚機(jī)理，無法用一個(gè)統(tǒng)一的理論來解釋。主要有以下幾個(gè)方面：（1）分子間力、靜電作用、活性高的化學(xué)鍵（氫鍵）等通常是引起納米顆粒團(tuán)聚的因素，在納米粒子中小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)表現(xiàn)得更為強(qiáng)烈。（2）由于納米顆粒的量子隧道效應(yīng)、電荷轉(zhuǎn)移和界面原子的相互耦合，使納米顆粒極易通過界面發(fā)生相互作用和固相反應(yīng)而團(tuán)聚。（3）由于納米粒子的比表面積大，使之與空氣或各種介質(zhì)接觸后，極易吸附氣體、介質(zhì)或與其作用，從而失去原來的表面性質(zhì)，導(dǎo)致粘連與團(tuán)聚。（4）因其極高的表面能和較大的接觸界面，使晶粒生長的速度加快，因而顆粒尺寸很難保持不變。（5）有些納米粒子（如CaCO3）由于水解作用，表面呈較強(qiáng)的堿性、羥基性或配位水分子，它們可通過羥基和配位水分子縮合，生成硬團(tuán)聚。
要獲得精準(zhǔn)調(diào)控的納米陶瓷粉體，需要通過反應(yīng)條件控制，有效避免粉體團(tuán)聚現(xiàn)象，制備出純度高、粒度均勻、結(jié)晶性好的粉體。
納米粉體的制備方法主要分三類：物理方法、化學(xué)方法以及物理和化學(xué)綜合法。化學(xué)方法包括固相反應(yīng)法、共沉淀法、水解法、水熱法和溶膠-凝膠法等。液相水解法、水熱法是較為常見的納米粉體合成技術(shù)。
水解法工藝簡單、易于控制、成分精確、分散均勻、純度高、粒度細(xì)、規(guī)模大，是極有希望的氧化物納米粉體的制備方法。主要分為無機(jī)鹽水解和金屬醇鹽水解法。
無機(jī)鹽水解法是將一些金屬鹽溶液如明礬鹽溶液，硫酸鹽溶液，鹵化物溶液，在高溫下可水解生成氫氧化物或水合氧化物沉淀，經(jīng)加熱分解后可得到納米氧化物粉末。
金屬醇鹽水解法是將金屬醇鹽與水反應(yīng)后，過濾、干燥，可制得粒徑從幾十至幾百納米的氧化物納米粉體。
許多化合物在高溫和高壓的水溶液中表現(xiàn)出與在常溫下不同的性質(zhì)，如溶解度增大，離子活度增強(qiáng)，化合物晶體結(jié)構(gòu)易轉(zhuǎn)型及氫氧化物易脫水等。水熱法正是利用了這些特殊性質(zhì)。水熱法制備納米粉體是在特制的密閉反應(yīng)容器(高壓釜)里，采用水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，通過對(duì)反應(yīng)容器加熱，創(chuàng)造一個(gè)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(jìn)而成核、生長，最終形成具有一定粒度和結(jié)晶形態(tài)的晶粒。水熱法用于粉體制備的主要途徑有：水熱沉淀、水熱脫水、水熱結(jié)晶、水熱合成、水熱分解、水熱氧化等。水熱法常采用固體粉末或新配制的凝膠作為前驅(qū)體。
精準(zhǔn)調(diào)控的納米粉體，憑借其獨(dú)特性能，成為集成電路超精密拋光、光學(xué)電子等高科技領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵材料。
研磨拋光技術(shù)在集成電路芯片的制作中具有重要作用，針對(duì)高端研磨拋光相關(guān)的技術(shù)、材料、設(shè)備、市場等方面的問題，中國粉體網(wǎng)將于2025年4月16日在河南鄭州舉辦2025第二屆高端研磨拋光材料技術(shù)大會(huì)。屆時(shí)，上海大學(xué)施利毅教授將作題為《精準(zhǔn)調(diào)控納米粉體制備技術(shù)開發(fā)》的報(bào)告，報(bào)告介紹施利毅教授課題組在精準(zhǔn)調(diào)控納米a-氧化鋁、納米氧化硅、納米氧化鋯、納米氧化鈰等納米磨料制備開發(fā)進(jìn)展。此外，微流道合成納米粉體是一種前沿的材料制備技術(shù)，它利用微流控芯片中微米級(jí)別的通道，精確控制化學(xué)反應(yīng)過程來制備納米粉體，報(bào)告中還將介紹課題組在微流道技術(shù)制備納米粉體方面的研究進(jìn)展。
專家簡介：
施利毅，上海大學(xué)教授（二級(jí)），國家教育部材料復(fù)合及先進(jìn)分散技術(shù)工程研究中心主任、上海新材料及應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心主任、上海市顆粒學(xué)會(huì)理事長。主要從事納米功能粉體、納米復(fù)合材料制備和應(yīng)用。“納米功能粉體規(guī)模化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)”、“無機(jī)粉體精細(xì)化及材料復(fù)合關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”成果分別獲得2004年、2008年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（第一完成人）。獲中國發(fā)明專利授權(quán)200多項(xiàng)、國際發(fā)明專利授權(quán)40余項(xiàng)，發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文600多篇，H指數(shù)超過103，2020-2024年入選全球高被引學(xué)者。
參考來源：
[1] 辛輝等，納米粉體團(tuán)聚解決方法及分散技術(shù)的研究
[2] 方曉明等，納米粉體的液相制備方法
[3] 中國粉體網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山林）
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