超細粉體的三種類型

來源：中國建材網(wǎng)

粒徑在100A至1000A之間的稱大超細顆粒;粒徑在20A到100A之間的稱中超細顆粒;粒徑在20A以下的稱小超細顆粒。目前中小超細顆粒的制取仍較為困難，因此本節(jié)所述的超細粉體材料是指粒徑在0.1μm一0.01μm之間的固體顆粒。由此可見，我們所述的超細顆粒是介于大塊物質(zhì)和原子或分子間的中間物質(zhì)態(tài)，是人工獲得的數(shù)目較少的原子或分子所組成的，它保持了原有物質(zhì)的化學性質(zhì)，而處于亞穩(wěn)態(tài)的原子或分子群，在熱力學上是不穩(wěn)定的。所以對它們的研究和開發(fā)，是了解微觀世界如何過渡到宏觀世界的關(guān)鍵。隨著電子顯微鏡的高度發(fā)展，超細顆粒的存在及其大小、形狀已經(jīng)可以觀察得非常的清楚。

　　　超細顆粒與其一般粉末比較，現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一系列奇特的性質(zhì)，如熔點低、化學活性高、磁性強、熱傳導好、對電磁波的異常吸收等特性。這些性質(zhì)的變化主要是由于“表面效應(yīng)”和“體積效應(yīng)”所引起的。盡管超細顆粒的有些特性和應(yīng)用尚待進一步研究開發(fā)，上述的奇特性質(zhì)已為其廣泛應(yīng)用開辟了美好的前景。

　 超細顆粒的粒徑越細熔點降低越顯著。銀塊的熔點為900℃，其超細顆粒的熔點可降至100℃以下，可以溶于熱水。金塊的熔點為1064℃，而粒徑為20A的超細顆粒的熔點僅為327℃。由于熔點降低，就可以在較低的溫度下對金屬、合金或化合物的粉末進行燒結(jié)，制得各種機械部件，不僅節(jié)省能耗，降低制造工藝的難度，更重要的是可以得到性能優(yōu)異的部件。如高熔點材料WC,SiC,BN,Si3N4等作為結(jié)構(gòu)材料使用時，其制造工藝需要高溫燒結(jié)，當使用超細顆粒時，就可以在很低的溫度下進行，且無需添加劑而獲得高密度燒結(jié)體。這對高性能無機結(jié)構(gòu)材料開辟更多更廣的應(yīng)用途徑有非常好的現(xiàn)實意義。超細顆粒的直徑越小，其總比表面積就越大，表面能相應(yīng)增加，具有較高的化學活性。由此可用于化學反應(yīng)的高效催化劑，還可以用于火箭固體燃料的助燃添加劑。已有的實踐表明，超細顆粒的Ni和Cu一Zn合金為主要成份制成的催化劑，在有機物氫化方面的效率是傳統(tǒng)催化劑的10倍;在固體火箭燃料中，加入不到1%重量的超細顆粒的鋁粉或鎳粉，每克燃料的燃燒熱量可增加一倍左右。

　　磁性強的特性應(yīng)用進展最快的是用于磁性材料。利用γ一Fe203、Cr02和金屬超細顆粒已研制出性能更好的超高密度磁性錄音帶和錄象帶等，其記錄密度為以往的10倍，并具有較好的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在正在開辟更多的應(yīng)用范圍，如新型液體膠態(tài)磁流體材料、機械密封、揚聲器等方面。

　　平常我們所見的金屬及其粉末反射光，呈現(xiàn)出金屬的光澤，然而金屬的超細顆粒則完全失去光澤，且顆粒越細，黑色越深。這可能是由于光波完全被吸收的緣故。這一特性除可在太陽能利用中作為光吸收材料外，還可以利用其對紅外線的吸收，用作熱線型檢測器的涂料等。又如超細顆粒的三氧化二鐵與硬脂酸鋅分散劑一起添加到聚苯乙烯樹脂中制成薄膜，對可見光具有很好的透過性，對紫外光具有很好的吸收性。如果把它添加到塑料中，可制成防紫外光的透明塑料容器，透明度比褐色玻璃好得多。若添加到食品包裝袋中，能保護食品不受紫外光作用，有效地延長保鮮期。

　  超細顆粒正在催化、低溫燒結(jié)、復合材料、新功能材料、隧道工程、醫(yī)藥及生物工程等方面得到應(yīng)用，并取得了非常令人振奮的結(jié)果。超細顆粒的研究歷史一般認為從1962年算起，實際上，較全面地開發(fā)研究還是從80年代開始的。從總體上來看，應(yīng)該說這項工作還處于研究起始階段，還有許多技術(shù)和理論問題有待于進一步探討。難怪有科學家預計:超細顆粒將是21世紀的新型功能材料。