超细粉体材料的制备技术及应用

何红钢 冯陈娟

摘 要：本文简略阐述了超细粉体材料在各个领域中的应用情况，并从固相法、液相法以及气相法几方面内容着手，对超细粉体材料的制备技术进行了详细分析，旨在为相关研究人员提供参考。

关键词：超细粉体材料;制备技术;固相法

1超细粉体材料在各个领域中的应用

1.1微电子行业

对于微电子领域来说，电子浆料本身是较为重要的电极材料之一，其主要是敷于绝缘体、介电体以及导电体的表面。通常情况下Ni、Pt、Ag、Au、Pd以及Cu等导电性粉末会用于导电浆，而用于介电浆的粉末则包括BaTiO3、TiO2等。从目前来看，我国已经有诸多单位和研究人员针对电子浆料展开了研究和生产，但结合实际情况进行分析，其当前生产的数量难以同实际需求相适应，所以每年仍需要对电子浆料进行进口。对于未来超细微粉的应用和发展来说，电子浆料有着至关重要的地位。而磁记录材料则主要指的是在录像带以及录音带制作中所使用的超细针状Fe3O4铁粉，相关调查研究发现，相对于普通的磁带来说，使用超细磁粉所制作的录像带以及录音带在记录密度方面要高10倍左右。从目前来看，我国在该方面已经有了较多的开发工作，部分中试性能指标与日本公司相比要有着较高的水平。

1.2食品工业

在食品工业中超细粉体材料有着极强的应用优势，例如，在多种食品的制作中，都可以添加果蔬超细粉体，这样一来不仅能够让食品更加营养，还可以有效改善食品的色香味，切实提升食品的质量。而果蔬超细粉体本身便有着较强的分散性以及溶解性，有助于消化吸收，所以其在保健食品中有着较高的应用价值，高效落实果蔬粉超细化，能够为食物资源更加高效的应用创造良好的条件。豆皮、玉米皮以及甘蔗渣中都包含着极为丰富的微量元素以及维生素，有着较高的营养价值，但其常规粉碎有着相对较大的粒径，所以会对其后期的食用口感产生一定的负面影响。而对其展开相应的细化加工处理工作，可以有效实现对于食用口感的改善，继而最大限度提升各项资源的利用效率，并且能够达到丰富食品品种以及营养的效果。

1.3模具制造

除了微电子行业和食品工业来说，超细粉体材料在模具制造业中也有着极为重要的地位。对于模具制造生产来说，其颗粒越细便越能够为其成型和烧结提供良好的条件，结合当前的实际情况来看，现如今所使用的金属注射成型工艺通常会采用0.5-20μm的粉末颗粒，这样一来便既能够起到加速烧结收缩的效果，还能够在现有的基础上实现材料本身力学性能的增强，并增加材料的使用年限。同时使用模具通过烧结，能够高质量和高效率地完成对于高精度以及高密度的机械零件制作，可以实现对于原有设计思想的物化，使其快速精准地形成具有相应功能特性和结构的制品，进而对零件进行直接批量生产，是当前制造行业整体的重要变革[1]。

2超细粉体材料的制备技术分析

2.1固相法

固相法本身便是一种相对较为传统的粉化工业，固相法在应用的过程中在成本消耗方面比较合理，并且有着较大的产量，而且其工艺简单方便操作，所以若是其对于粉体的粒度和纯度没有较高的要求，仍然能够使用该方法，固相法主要是由机械粉碎法以及固相反应法两种方法所构成的，脆性材料超微粉的制备方面有着较高的应用价值。其中机械粉碎主要指的是当其在粉碎力作用的时候，将会出现固体料块以及离子变形的问题，继而产生破裂现象，这便会形成更大的颗粒。从实际情况来看，对于物料来说，其最基本的粉碎方式便是磨碎、冲击粉碎以及压碎等等，其粉碎极限主要是受到物料种类、粉碎方式以及粉碎环境等多方面因素的影响。

而固相反应法则主要是按照配方将金属氧化物或者是金属盐充分混合起来，在对其进行研磨之后便煅烧，这样便可以直接获得超微粉，或者可以在进行研磨的过程中获取超微粉，固相反应法主要涉及到高温固相化学反应法以及固相热分解法等等。运用固相热分解法对超微粉进行制备有着相对简单的特点，但其所产生的粉末更容易团聚，所以需要对其展开二次粉碎操作。而高温固相化学反应法则是通过混合氧化物的应用，促使其能够在高温条件下产生化学反应，进而完成对于复合氧化物纳米粉体的制备。该方法在应用的过程中将会直接研磨反应物，然后合成相应的中间化合物，接下来便要对化合物采取妥善的处理措施，这便能够得到最终的产物。因为其本身实现了对于溶剂化作用的消除，进而使得反应能够在一个全新的化学环境中产生，所以有极大的可能性会获得全新的物质[2]。

2.2液相法

2.2.1沉淀法

在实际应用的过程中，直接沉淀法有着较为简单的反应过程，但结合实际情况进行分析能够发现，该方法所制备的材料粒径往往不均匀。而均匀沉淀法则是将某种物质加到溶液当中，该物质并不会同阳离子之间产生反应，进而形成沉淀，而是在溶液中产生化学反应，逐渐产生沉淀剂，金属阳离子同生成的沉淀剂之间产生化学反应，进而产生沉淀物，接下来再通过更加科学合理的方式对所需要的纳米颗粒进行制备。

2.2.2水热合成法

水热合成法主要指的是在相应的密闭反应器当中，将水溶液看作是反应介质，并对反应体系进行加热，使其能够达到或者是接近临界温度，这便可以使得反应体系中形成一个高压环境。在这种条件下，部分不溶和难溶的物质将会逐渐溶解。水热反应包括水热结晶、水热沉淀以及水热分解等多种类型，可以在当前无机合成与材料制备工作中的得到高效應用。

2.3气相法

2.3.1气相化学反应法

应用气相化学反应法所制备的纳米粒子能够实现对于挥发性金属化合物蒸汽的充分运用，继而在化学反应的基础上生成其所需要的化合物，使其能够在保护气体环境下实现快速冷凝，这样原来便能够完成对于各类物质纳米粒子的制备工作。在对各种金属、碳化物、氮化合物以及硼化物等的应用上，气相化学化学反应法有着较高的适应性，从其体系反应类型出发可以将其划分成两种类型，分别为气相合成以及气相分解。其中气相分解主要是针对前期预先处理或者是待分解的中间化合物展开相应的加热、蒸发以及分解工作，进而得到相应的纳米粒子。而气相合成法则主要是对上物质之间所产生的气相化学反应进行应用，进而在高温的条件下完成对于相应化合物的合成工作，接下来再进行快速冷凝。进而实现对于各种物质纳米粒子的制备，通常来说其加热的方法可以采用化学火焰、激光以及电阻炉等等[3]。

2.3.2溅射法

溅射法的应用主要是适用于惰性气体或者是活性气体，直接将直流电压加在阳极板以及阴极蒸发材料间，进而让其出现放电，在放电过程中所出现的离子于阴极蒸发材料靶上进行撞击，靶材的原子便会从靶材的表面上溅射出来，惰性气体将惰性气体冷却并凝结之后，便能够同活性气体之间产生反应，进而形成相应的超微粉。合理应用溅射法能够对各种高熔点金属超微粉进行制作，与此同时，还能够对化合物超微粉进行制备，如果将采用几种元素组合的形式进行制作，还可以实现对于复合材料超微粉的制备。该制备方法的应用能够体现出其粒径分布窄的优势，但与此同时，其应用也面临着一定的局限性，最主要的便在于其有着相对较低的产率。

结论：综上所述，科学应用超细粉体材料的制备技术，能够有效提升其制备效果，对于多个领域的发展都有着积极的促进作用。因此，研究人员应当加强对其的重视，继而为其持续发展创造良好的条件。

参考文献：

[1]刘少友，赵伟，谢恩鑫.非晶态镍-磷-碳-氧合金超细粉体的制备[J].湖南文理学院学报（自然科学版），2021，33（1）：30-35，68.