超细粉体的团聚机理和表征及消除

超细粉体的团聚机理和表征及消除 王觅堂，李 梅，柳召刚，胡艳宏 (内蒙古科技大学材料与冶金学院，内象古包头014010) 擅耍：当耪体的尺度达到纳米级时，就会有独特的性能和广泛的应 用。但是由于其较小的粒度，因此在制备和应用的过程中容易发生团 采。本文中对超细粉末的团聚机理进行了介绍，同时分析了液相法制 备超细粉体过程中团聚形成的原因．以及团聚程度的表征和减少团聚 的方法。另外对今后的发展方向提出了一些 建议 关于小区增设电动车充电建议给教师的建议PDF智慧城市建议书pdf给教师的36条建议下载税则修订调整建议表下载 。 关键词：超钿粉体；团聚；机理 中圈分类号：TB383 文献标识码：A 文章编号：1008—5548(2008)03删6—07 MechanismandCharacterizationand CountermeasuresofAgglomerationof UltrafineParticles WangMitang，LiMei，LiuZhaogang，HuYanhong (SchoolofMaterialandMetallurgy。InnerMongoliaUniversityof ScienceandTechnology，Baotou014010。China) Abe-act：Whentheparticlesl孺ofpowderdCCTCSb'匏tonanoscale．1thas manynovelpropertiesandthereforehasnumel'Oti$application．However， theagglomerationiscallsegteasilyintheprocessofpreparationandappli- cationbecauseofitshighersurfaceenergy．Themechanismandcharao- tel"izationandcolmtermeasnl-髓oftheagglomerationofultra-finepard- tiespreparedfromwet-chemicalprecipitation撕presented．Inaddtion． thesuggestionswereproposedforthefuturedevelopmentofnano-tech— nology．Keywords：ultra-fineparticle；agglomeration；moehanism 超细粉体是一种微小的固体颗粒．它属于微观 粒子和宏观物体交界的过渡区域。具有一系列独特 的物理和化学特性。当粒径尺寸达到纳米量级时，纳 米材料就具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应 和宏观量子隧道效应，进而展现出许多特有的性质， 尤其是化学活性。所以纳米材料在催化、滤光、光吸 收、医药、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前 景。 传统的制备粉体的方法是机械粉磨．但是机械 收稿日期：2007-07-06，修回日期：2007--09-10。 基金项目：国家自然科学基金项目．编号：2056601：内蒙古自治区自然 科学基金项目．编号：200607010201。 第一作者简介：王觅堂(1982一)，男，硕士研究生。电话：13739923969。 E-mail：btwmt@126．com。 46盈莲翌册20089第14第3期 粉磨的极限在0．15仙m左右【-l。由于机械方法制得的 粒度有限。因此湿化学方法就成为了目前制备纳米 粉体的最常见方法，其中又以共沉淀法闭、溶胶一凝胶 法嘲、水热法【4】最为常见。湿化学方法具有勿需苛刻的 物理条件、易中试扩大、产物组分含量易精确控制、 可实现分子／原子尺度水平上的混合、产物粒径分布 窄和形貌规整等特点．最适于用来制备纳米氧化物 粉体。但采用湿化学方法制备的超细粉体，往往会发 生有害的团聚，即纳米粒子重新聚集成较大的粒子， 使得其独特的物理化学性质失效。因此，解决团聚问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 已经成为当今粉体技术的关键。 1 团聚过程及产生的原因 纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制 备、分离、处理及存放过程中相互连接形成的由多个 颗粒形成的较大的颗粒团簇的现象嘲。 按照其形成的原因，团聚一般分为软团聚和硬 团聚【6～。软团聚一般认为是由于粉体表面的原子、分 子之间的静电力和库仑力所致，该种团聚可以通过 一些化学的作用或施加机械能的方式来消除：硬团 聚除了原子、分子间的静电力和库仑力以外。还包括 液体桥力、固体桥力、化学键作用力以及氢键作用力 等闸，因此硬团聚体在粉末的加工成型过程中其结构 不易被破坏，而且将影响粉体的性能(二者结构比较 如图1所示网)。此外，康仕芳争，e1人在不同的反应阶 段又将团聚分为核级团聚和粒级团聚。形成的团聚 体根据其致密程度。可分为多孔性聚结体和非多孔 性聚结体【¨】。小的颗粒聚结到大的颗粒上之后．有可 能通过表面反应、表面扩散或体积扩散而“溶合”到 大颗粒之中，若“溶合”速度很快。即“溶合”反应所需 时间小于相邻颗粒第二次的有效碰撞间隔时间．则 会形成一个较大的单体颗粒：也可能只是在颗粒之 间局部接触“溶合”．形成一个大的多孔的颗粒团聚 体【切。 在湿化学方法制备纳米粉体的过程中，从反应 万方数据 (a)软团聚体。(b)硬团聚体。 圈1 粉体软团聚体与硬团聚体的结构 成核、晶核生长到前驱体的洗涤、干燥和煅烧等每一 个阶段均有可能产生颗粒的团聚。通常将团聚分为3 个过程。在反应成核、晶核生长的过程中，由于晶粒 很小。表面比原子数目增多，比表面积增大，同时存 在大量的晶体缺陷，从而导致了大量的悬键和不饱 和键．使得粒子的表面不同程度的带电，体系自由能 很高。按照热力学第二定律，恒温恒压下的自发过程 总是向降低自由能的方向进行。对于固体微细颗粒， 不能像液体那样自由改变表面形状而降低自由能， 只能通过与周围的细粒相互黏附减少比表面积从而 达到较为稳定的状态。这是液相法制备粉料工艺中 形成团聚的第一过程。由于固相颗粒间存在大量的 液体介质，颗粒间又可产生排斥作用，这样的团聚过 程是可逆的。形成团聚的第二过程发生在固液分离 阶段。从液相中合成出的固相颗粒需要同液相分离! 随着最后一部分液相的排除，在表面张力的作用下 颗粒互相不断靠近，最后紧密地聚集在一起。如果液 相是水．由于前驱体含有大量的结构吸附水，同时还 有大量的物理吸附水，在水分蒸发之初，前驱体体积 的缩小等于蒸发出的液体体积，没有出现气液界面， 故而不存在毛细作用。但随着水分的不断蒸发，凝胶 间出现空隙，在空隙中形成大量的弯月液面，于是在 凝胶网络之间产生巨大的毛细管力，使颗粒收紧聚 集。从而形成团聚体；如液相中尚含有微量杂质盐类 (氯化物、氢氧化物)，则会形成盐桥把颗粒互相黏牢。 这样的团聚过程是不可逆的，一旦生成就很难将团 聚再彻底分开。从液相中合成粉料往往首先形成氢 氧化物或盐类，需要通过煅烧才能转化成氧化物粉 末。煅烧温度和时间控制不合适会引起晶粒极度生 长并在颗粒互相接触处发生烧结，同时会使第一、二 过程中形成的团聚进一步加强，从而使已形成的团 聚体结合得更牢固，形成所谓的硬团聚。这就是形成 团聚的第三过程。为避免生成硬团聚，必须选择适当 的煅烧制度。 1．1软团聚的成因 目前．研究者们认为软团聚的形成原因基本一 致．即软团聚是由颗粒之间的库仑力和范德华力所 造成的【9】。 经典的DLVO理论旧可以解释液相反应 阶段产生的软团聚。溶胶在一定条件下能否稳定存 在．取决于溶胶中分散相颗粒之间的相互作用。图2 为胶体体系中分散相颗粒间相互作用能曲线。当颗 粒相互接近时，吸引势能迅速增大，而排斥势能的变 化则比较慢一些。一般来说，总势能曲线存在一个最 大值。它构成了能量势垒。能量势垒的大小是胶体体 系是否稳定存在的关键因素。从液相中生成固相微 粒后．由于布朗运动和正动运动的驱使(在搅拌结晶 器中。Melis认为正动运动占主导地位)【阍，固体微粒 相互接近。若微粒有足够的动能克服阻止微粒发生 碰撞在一起形成团聚体的能量势垒(或者能量势垒很 小甚至不存在)，则颗粒运动碰撞可以克服它形成软 团聚。 羹t 霉 密 茎i ‘V排斥能乓 13窍￥竺．三 V最≥．之 2 圈2胶体分散相颗粒间的相互作用能■ 形成软团聚的范德华力在单个原子(或分子)间 是只存在于二者间距小于1衄以内，即不超过1～2 个原子大小，因此是典型的短程力。作为分子或原子 的集合体的宏观颗粒间的分子吸引作用却能在100 nm间距内表现出来，因此颗粒间的范德华力是典型 的长程力【阍。范德华力是原子或分子间的相互作用、 固体颗粒间的间隔距离、固一固几何接触条件等因素 的函数。微细颗粒所受的范德华力主要发生在颗粒 与实验仪器、设备壁面间以及颗粒相互之间，其计算 公式分别如下： 1)两等径颗粒(半径为R)，当粒间距离h<(R 时．作用能U及范德华引力尼 皓一篱，辟器 2)球与平面之间的作用能及范德华引力： 2008年第14卷第3期匿莲霓墨曩呸珏47 万方数据 ／．1--一掣，胆氅 6九 6^‘ 3)不同尺寸球形颗粒间的范德华力： 如墨×当!兰血 ‘12202一如+如 式中．A为Hamaker常数． ．2， A：1T2ca2：而2』堕堡A=订 =1Tp-二!旦了 -4(4盯￡o) 式中。h为颗粒间距；R为球形颗粒半径；C为色散作 用能系数；p为密度(个数密度／m，；或质量密度， kg／m3)；Oto为原子极化率C21112·J-l；丘为普朗克常数， 6．626x10"34J·S；矽为电子的旋转频率，对于原子V---- 3．3x1015S～，hov=2．2x10。sj；80为自由空间的介电常 数，￡o=8．854x10d2cv(j·m)；20为范德华力发生的距 离，一般为4xlOdom；喀。、如为颗粒l、颗粒2的直 径。 粒间静电作用是颗粒在分散介质中互相接近到 双电层开始交叠时产生的。静电作用的起因主要是 因扩散层中的各种粒子互相靠近而产生的相互排斥 (同号时)或相互吸引(异号时)作用。对于同质颗粒， 这种静电作用恒表现为排斥力；对于不同质颗粒，静 电作用可能是排斥力作用也可能是吸引作用。视两 者表面荷电状况而异。 1．2硬团聚的成因 到目前为止。有关硬团聚的形成原因还没有一 个统一的看法。不同化学组成、不同制备方法有不同 的团聚机理．无法用一个统一的理论来解释。气相法 制备超细粉体时。只要条件适当，不容易出现硬团 聚；固相法和液相法制备超细粉体时，硬团聚一般出 现在粉体的分离和前驱体的处理阶段。关于硬团聚 的成因主要有：毛细管吸附理论、晶桥理论、氢键理 论、化学键理论和表面原子扩散理论。 毛细管吸附理论认为．纳米粉体材料硬团聚产 生的主要原因是排水过程中所引起的毛细管作用造 成的。含有分散介质的粉体在加热时吸附的液体蒸 发，随着分散介质的蒸发，颗粒的间距减小，在颗粒 之间形成了连通的毛细管．颗粒的表面部分逐渐裸 露出来。而介质蒸汽则从孑L隙的两端出去，这样由于 毛细管力的存在，在水中形成静拉伸压力，导致毛细 管孔壁的收缩，因此认为毛细管作用力是导致硬团 聚形成的主要原因。按照这种理论．无论何种分散介 质，所引起的硬团聚大体相同。但是，对许多纳米粉 48西莲显嚣翌圜2008年第14卷第3期 体，特别是氧化物纳米粉体，以水作为介质和以与水 表面张力相近的有机溶剂作为介质所获得的纳米粉 体的团聚状态有很大差异。所以，毛细管作用虽然在 粉体的团聚中起到一定的作用。但是不是引起硬团 聚的根本原因有待于进一步的研究。 氢键理论认为．如果液相为水．则残留在颗粒之 间的微量的水会通过氢键的作用，由液相桥将颗粒 紧密地黏在一起形成硬团聚。显然，这种理论是不完 整的。如果颗粒之间的作用力仅是氢键．那么在完全 脱水后，粉体之间的氢键是完全可以消除的，而实际 上，脱水不会引起团聚程度的降低。此外，如果仅是 由氢键作用造成的硬团聚。那么当把团聚的粉体重 新分散到水相介质中后．粉体应该处于良好的分散 状态，但实际中并非如此。所以，对大多数硬团聚现 象。氢键理论并不适用。 晶桥理论【1q是建立在纳米粉体在分散介质特别 是水中有一定溶解现象的基础上的。该理论认为，在 纳米粉体的干燥过程中．毛细管力使颗粒相互靠近。 颗粒之间由于表面羟基和部分原子在介质中的溶解 一沉析形成晶桥而变得更加紧密。在晶桥的作用下， 纳米颗粒相互结合，从而形成较大的块状聚集体。如 果液相中还含有其它的金属盐类物质．还会在颗粒 之间形成结晶盐的固相桥从而形成硬团聚体。 化学键理论认为．凝胶表面金属离子的非架桥 羟基是产生硬团聚体的根源。当相邻胶粒表面的非 架桥羟基发生如下反应以后，即产生了团聚： Me—OH+Ho—Me-+Me-．C卜_Me+H20。 表面原子扩散键合机理嘲认为：大多数液相法合 成超细粉体的过程中，氧化物粉体是通过高温分解、 液固分离前驱体的化合物(一般是氢氧化物、盐、金 属有机化合物等)而得到的。在高温分解过程中，由 于刚刚分解得到的颗粒表面原子具有很高的表面活 性，并且颗粒粒径很小，表面悬空键引起原子的能量 远高于内部原子的能量。容易使颗粒表面原子扩散 到相邻颗粒表面并与其对应的原子键合。形成稳固 的化学键，从而形成永久性的硬团聚。 SehmokK和NorePh等认为颗粒的团聚过程是 由碰撞、黏附和搭桥固化3个连续的基本步骤组成 [17-19]。碰撞和黏附一般发生在液相阶段．而搭桥固化 发生在随后的干燥与煅烧过程中。首先在外力作用 下颗粒之间发生碰撞．颗粒就会黏附在一起形成团 聚体。在黏附粒子的接121缝隙处，固相的曲率半径为 万方数据 负值，该处的溶解度比平面固相的溶解度小．对于小 粒子，由于Gibbs—Thomson效应，接近晶核粒度的晶 体自身溶解度高而易于溶解，溶解的物质就在两个 颗粒接触的缝隙处沉积下来，形成“晶颈”。这是发生 的第三步【峋。一些研究者M9】认为粉末硬团聚形成的 机理为：在干燥过程中自由水的脱除使毛细管收缩． 从而使颗粒接触紧密。颗粒表面的自由水与颗粒之 间由于氢键作用使颗粒结合得更加紧密，随着水的 进一步脱除使得相邻胶粒的非架桥羟基即可自发转 变为架桥羟基：并将凝胶中的部分结构配位水排除。 从而形成硬团聚。形成过程如图3所示。图中R为金 属元素。 即吣咎扣p l 3畸* (1)自由水在干燥过程中被排除；(2)胶体中的结构水被排除； (3)非架桥羟基转化为架桥羟基。 圈3硬团聚的形成机理模型 2 团聚的表征 团聚体性质分为几何性质和物理性质两类嘲。几 何性质指团聚体的尺寸、形状、分布及含量。除此以 外还包括团聚体内的气孔率、气孔尺寸和分布等。物 理性质指团聚体的密度、内部显微结构、团聚体内一 次颗粒间的键合性质、团聚体的强度等。由于粉体的 性能与其粒度等有很大的关系．因此自发聚集倾向 对超细粉的工艺和使用性能都产生不利影响。特别 是一次颗粒以较强的结合力结合的硬团聚．由于其 不易被破坏．影响更大。人们通常关心的是团聚体 的尺寸和强度。 2．1 团聚体的大小和团聚程度 目前常用的测试方法如沉降法、相干光谱法等 类似的方法所测得的粒度为微粉团聚体的大小，即 团聚颗粒的粒径。一般取50％累积质量所对应的直 径作表征量。而在比表面积法和透射电镜对颗粒尺 寸测定中．观察到或测到的常是一次颗粒尺寸。为了 得到团聚体尺寸的大致信息．可定义团聚系数 (agglomerationfactor)k。： k．--d，o|a吸 式中，如表示由相干光谱法或沉降法得到的尺寸频 率分布中，t／k--50％处的颗粒(团聚体)尺寸；‰是由 BET法测得的一次颗粒尺寸。 团聚系数反映了团聚体平均尺寸与一次颗粒尺 寸的比值。后。值越大，表明团聚越严重；其值越接近 于1．则团聚程度越小。另外与团聚系数法类似的方 法是用团聚体中晶粒相连成的瓶颈数来表示团聚体 的大小。其公式是： ～ 破』mv n一．———————————二二——．———一 ”d。■(1弗／S) 式中，，l为团聚体中晶粒相连形成的瓶颈数；d。为X 射线衍射线宽法测定的微细晶粒直径；d。，为氩分子 的直径；S为氩吸附所得的比表面积；S为假设每个 晶粒都可被氩覆盖所得到的理论比表面积。根据n 的数值。再根据晶粒的堆积结构，就可得到团聚体中 的晶粒数。由此可判断团聚体的大小，这种方法表示 的是硬团聚体的尺寸。 此外也可以用团聚体系数(coagulationfactor)k。 来表示粉末团聚体的聚集程度 kc=dB吼7dc 其中，谚为X射线衍射测得的晶粒尺寸。J|}。的数值增 大时．团聚程度变大。同类粉末的Hausnen(振实密 度／松装密度)也可以反应粉末的团聚状态。当比值 增大时，说明粉末以软团聚为主，易于破坏刚。 2．2团聚体的强度 团聚体在一定外力作用下可以被破坏，这个力 的大小表征了团聚体的强度。团聚体强度的表征方 法有素坯密度一压力法、压汞法和多状态比较法∞。 团聚体强度可以根据成型压力与素坯密度曲线 上的折点位置定出阎，如图4所示。但并不是所有的 曲线都存在Meisz提出的突变点。而是一个光滑的 49 万方数据 曲线。有些研究者提出将高压线性区和低压线性区 的延长线的交点来表征团聚体的破碎强度。 薹 篓 翼 oIMPa 圈4粉末团聚体密度一压力关系田 压汞法主要用于测量团聚体破碎强度与含量。 它是利用测定成型过程中粉体素坯中的气孔分布变 化以推断团聚体完全破碎强度以及一定压力下素坯 团聚体含量。由于在球形颗粒堆积状态下，气孔的开 口等当圆面积直径与颗粒直径之比为一常数，因而 气孔的尺寸及数量大致反映了对应这种气孔的颗粒 大小与含量。如有团聚体存在。压汞实验结果表明气 孔分布呈双峰，一定压力下，如粉末团聚体未破碎， 则气孔分布情况不变，压力增大，团聚体开始破碎， 代表团聚体的较大尺寸的团聚体间的气孔峰开始变 小．这一压力即为团聚体屈服强度。一定压力下如该 峰完全消失，则素坯中无团聚体存在，这一压力认为 是团聚体完全破碎强度。 多状态比较法是通过使用超声波、湿磨和干磨 等方法对粉体进行处理来改变粒子的分散状态，通 过测定相应的物体粒径变化来表征团聚体的强度阎。 3 团聚的消除 团聚体的大小、形状及分布状态等严重降低烧 结体的收缩率和陶瓷部件的致密性和形态的均匀 性，而且团聚现象也会使烧结产品产生缺陷，从而 导致烧结产品强度的降低：同时．由于团聚体内颗粒 间的烧结温度高于团聚体之间的烧结温度，故会使 所需烧结温度提高。烧结温度过高，使得粉体的硬团 聚进一步恶化，进而形成了恶性循环。因此，防止团 聚现象的发生，以获得粒度分布窄、化学组成均匀、 单分散的颗粒，是获得高性能纳米粉体的关键。 可以通过两种手段来控制团聚体的形成：一种 是增加能量势垒，也就是减小吸引力。增大排斥力； 50爵莲蒌勰2008q!第14第3期 另一种是防止颗粒相互接近，使它们不能接近到可 以互相可以碰撞甚至有强大吸引力的范围。 3．1液相反应阶段 液相反应阶段产生团聚的主要原因来自于颗粒 间的范德华力。要减少团聚。就要降低颗粒之间的范 德华力，增加颗粒之间的排斥力。在相同的工艺条件 下．不同的反应参数对粒径的影响不同，如反应温 度、浓度、反应方式(正沉淀和反沉淀)，特别是反应 体系的pH值以及表面活性剂和电解质的加入等。 SeungmanSohn等人[21用均匀沉淀法制备氧化钇的研 究中发现．当钇离子的浓度从0．005mol／L增大到 0．04mol／L时．氧化钇粒径从65nm增大到220hill。 当尿素的浓度达到7．0mo儿时，发现了颗粒间的团 聚；温度主要对沉淀动力学产生影响。他们同时发现 颗粒形貌和反应动力学对pH值相当敏感，pH<2．0， 沉淀反应速率很慢，而且出现了严重的团聚；pH> 3．0，可以得到几乎单分散的氧化钇颗粒。吴君毅等圈 同样发现在Zeta电位为零时所对应的pH值下得到 的氧化铈团聚很严重。由胶体化学可知，分散在溶液 中的胶体颗粒表面由于优先吸附带正电荷或负电荷 的离子。使得在颗粒表面形成扩散双电层，这样的颗 粒在布朗运动碰撞过程中。产生排斥作用，阻止了团 聚的发生。当pH值等于胶体溶液的等电点时，胶体 表面电位很低，使得胶体处于非常不稳定的状态。排 斥力小于吸引力，故胶粒由小颗粒聚集成大颗粒，使 团聚程度增大。目前添加高分子表面活性剂来抑制 团聚是一种经济又方便的方法124]。分散剂在溶液中主 要通过3个作用来抑制团聚：1)是通过吸附作用来 降低界面的表面张力；2)是通过胶团体作用，在颗粒 的表面形成一层液膜，以阻止颗粒的相互靠近；3)是 利用空间位阻效应。 因此在液相反应阶段控制合适的pH值、温度、 浓度、加入适量的分散剂圆或电解质，使颗粒处于高 分散状态，对减少团聚有利。 3．2干燥及煅烧阶段 近年来。人们在超细粉体制备过程中探讨了多 种在干燥阶段抑制和消除团聚的方法。目前最常见 的团聚体控制方法有超声分散、溶剂置换、冷冻干 燥、超临界干燥、化学表面改性、分散剂分散等。 溶剂置换法是一种比较常用的防团聚方法。由 于在干燥阶段随着水分的蒸发，产生毛细管收缩，液 体的表面张力越大，毛细管作用越强，干燥时的团聚 万方数据 现象越严重。而溶剂置换法的原理就是利用表面张 力小的有机溶剂置换颗粒表面吸附的水分，以降低 颗粒聚结所产生的毛细管力。常用的溶剂有正丁醇、 乙醇、丙酮等。利用有机溶剂置换不仅可以降低表面 张力，而且粒子表面的羟基被有机溶剂的官能团代 替。从而起到了降低毛细管力和增大了空间位阻效 应的双重作用网。 如果具有巨大表面张力的气一液界面不存在．或 是颗粒被固定住而不能相互靠近，团聚就可以避免。 基于这种想法，形成了冷冻干燥技术和超临界干燥 技术。冷冻干燥脱水主要利用水在相变过程中的膨 胀力使相互靠近的颗粒分开。固态冰的形成阻止了 颗粒的重新聚集。冰升华后。由于没有水的表面张力 作用固相颗粒不会过分靠近．从而避免了硬团聚的 产生。高雪艳等阿利用冷冻干燥法成功地制备出了平 均粒径为20nnl、粒子分布均匀、分散性较好的纳米 氧化镁。超临界干燥技术128]是基于超l临界流体高的传 质特性和零表面张力．避免了由界面张力引起的毛 细管塌陷，然后在此状态下进行固液分离，就可避免 “硬”团聚的形成。 利用超声波抑制团聚发生的原理是嘲：利用超声 波作用所产生的局部高温高压．将加速水分子的蒸 发，减少了颗粒表面的吸附水。另外，超声作用所产 生的冲击波和强射流还可以起到粉碎团聚体的作 用，从而使被包含的水分子释放出来。并有可能阻止 氢键的形成，达到防止团聚的目的。此外。超声波的 机械搅拌作用还有利于颗粒的充分分散。 陈玲等[301研究了不同的声场对氧化锆纳米粉体 的形貌和结构的影响发现，适当的声场可以得到分 布均匀粒径小的粉体，反之，则引起团聚的发生。姜 奉华口11利用超声沉淀法制备了分布均匀粒径为20nln 的氧化锡粉体。 煅烧过程中主要发生的团聚是使得液相反应阶 段和干燥阶段形成的团聚进一步强化。进而形成不 可逆的硬团聚体。因此，不同的煅烧制度对于晶粒 的大小、结构以及产物的性能具有决定性的影响。 宋晓岚等13习研究了不同的焙烧温度对纳米氧化 铈的结构与性能的影响表明，随着焙烧温度的升高， 氧化铈晶粒显著增大，晶粒发育趋于完整导致晶格 畸变度明显降低。较低温度对于晶粒大小的影响不 大；较高温度下，晶粒尺寸随着焙烧时间的延长而长 大。杨刚等人口3】研究发现在氧化锆的煅烧过程中非架 桥羟基发生脱水反应而生成了Zr—D—Zr．从而产生 了硬团聚。 4结 论 随着纳米科学和技术的不断进步，人们对纳米 粉体的团聚机理有了越来越深刻的认识．并形成了 初步的理论。同时防止在制备纳米粉体过程中形成 团聚体也取得了一定的效果，但还存在一些问题。由 于表面物理和表面化学研究不够。使得团聚机理的 进一步研究很难进行．团聚机理不能进一步明确．则 影响团聚的因素就不能搞清楚．从而使得解决团聚 的措施不能更好地掌握。作者认为今后对团聚的研 究应集中在两个方面：一方面进一步研究粒子之间是 如何相互作用并形成团聚体的，解答有关团聚机理 和影响因素方面的问题：另一方面从成核、生长以及 粒群平衡的方向建立模型研究团聚对产品粒度分布 的影响。 参考文献(References)： 【l】李懋强．超细粉体的化学合成们．中国粉体技术．2000，6(S1)：21— 32． 【2】2 SOHNSeungman，KWONYoungshik，KIMYeunsik，etal．Synthe- sisandcharacterizationofnear-monodisperseyttriaparticlesbyho- mogeneousprecipitationmethed【J】．PowderTechnology，2004．14 (2-3)：136-153． [3】UNAJU'OSS，ZHANGQ，ALCOCKJRAninvestigationofthe parameterseffectingtheagglomeratesizeofaPZTceramicpowder preparedwithasol-geltechnique[J]．JournaloftheEuropeanCexam· icSociety，2007，27(1)：23l-235． 【4】WANGZhifci，XIAOPengfen．1ieNongyue．Synthesisandeharac· teristicsofcarbonencapsulatedmagneticnanoparticlesproducedbya hydrothermalreaction唧．Carbon，2006。44(15)：3277-3284． 【5】崔洪梅，刘宏，王继扬，等．纳米粉体的团聚与分散叨．机械工程材 料，2004，28(8)：38-41． 【6】DENGZ'henyan，ZHOUYou，小『A咖Yoshiaki，eta1．Roleof Zr(OH)4hardagglomeratesinfabricatingporousZr02ceramicsandthe 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