中國科學院成都有機化學有限公司是專業的納米陶瓷粉體廠家,經營納米碳化硅,納米碳化鈦,納米碳化鋯,納米碳化硼,納米氮化硅,納米氮化鈦,納米氮化鋁,石墨烯,碳納米管.電話:028-85236765.
與傳統陶瓷相比，納米陶瓷大幅度地提高了制品的性能，納米粉體的引入及其分散技術顯得尤為重要。將納米顆粒均勻分散或將納米顆粒分散到微米陶瓷顆粒基體中制備成納米陶瓷或納米微米復相陶瓷材料，可以改善和提高材料的力學性能，同時也能降低陶瓷的燒結溫度。對于納米陶瓷及納米微米復相陶瓷材料，粉體的均勻分散是獲得具有較好顯微結構和性能的陶瓷制品的基礎，納米粉體的分散技術成為研究和制作納米陶瓷材料的關鍵技術。

 

納米陶瓷粉體的分散一般發生在液相之中，顆粒在液體中分散過程包括以下三個步驟：顆粒在液體中的潤濕——顆粒團聚體在機械力作用下被分開成獨立的原生粒子或較小的團聚體——將原生粒子或較小團聚體穩定，阻止再發生團聚。

固體顆粒在液相中的分散，本質上受固體顆粒與液相介質的潤濕作用和在液相中顆粒間的相互作用兩者所控制。根據分散介質的不同，分散體系可分為水性體系和非水性體系。納米陶瓷或納米微米復相陶瓷材料在制作過程中主要采用水性體系進行分散，是以水為分散介質的一種分散方法。本文將向大家介紹納米陶瓷粉體的物理分散方法的優缺點。

 

1、機械分散法

 

機械分散屬于物理分散方法，是借助外界剪切力或撞擊力等機械能使納米粒子在介質中充分分散的一種方法。機械分散法一般采用普通球磨、攪拌磨、行星磨和剪切式高速攪拌器等方式進行。

 

其中，普通球磨、研磨效率較低，常用于已分散的料漿經擱置后的二次分散。攪拌磨、行星磨研磨效率高，簡單易行，是最常用的一種超細粉體分散方法。但無論采取何種球磨方式都存在著一些缺點，最大的缺點是在研磨過程中，由于球與球、球與筒、球與料以及料與筒之間的撞擊、研磨，使球磨筒和球本身被磨損，磨損的物質進入料漿中成為雜質，這些雜質將不可避免地對漿料的純度及其后成品的性能產生影響。盡管采用與納米粉料同質的研磨球體和磨筒襯里，但由于其基本狀態和純度與納米粉料存在差異，仍會對漿料產生不良影響。另外，球磨過程是一個復雜的物理化學過程，球磨的過程不僅可以使顆粒變細，而且通過球磨可能會改變粉體的物理化學性質，例如：可提高粉末的表面能，增加晶格不完整性，形成表面無定形層。因此，球磨分散方法會給料漿帶來一定的影響，分散時要控制好分散的時間。

 

剪切式高速攪拌器，雖然分散效果好，但它的缺點是在分散的過程中會導致大量的空氣裹入體系中，在高速剪切力的作用下，使整個料漿呈泡沫狀，因此分散后如何徹底消除整個體系內的泡沫是該種分散方法的一個難題。

 

2、超聲波分散法

 

超聲波分散是一種強度很高的物理分散手段，是把所需處理的顆粒懸浮液直接置于超聲場中，控制恰當的超聲波頻率及作用時間致使顆粒充分分散[17]。利用超聲空化時產生的局部高溫、高壓或強沖擊波和微射流等，弱化微粒間的微粒作用能，可有效地防止微粒的團聚。

 

超聲波分散的效果與超聲波的頻率和功率有關，不同粒度的粉體對應不同的最適宜的超聲波頻率。粉體粒度越小，超聲分散所需頻率越大。粒度增加，其頻率相應降低。超聲功率越大分散效果越佳。因此，在選擇超聲波儀器時，一定要選擇功力大的棒式超聲儀器，而不能選擇小功率的用于清洗的超聲儀器。在超聲分散時，要控制好料漿溫度不宜過高，防止隨溫度的升高，顆粒碰撞的幾率也增加，可能會進一步加劇團聚。為避免料漿過熱可采取間歇式分散和用空氣或水進行冷卻的方法。

 

超聲波用于微粒懸浮夜的分散，雖然效果很好，但存在的問題是：一旦停止超聲波振蕩，仍有可能使微粒再度團聚；超聲波處理一定時間后，顆粒的粒度不能再進一步減小，繼續處理也會重新引起顆粒的團聚；超聲波對極細小的微粒，其分散效果并不理想，因為超聲波分散使顆粒共振加速運動，顆粒碰撞能量增加，可能導致團聚，而且由于其能耗大，大規模使用在經濟上還存在許多問題。

 

小結：納米顆粒分散技術是新興邊緣科學，因納米粒子具有自發團聚的趨勢，而團聚的存在又將大大影響納米粉體優勢的發揮，影響到產品的最終性能，因此如何改善納米粉體在液相介質中的分散和穩定性是十分重要的課題，納米材料的分散技術已成為納米陶瓷材料發展的技術瓶頸。所以，對于納米材料分散劑的系統研究、制備和應用開發，是納米陶瓷材料研究的一項重要課題。