由于超细粉体具有表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,它与同组成的晶体材料相比,在催化、光学、磁学和力学等方面具有许多特殊的性能,故在医学、微电子、核技术等领域中具有许多重要的应用。

    “等离子制粉”就是指用等离子体作热源来提供气相合成过程中能量条件的一种新型制粉工艺。一般用此工艺制取粒径微小的超细粉,普通工艺难以制备微粉,或者是具有某些特殊表面性能的粉体。

    目前,人工获得等离子体的主要方法有: ①电子冲击法; ②射线辐照法; ③光电离法;④激光等离子体法; ⑤激波等离子体法等。其中电子冲击法是已获得广泛应用的工业等离子体生产方法。生产用等离子制粉设备主要包括:反应、冷却、收集3大部分。冷却、收集装置大多类似,而反应器按产生等离子体的方式可分为直流型、高频型及微波型等。

    1、直流(DC) 等离子体制粉

    直流等离子体制粉就是靠直流电源来产生等离子体,从而造成超微颗粒形成条件的。直流等离子体制粉具有电源不怕干扰、弧柱稳定、辐射小、功率大等优点,但其显著缺点是存在电极腐蚀和电极污染问题。

    如果以大块固体作原料,可让原料作为一极,在其与另一电极间直接加电场而起弧,产生等离子体,该法又可称为电弧法。

    2、高频(RF) 等离子体制粉

    高频等离子体制粉就是靠高频电磁感应线圈提供能量来产生等离子体,从而造成超微颗粒形成条件的。由于该方法无电极,因此等离子炬非常纯净,而且其等离子气的流速较小,加热效率较高,但RF 易受干扰而不稳定,且其电效率较低。

    3、微波(MP) 等离子体制粉

    微波等离子体制粉技术是进入20 世纪90 年代以来,最新发展起来的新型超细粉体制备技术。以微波作为产生等离子体的热源,与直流和高频等离子体相比,具有许多独特的优点:

    ① 活性大。微波放电等离子体有更高的电子温度,可在更低的气压下工作,因此可以提供更高的电离度和离解度。

    ② 无污染。微波放电时没有内部电极,避免了电子材料溅射对等离子体造成的污染,可获得纯净的等离子体,适合高纯度物质的制备和处理。

    ③ 激发范围广。微波等离子体的发射光谱比用其他方法对同种气体放电时的谱带更宽,且微波放电生成的激发态粒子的寿命更长。

    ④ 便于控制。利用所谓的“空洞结构”微波等离子体可被传输和控制在特定的空间。基于以上优点,微波等离子体在材料制备的应用方面具有巨大潜力和工业应用价值,因此成为了国内外研究的热点,近几年有关用微波等离子体直接合成纳米粉体的报导日渐增多。

    利用等离子体技术制备纳米材料促成了一系列的工艺革新和巨大的技术进步,特别是在利用高频、直流等离子体方面已完全可以满足工业化的需要,同时微波等离子技术开辟了等离子制粉的新领域。


(来源:中国粉体网)

2013年05月10日

超细粉体材料表面改性方法概括
【技术】超细粉体的特性及其应用简介

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几种等离子体法制备超细粉体概述

由于超细粉体具有表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,它与同组成的晶体材料相比,在催化、光学、磁学和力学等方面具有许多特殊的性能,故在医学、微电子、核技术等领域中具有许多重要的应用。&ld

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