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冻干工艺技术制备纳米粉体材料

更新时间:2024-06-19 点击次数:133

纳米冻干粉主要是纳米冻干粉、纳米冻干超细粉、纳米冻干材料的简称,由纳米粉体复合的材料,包括非金属材料纳米粉体、金属纳米粉体、金属化合物纳米粉体及其复合材料等,表现出许多优秀的性能,成为当今炙手可热的功能材料。

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 真空冷冻干燥技术应用于材料方面,是首先应用到陶瓷粉末制备中,发现冻干法获得材料可以很好的控制其粉体的尺寸和性质,用冻干法获得的陶瓷粉末材料具有密度高,光磁电性质。

随着材料科学的不断发展,金属氧化物类精细、功能陶瓷的研究成为材料科学的一个新的热点,各种具有特殊光、电、磁、微波、超导性质的功能陶瓷材料,甚至用做半导体器件基片及封装材料用的精细结构陶瓷的开发,都普遍要求提供颗粒小、表面活性强、粉体团聚弱、烧结温度低的高品质粉体材料。真空冷冻干燥方法,恰好能够满足这些要求,实现材料的这些特性,因此冻干广泛应用于材料干燥。

冻干法制备纳米粉体要求先制备均匀的溶液或者胶体。溶液或者胶体需要是均匀的,冷冻干燥后做为前体物质或者主要成分添加到材料中。 获得的溶液或者胶体经过预冻后冻结为固定的外观形态,然后开始抽真空,升华除去其中的溶剂,留下难挥发的成分成为粉体的主要成分,冻干后有的材料为了其刚性需要进行进一步的热处理获得需要纳米粉体材料。整个过程主要是预冻,抽真空升华干燥和解析干燥,干燥后处理。

   过程看是简单,但是其实前体溶液的制备是非常关键和重要的,每一个过程的设置也是影响产品性能的关键因素。比如有些材料不能用太低的温度进行预冻,可能温度低于-30℃,就会出现开裂或者起泡、膨胀等现象。有些可能不能用超过30度的温度解析,但是可以用200度的高温热处理来获得其刚性。因此冻干法制备纳米粉体是一项需要花费时间研究的技术,主要研究前体溶液的制备,冻干工艺过程的影响因素,冻干效率和效果的验证,冻干后处理方法和时间。

 


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