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| 超细粉体制备及分级技术现状 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-12-04 10:34:31 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/班建伟）超细粉体，是指粒径在微米级到纳米级的一系列超细材料。按照我国矿物加工行业的共识，将超细粉体定义为粒径100% 小于30 μm的粉体。按照粒度的不同，超细粉体通常分为: 微米级( 粒径1~30 μm ) 、亚微米级( 粒径1~0.1μm) 和纳米级( 0. 001~0.1μm)。由于粒径的大幅减小，超细粉体表现出了块状材料所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧穿效应，因而在热、光、磁、化、力等性能上有较大差异。超细粉体所具有的这些特异性能使之在汽车、化工、复合材料、生物工程和医学等领域获得广泛应用。
三十几年来，我国超细粉体的研究和应用得到迅速发展，超细粉体的制备技术也日趋成熟，但在超细粉体的工业规模化生产工艺上仍存在一些问题，随着现代工业技术要求的提高，这些缺点已成为行业发展所亟需解决的问题。为此，笔者总结了国内机械加工设备的特点，对不同制备工艺和方法进行比较，分析了现阶段的研究方向，并提出了相应的设想。
1、 超细粉体的制备
超细粉体的制备方法有很多，从其制备的原理上通常分为化学合成法和物理粉碎法。化学合成法是通过化学反应，由离子、原子等经过晶核形成和长大而得到粉体。化学法所制备的超细粉体具有粒径小、粒度分布窄、粒形好和纯度高等优点，缺点是产量低、成本高和工艺复杂; 物理粉碎法是通过机械力的作用使物料粉碎。
机械粉碎法的优点是产量大、成本低和工艺简单，适应于大批量工业生产。而且在粉碎过程中产生机械化学效应，能使粉体活性提高。因此，目前制备超细粉体材料的主要方法为机械粉碎法，几种主要机械粉碎设备如表1 所示。其中，辊压机与球磨机配合使用，能够应用于工业大规模生产，且产品颗粒级配较好，活性较高。而气流粉碎机因其较好的产品性能，也在一些特殊领域得到广泛的应用。
2、 超细粉体的分级
超细粉体的分级是根据不同粒径颗粒在介质中受到离心力、重力、惯性力等的作用，产生不同的运动轨迹，从而实现不同粒径颗粒的分离，进入到各自的收集装置中。
在使用粉碎设备进行超细粉碎时，不同颗粒所受到的作用力并不均匀，往往只有部分粉体达到粒度要求，已经达到要求的产品如果不能及时分离出去，就会造成物料的过粉碎，而且这部分粉体还会因粒度过小发生团聚，从而使粉碎效率降低。因此，及时使用超细分级机将破碎后的产品进行有效的分级，就能避免物料的过粉碎，提高粉碎效率和降低能耗。超细分级按采用介质的不同，一般分为干式和湿式两种。湿式分级以液体为分散介质，分级精度较高，均匀性好。但湿式分级存在干燥、废水处理等一系列后续操作问题，因而限制了它的发展。干法分级是采用重力场，惯性力场或离心力场对粉体进行分级，多为气力分级，随着高速机械冲击式和气流式粉碎机的大量应用，干式分级也得到大力发展。表2 为几种常用超细分级机。
3、 存在问题
随着超细粉体应用领域的不断扩大，各领域对超细粉体的性能要求也越来越高，传统的制备方法已经无法满足现阶段的技术要求。这主要体现在:
1) 传统单一的超细粉体设备生产能力较低，能耗大，资源利用率较低，易造成污染。
2) 制备的超细粉体均匀性和分散性较差，团聚问题严重，使得产品性能降低。
3) 设备技术落后，粉碎机械理论的研究进展缓慢，缺乏自主创新的新型设备。
4) 企业规模较小，生产线系统化、自动化水平低，行业后劲不足。
为此，国内外很多学者及研究机构在现有的超细粉体制备技术上，进行了大量的改进和创新，同时也取得了一些研究成果。
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