（中国粉体技术网/班建伟）理想的烧结粉料应该是超细(0.1-1.0μm)、等轴形、无团聚及尺寸分布很窄。实际上, 要做到这一点较困难, 但可以通过各种手段使粉料尽量接近理想状态。
“软团聚”由于质点间作用力较弱, 且团聚体在成形时容易破碎, 故一般可采用适当分散技术即可消除或减弱之,从而得到均匀的高密度坯体。但“硬团聚体”由于质点间作用属化学键合, 作用力较大, 故不仅不易分散, 而且也不易破碎,故只能得到气孔分布不均匀的低密度坯体。由于硬团聚体优先发生烧结, 故会恶化材料性能, 应尽量消除之。
1 机械研磨法
应用机械力方法制粉体, 粉磨到一定程度后, 颗粒细化, 颗粒之间作用力加大,导致颗粒聚结。从粉体机械力化学角度, 粉碎过程为:
 当正逆速度相等时,粉碎过程达到了平衡, 达到粉碎极限。若想继续使颗粒细化, 只有破坏粉碎平衡, 此时可采用水力或风力及时将细颗粒分离出去, 再行对粗颗粒的继续研磨,以达到减少团聚的目的。也可加入合适表面活性剂以减弱团聚。
机械研磨应使各种情况均一, 避免不相同的操作, 此时可以使物料趋于均匀化, 增加均匀性,避免部分粒子团聚。
2 液相法
液相法中较为典型的是溶胶-凝胶法, 即将所需组成的前驱体配制成混合溶液, 再经凝胶化和热处理(干燥和煅烧)制得粉料。
此法制得的粉料均匀性好、粒度分布非常窄、团聚性小、易控制粉末粒度, 但由于胶粒之间的范德华引力大于双电层斥力并接近到一定程度时, 即开始产生聚集, 使得此法颗粒团聚现象难于避免。胶粒首先聚集形成聚集体,聚集体再次大规模聚集形成三维网络状凝胶, 此若直接干燥, 会形成非常坚硬、密实的硬团聚体, 此种情况可以引入一定种类和数量的有机大分子作为胶体保护剂, 使胶粒表面上形成稳定的大分子吸附层。外层包裹着一层大分子的胶粒接近时, 由于吸附层的相互贯穿或压缩变形产生的斥力而呈现位阻稳定作用, 从而抑制了聚集过程。
另还可以通过调整pH 值来改善或消除团聚现象, 由于pH 值可改变胶粒的ζ-电位, 调整pH 值,可使颗粒的ζ-电位提高, 加大颗粒间的斥力, 从而起到减少团聚的作用。
莫来石、堇青石、氧化铝、氧化锆等可用此法制取粉体。
3 气相合成法
气相合成法易于控制反应条件,反应物容易精制, 反应气氛易于控制, 只要控制反应气相足够稀薄,就能得到少团聚、甚至不团聚的超细粉。如TiO2 、SiO2 、Al2O3 、氮化物、碳化物、硼化物等均可用此方法制取粉体。
激光合成法是一种新方法, 它也属气相合成法。激光合成法即选用吸收带与激光的激发波长相吻合的反应气体, 通过对激光能量的共振吸收和碰撞传热,在瞬间达到自发反应温度并完成反应,物体在高的过饱和度下迅速成长、生长, 因物体不吸收激光能量, 因而以极快的速率冷却而成为超细粉料。该方法有利于合成大小均一且不团聚的超细粉末, 如激光法合成SiC 超细粉已经获得成功。
4 加入分散剂
粉体中加入改性剂或偶联剂对无机粉体进行包裹, 使原本亲水性无机粉体变成亲油性, 如氧化铝陶瓷添加油酸能收到良好效果。
对湿化学法制得的粉体, 可采用多次水洗的方法来减轻粉体的团聚程度。但实践表明, 靠用水洗涤只能减轻粉体的团聚程度, 进一步减轻团聚程度需用表面张力比水低的醇、丙酮等有机溶剂取代残留在颗粒间的水, 可获得团聚程度较轻的粉体。在沉淀过程以及在沉淀物洗净脱水时,加入有机大分子表面活性剂, 如聚丙烯酸铵、聚乙二醇等,由于有机大分子的位阻效应,也可减轻团聚程度。
选用合适的分散剂是减弱粉体团聚的关键, 具体选用什么分散剂,需要根据实验进行确定,以减少表面能, 减少粒子的键合作用。在不影响工艺性能及材料性能的前提下, 使颗粒表面力下降, 键合作用减弱或消失, 从而起到防止团聚的作用。
表1 粉体常用分散剂
5 冷却干燥处理
冷却干燥处理即在低温、负压使冻成固相的原液相介质在负压下升华,以达到排除液相的目的。由于固相颗粒被冻住在原液相介质中, 并且颗粒间的毛细管内不存在具有巨大表面张力的气-液界面, 从而避免了因“ 液桥”造成的团聚。
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