超声波技术分散纳米粉体材料

纳米粒子粒径小，表面能高，具有自发团聚的趋势，而团聚的存在又将大大影响纳米粉体优势的发挥，因此如何改善纳米粉体在液相介质中的分散和稳定性是十分重要的研究课题。

颗粒分散是近年来发展起来的新兴边缘学科。所谓颗粒分散是指粉体颗粒在液相介质中分离散开并在整个液相中均匀分布的工程，主要包括润湿、解团聚及分散颗粒的稳定化3个阶段。润湿是指将粉体缓慢地加人混合体系中形成的涡流，使吸附在粉体表面的空气或其他杂质被液体取代的过程。解团聚是指通过机械或超生等方法，使较大粒径的聚集体分散为较小的颗粒。稳定化指保证粉体颗粒在液体中保持长期的均匀分散。根据分散方法的不同，可分为物理分散和化学分散。超声波分散是物理分散方法之一。

超声波分散法：超声波具有波长短、近似直线传播、能量容易集中等特点。超声波可以提高化学反应速率，缩短反应时间、提高反应的选择性；而且还能够激发在没有超声波存在时不能发生的化学反应。超声波分散是将需处理的颗粒悬浮体直接置于超生场中，用适当频率和功率的超声波加以处理，是一种强度很高的分散手段。超声波分散的作用机理目前普遍认为与空化作用有关。超声波的传播是以介质为载体的，超声波在介质中的传播过程中存在着一个正负压强的交变周期。介质在交替的正负压强下受到挤压和牵拉。当用足够大振幅的超声波来作用于液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡，微泡进一步长大成为空化气泡。这些气泡一方面可以重新溶解于液体介质中，也可能上浮并消失；也可能脱离超声场的共振相位而溃陷。实践证明，对于悬浮体的分散存在着最适宜的超生频率，它的值决定于被悬浮粒子的粒度。为此，最好在超生一段时间后，停止若干时间，再继续超生，可避免过热，超生中用空气或水进行冷却也是一个很好的方法。

超声波分散用于超细粉体悬浮液的分散虽可获得理想的分散效果，由于能耗大，大规模使用成本太高，因此目前在实验室使用较多，但随着超生技术的不断发展，超生分散在工业生产中应用是完全可能的。