超细粉体表面包覆和改性

改性方法
• 表面物理改性：超细粉体的表面物理改性 一般是指不用表面修饰剂而对超微粉体实 施表面改性的方法，包括电磁波、中子流 、α粒子、β粒子等的辐照处理、超声处理 、热处理、电化学处理、等离子体处理等 ，是很常用的超微粉体表面改性方法。
• 表面化学改性：超微粉体的表面化学改性 是指在原来单一组分的基元物质表面上， 均匀地引入一种或者是多种其他组分的物 质，以改变原来基元的基本性质的方法。 • 常见的有：表面吸附包覆改性、化学反应 包覆改性、微乳液法、胶囊化改性和化学 镀法等。
超细粉体表面特性
• 超细粉体表面的润湿性 • 超细粉体的表面电性 （颗粒与其他介质接触时，表面会有电荷转 移，这种转移往往正负电荷数量不一致， 从而产生电势差。） • 超细粉体的表面能
超细粉体表面改性
• 表面改性是指采用物理或化学方法对固体 颗粒进行表面处理，即根据应用需要有目 的地改变颗粒表面物理化学性质与表面形 态结构工艺。
Abstract
• The electrochemical properties of MmNi5type metal hydride powders produced by gas atomization were improved by acid surface modification. FIB specimen preparation followed by FEthe surface structure before/after surface modification. The original oxide layer of the surface was removed and a nickel rich layer was formed by acid treatment.
• 偶联剂具有两性结构，其分子中的一部分 基团可与粉体表面的各种化学官能团反应 ，形成强有力的化学键。另一部分基团则 与有机高聚物发生某些反应或物理缠结， 从而将两种性质差异很大的材料牢固地结 合起来，使无机填料和有机高聚物之间产 生具有特殊功能的“分子桥”。 • 接枝聚合改性通过调节表面聚合改性单体 的配比，进行控制共聚物层及其无机粒子 界面层的结构和性质。
• 可以根据改性途径和赋予的改性产物功能 分为三个方面：
• 第一，有机改性剂在颗粒表面的覆盖，以 提高无机粉体在有机基体中的分散性和界 面结合强度； • 第二，通过化学沉积或机械力化学作用将 固体小颗粒（子颗粒）或均一物质膜在较 大颗粒表面（母颗粒）均匀包覆形成复合 颗粒，从而赋予复合颗粒新的功能； • 第三，采用高能电晕放电、紫外线照射或 等离子辐射等方法在颗粒表面形成不饱和 程度大的电子层或化学键，从而提高颗粒 表面活性以及与其他物质的界面结合程度。
K. Yanagimoto a,∗, K. Majimab, S. Sunada b, T. Sawadaa
a Sanyo Special Steel Co. Ltd., 672-8677 Himeji, Japan b Faculty of Engineering, Toyama University, 930-8555 Toyama, Japan
• The structure of the nickel rich surface differed with the treatment conditions. For acetic acid treated powder prepared in heated solution, a nanocrystalline nickel layer was formed at the surface. In the absence of any auxiliary conductivity additives, discharge capacity of this powder was improved to 254 mAh/g versus 52 mAh/g for non-treated powder and 62 mAh/g for hydrochloric acid treated powder.
• 静电分散作用：通过表面改性使颗粒的荷 电量增大；通过表面改性改变颗粒表面性 质，消除液桥力的影响。 • 降低纳米粉体的团聚度、提高其流动性
合金粉末真空雾化设备
Effects of surface modification on surface structure and electrochemical properties of Mm(Ni,Co,Mn,Al)5.0 alloy powder
超细粉体表面包覆与改性
• 超细粉体表面是指表面的一个或几个原子 层，有时指厚度达几微米的表面层。表面 是体相结构的终止，表面向外的一侧没有 近邻原子，表面原子有一部分化学键形成 悬空键。 • 超微粉体内部的三维周期势场在表面中断 ，表面原子的电子状态也和体内不同，然 而表面不是体相结构的简单终止。由于超 微粉体表面有悬空键，因而有剩余成键能 力。为了使表面能降低，所有超微粉体的 表面原子都会离开它们原来在体相中应占 的位置而进入新的平衡位置，发生弛豫和 重构。因此导致颗粒表面有很高的活性。
表面改性目的
• 改变颗粒表面的晶体结构(表面无定形化)、 溶解性能、化学吸附和反应活性(增加表面 的活性点或活性基点)等。
• 具体：
• 超声波利用超声空化时产生的局部高温、 高压或强冲击波和微射流等，较大幅度地 弱化超微粒子间的超微作用能，有效地防 止超微粒子团聚而使之充分分散。 • 辐照技术将高能射线与物质相互作用时， 在极短的时间内即把自身的能量传递给介 质，使介质发生电离和激发等变化。 • 采用等离子体方法处理无机粉体，使表面 引入活性基团或使表面包覆聚合物，提高 与聚合物的黏合性、改善聚合物填充体系 的力学性能。