一文全面了解超细粉体的表面包覆技术

众所周知，超细粉体（通常是指粒径在微米级或纳米级的粒子）具有比表面积大、表面能高及表面活性大等特点，因而具有许多大块材料难以比拟的优异的光、电、磁、热和力学性能。然而由于超细粉体的小尺寸效应、量子尺寸效应、界面与表面效应以及宏观量子隧道效应，使其在空气中和液体介质中容易发生团聚，若不对其进行分散处理，则团聚的超细粉体就不能完全保持其特异性能。
据了解，对超细粉体进行分散处理的有效途径是对其进行表面改性。近年来，粉体表面改性技术成为人们关注的热点技术之一。其中，表面包覆改性是表面改性技术中重要的一种。包覆，又被称为涂覆或涂层，是利用无机物或有机物对矿粒表面进行包覆以达到改性的方法。
粉体的表面包覆是根据需要在其表面引入一层包覆层，这样改性后的粉体可以看成是由“核层”和“壳层”组成的复合粉体。通过在粉体表面涂敷一层化学组成不同的覆盖层，能够使其具有生物兼容性，提高其热、机械及化学稳定性，改变其光、磁、电、催化、亲水、疏水以及烧结特性，提高其抗腐蚀性、耐久性和使用寿命等。
超细粉体包覆技术所形成的核/壳结构是一种新型的复合结构，据了解，目前对于其形成机理，学者们的观点主要有静电相互作用、化学键合、过饱和度、吸附层媒介等。
1)库仑静电引力相互吸引机理。这种观点认为，包覆剂带有与基体表面相反的电荷，靠库仑引力使包覆剂颗粒吸附到被包覆颗粒表面。
2)化学键机理。通过化学反应使基体和包覆物之间形成牢固的化学键，从而生成均匀致密的包覆层。包覆层与基体结合牢固，不易脱落，但需要基体表面具备一定的官能团。
3)过饱和度机理。这种机理从结晶学角度出发，认为在某一pH值下，有异相物质存在时，如溶液超过它的过饱和度就会有大量的晶核立即生成，沉积到异相颗粒表面形成包覆层，此时晶体析出的浓度低于溶液中无异相物质时的浓度。这是由于在非均相体系的晶体成核与生长过程中，新相在已有的固相上成核或生长，体系表面自由能的增加量小于自身成核(均相成核)体系表面自由能的增加量，所以分子在异相界面的成核与生长优先于体系中的均相成核。
超细粉体表面包覆的基本原则
在复合材料的设计中重要的技术问题就是材料的界面结合。复合粉体的终性能取决于包覆层与芯核及其界面结合状况。要想得到优良的界面结合，就必须考虑以下几方面的因素：
1)满足相间热力学的共容性；
2)满足相间热力学的共存性；
3)包覆层与芯核间有较好的润湿性。
超细粉体的表面包覆方法
目前关于超细粉体的表面包覆技术根据不同方式有几种分类方法。如按照反应体系状态可分为：固相包覆法、液相包覆法、气相包覆法；按壳层物质性质分为：金属包覆法、无机包覆法和有机包覆法；按照包覆性质可分为：物理包覆法和化学包覆法等等。