液相沉积法表面包覆改性纳米陶瓷微粒及机理研究进展.docxVIP

液相沉积法表面包覆改性纳米陶瓷微粒及机理研究进展 液相沉积法表面包覆改性纳米陶瓷微粒及机理研究进展 液相沉积法表面包覆改性纳米陶瓷微粒及机理研究进展／谢凤宽等 液相沉积法表面包覆改性纳米陶瓷微粒及机理研究进展 谢凤宽，陈晓磊，庄书娟，李超 （装备再制造技术国防科技重点实验室，北京１０００７２） 介绍了纳米陶瓷微粒的液相沉积表面包覆改性方法，包括沉淀法、非均匀形核法、超声化学法、溶胶一凝 胶法、非均相凝聚法、化学镀法，指出了这些改性方法的优缺点及关键工艺条件，并综述了液相沉积法表面包覆改性的 纳米陶瓷微粒表面改性液相沉积 ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｕｒｆａｃｅＣｏａｔｉｎｇ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎａｎｏｃｅｒａｍｉｃ ＰａｒｔｉｃｌｅｓｂｙＬｉｑｕｉｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄＴｈｅｉｒ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ＸＩＥＦｅｎｇｋｕａｎ，ＣＨＥＮＸｉａｏｌｅｉ，ＺＨＵＡＮＧ Ｓｈｕｊｕａｎ，ＬＩＣｈａｏ （ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＲｅｍａｎｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７２） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｃｏａｔｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｎａｎｏｃｅｒａｍｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｙｌｉｑｕｉｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｓｏｎｏｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ，ｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ，ｈｅｔｅｒ— ｏｇｅｎｅｏｕｓ ｃｏｎｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｐｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｉｒｍｅｒｉｔｓａｎｄｄｅｍｅｒｉｔｓ ｋｅｙｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｃｏａｔｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｂｙｌｉｑｕｉｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｕｎｌｌｉｌａ— Ｋｅｙｗｏｒｄｓｎａｎｏｃｅｒａｍｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 覆改性，主要有机械混合法、超临界流体快速膨胀法、气相沉积 法、室温固相法和液相沉积法等［４］。其中液相沉积法有其独特自２０世纪９０年代中期，国际材料会议提出纳米微粒的表 的优点，更易于形成核一壳结构，包覆厚度可控，工艺和设备简面工程新概念以来，纳米微粒的表面改性已形成了一个新的研单，成本低廉等。常见的液相化学沉积法主要有沉淀法、非均匀 究领域。所谓表面改性就是用物理、化学方法对粒子表面进行形核法、超声化学法、溶胶一凝胶法、非均相凝聚法、化学镀法等处理，有目的地改变粒子表面的物理、化学性质，如表面原子层等。下面对这些方法进行逐一介绍。结构和官能团、表面疏水性、电性、化学吸附和反应特性等［１］。１．１ 对这个领域研究的意义在于：人们可以有更多自由度对纳米微沉淀法是将包覆物质的金属盐溶液加入到纳米陶瓷微粒的 粒表面进行改性，扩大纳米微粒的应用范围。通过对纳米微粒水悬浮液中，然后向溶液中加入沉淀剂使金属离子发生沉淀反 的表面改性，可以达到以下４个方面的目的［２］：①改善或改变纳 应，在纳米陶瓷微粒表面析出并对其进行包覆。常用的沉淀剂 米粒子的分散性；②提高微粒表面活性；③使微粒表面产生新的 有ＮＨｓ?ＨｚＯ、ＮＨｔＨＣ０３、ｐＨ缓冲液和尿素等。控制好体系物理、化学等新功能；④改善纳米粒子和其他物质的相容性。 中金属离子浓度、沉淀剂的剂量和释放速度是沉淀法包覆改性由于纳米陶瓷微粒在力学性能和烧结性能上具有很多优 的关键工艺。该方法的不足是反应周期较长，过程不易控制，包势Ｉｓ］，其作为增强相所制备的纳米复合材料具有高强度、高韧性覆层不均匀，包覆颗粒易形成团聚。Ｗａｎｇ等［５１利用沉淀法制和抗疲劳性好等特性。随着复合材料向着多功能化和高性能化发展，９０年代初，日本学者０．Ｋｕｂｏ提出“粒子设计”的新概念， 备了Ａｌｚ０３包覆纳米ＳｉＣ的复合粉体，反应以Ａ１Ｃｈ溶液为前当时应用于制备具有核一壳结构的聚合物微粒，后来，这种思想 驱体，ＮＨ。?Ｈ：Ｏ为沉淀剂，调节ｐＨ值９～１０，沉淀后得到 在不同领域得到推广应用。人们根据所要制备的结构材料或功Ａｌ（０Ｈ）ｓ包覆的复合粉体，经过煅烧得到Ａｌｚ０３包覆的纳