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除了粒度，超細粉體還有哪些性能評價指標？

不同應用領域，對超細粉體特性的要求各不相同，在所有反映超細粉體特性的指標中，粒度顯然是最受關注的一項指標，而對加工、應用過程中的其他性能指標則重視不夠。對于一般的超細粉體，我們默認為粉體在形態上大致是球形的，其中，粒度、純度、表面性能是評價粉體性能的三個重要方面。1、粒度粉體粒度和形態是其最主要的性能評價指標，常用的測試方法有篩分法、光學顯微鏡、電子顯微鏡、重力沉降、離心力沉降、激光衍射等（超細粉體粒度檢測的7大方法）。其中，電子顯微鏡和圖象顯微鏡、光衍射、重力沉降是最常用的，而對特殊形態的微粒以及需要準確測定表面幾何特征的異形粉體，電子顯微鏡是非常有效的乎段。值得注意的是，粒度檢測時要注意分散強度和分散介質的影響，對于密度很大或很輕、水敏性物質要考慮分散介質的選用。復粒是影響粒度準確測定的關鍵因素，可運用分散強度來降低復粒假粒徑的負面影響。2、純度粉體的純度應包括粒度純度、相純度和對表面成分有特定要求的表面成分純度。粒度純度是相對于一般的粉體在未分級時粒度組成呈正態分布而言，高性能粉體對粒度的組成要求往往是單一的，如2μm占98%實際上是一種粒度純度的表征。從功能的角度看，組成相同的粉體應是同一系列的不同粉體，如石英和非晶二氧化硅。由于礦物本身的共生、伴生以及加工過程中有意和無意的外來物質的混入如多型改變、助劑等，會造成粉體物相的不單一。因此，相純度是表征粉體微粒物相組成的指標，非單一相組成的粉體應看成是混合粉體。3、表面特性（1）比表面積粉體的比表面積與其粒徑有關，并決定粉體改性劑的用量。對球形顆粒可依據其粒徑計算其比表面積，一般粉體常采用動、靜態吸附法，也有精度稍低的透過法。對異形粉體用粒徑計算法誤差較大，而對那些內有多孔狀粉體，如硅藻土、沸石、海泡石、坡縷石等，要注意區分內外比表面積的比例。（2）表面能（機械活化能）經加工后的粉體有相當部分機械能轉化為固體表面張力、晶格缺陷、位錯、非晶層、微裂紋等，應統稱為機械活化能，當前研究得較多的是固體表面張力，它常用表面物理化學的方法來測定。（3）表面結構、成分與官能團超細粉體的部分功能主要靠表面特性來完成，這種特性又由表面結構、成分和官能團所支配。粉體的表面特征差異是很大的，主要采用現代的表面/界面理論和譜學與微束手段來研究表面原子位型、結合強度、化學鍵性、官能團種類等。常用的研究手段有電子顯微技術、電子衍射、光電子能譜、離子中和譜、紅外（反射）光譜、拉曼譜、俄歇電子能譜等。對顆粒表面原子成分及粉體在細磨過程中表面污染的特性分析可采用電子掃描化學分析（ESCA）等。（4）表面親和性它主要與表面官能團有關，如表面官能團外端帶有OH-、H2O等多表現為親水性，表面官能團外端帶有C等基團則表現出一定的親油性。多數礦物粉體表現為親水性，親和能力的差異主要是由于表面官能團類型的不同以及作用對象的功能基團種類不同。表面親和性可用潤濕角或鋪展系數來表示。由于測定方法的局限，也可用滲透速度或分散性來快速測定。（5）表面電性與表面吸附表面電性是表面官能團荷電及在介質中荷電不均衡的表現，表面電性是粉體發生吸附、凝聚、分散的主要原因。粉體表面電性可用Zeta電位儀測定。表面吸附所表現的結果是多樣的，如表面污染、團聚、分散、吸氣-吸水率等。另外，粉體性能指標中還有些比較重要的介質參數，如分散性（特別是在非水體系中如油墨、涂料、釉料、油漆等尤為重要）、孔隙率、穩定性、吸油率、電導率、pH值等。

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超細氧化鋁粉體有哪些高端應用領域？

超細氧化鋁粉體是現代工業中不可缺少的重要材料，氧化鋁粉體超細微化后，其表面電子結構和晶體結構都發生了變化，產生了宏觀物體所不具有的表面效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應，并具有高強度、高硬度、抗磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、絕緣性好、表面積大等優異的特性，目前已在生物陶瓷、精密陶瓷、化工催化劑、稀土三基色熒光粉、集成電路芯片、航空光源器件等方面得到了廣泛的應用。1、陶瓷材料和復合材料在常規陶瓷添加超細氧化鋁粉體可改善陶瓷的韌性，降低燒結溫度，由于超細氧化鋁粉體的超塑性，解決了低溫塑料對其應用范圍限制的不足，因此在低溫塑性陶瓷中得到了廣泛的應用。利用超細氧化鋁粉體還可以合成新型的具有特殊功能的復合陶瓷材料及鋁合金超細復合材料。其中以SiC-Al2O3超細復合材料最為顯著，其抗彎強度從單相碳化硅陶瓷300-400MPa提高到1GPa，材料的斷裂韌性提高幅度也在40%以上。超細氧化鋁還可作為彌散強化和添加劑，如鑄鐵研具鑄造時以超細氧化鋁粉體作為變質形核，耐磨性可提高數倍以上。2、表面防護層材料由超細氧化鋁粒子組成的新型極薄的透明材料，噴涂在金屬、陶瓷、塑料及硬質合金的表面上，可提高表面的硬度、耐腐蝕性和耐磨性，并且具有防污、防塵、防水等功能，可以解決現代工業生產中易磨損部件、易腐蝕管道而間接影響設備使用壽命和加工產品精度等問題。因此可應用于機械、刀具、化工管道等的表面防護。其中超細氧化鋁陶瓷涂層刀具結合了陶瓷材料和硬質合金材料的優點，在擁有與硬質合金材料相近的強韌性能的同時、耐磨性大大提高，能達到未涂層刀具的幾倍到幾十倍，并且使加工效率顯著提高。3、催化劑及其載體超細氧化鋁孔徑分布良好，孔容高、表面積高達60-400m2/g，表面原子配位不全等導致表面有很多失配鍵、欠氧鍵，且隨著粒徑的減小，表面光滑程度變差，形成了凸凹不平的原子臺階，增加了化學反應的接觸面，是理想的催化劑或催化劑載體，超細氧化鋁粒子負載Co-Mo催化劑的HDS活性高于普通氧化鋁負載的Co-Mo催化劑的HDS活性。催化劑及載體中應用的主要是γ-Al2O3，廣泛應用于汽車尾氣凈化、催化燃燒、加氫脫硫、石油煉制、高分子合成等。4、生物及醫學材料超細氧化鋁生物陶瓷在生理環境中基本上不發生腐蝕，具有良好的結構相容性，新生組織長入多孔陶瓷表面上交連貫通的孔隙，與機體組織之間的結合強度較高，并且有強度高、摩擦系數小、磨損率低等特性。因此在臨床上應用比較廣泛，已用于制作承力的人工骨、關節修復體、牙根種植體、折骨夾板與內固定器件等，還成功地進行了牙槽脊擴建、頜面骨缺損重建、五官矯形與修復等。目前，正在重點研究用于人造氣管等軟組織材料，以及模擬生物肌體功能、人工智能方面的生物陶瓷材料。5、半導體材料超細氧化鋁粉體具有非常大的表面積及界面，對外界環境濕氣十分敏感，環境溫度的變化迅速引起表面或界面離子價態和電子輸送的變化。在濕度30-80%范圍內，超細氧化鋁交流阻抗呈線性變化，響應速度快、可靠性高、靈敏度高、抗老化壽命長、抗其它氣體的侵蝕和污染、在塵埃煙霧環境中能保持檢測精度，是理想的濕敏傳感器和濕電溫度計材料。另外，超細氧化鋁是常用的基片材料，具有良好的電絕緣性、化學耐久性、耐熱性、抗輻射能力強、介電常數高、表面平整均勻、成本低等優勢，可用于半導體器件和大規模集成電路的襯底材料，廣泛應用微電子、電子和信息產業。6、光學材料納米級的氧化鋁可以吸收紫外光，并且在某些波長光的激發下可以產生出與粒子尺寸相關波長的光波。可用作緊湊型熒光燈中熒光粉層的保護涂膜，還可和稀土熒光粉復合制成熒光燈管的發光材料，提高燈管壽命。超細氧化鋁同時也是優良的抗紫外線吸收劑，在緊湊型熒光燈中加入超細γ-Al2O3粉體可降低燈管光衰，提高燈管合格率。氧化鋁顆粒表面包敷一層對身體無害的高聚物也可加入防曬油和化妝品中。正是由于超細氧化鋁粉體與常規顆粒相比具有一系列優異的電、磁、光、力學和化學宏觀特性，因此近年來世界各地將制備高純超細氧化鋁粉末作為新材料領域研究的主攻方向之一。

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像做塑料那樣制備碳酸鈣！這項研究在《自然》刊登！

碳酸鈣，俗稱灰石、石灰石、石粉、大理石等，是地球上常見物質之一，存在于霰石、方解石、白堊、石灰巖、大理石、石灰華等巖石內，亦為動物骨骼或外殼的主要成分，同時它也是重要的建筑材料，工業上用途甚廣。此外，高品質的碳酸鈣單晶（俗稱為冰洲石），具有強烈雙折射功能和最大的偏振光功能，常用于光學工業中的偏光棱鏡和偏光片，是制造天文用的太陽黑子儀、微距儀中的重要材料。目前實驗室或工業上要合成碳酸鈣這類無機物，通常會采用過飽和溶液結晶方法。一般認為在溶液中某處高濃度離子的位點上，原本分散的鈣離子和碳酸根離子會相互“伸手”通過離子鍵迅速聚集在一起，形成納米尺寸的晶核，然后周圍的離子再逐步從溶液中“跑”到晶核表面實現晶體生長。但由于在這個過程中產生的晶核很多并且很難控制，所以無法形成少量的大晶體，而是大量的微小晶體。打個比方，日常生活中遇到的降雪和冰雹現象就是大氣中水汽（云）的結晶，但空中的每一朵云可以變成無數雪片和冰雹顆粒，但不太可能只變成一個巨大的雪塊或冰塊。其實，在高分子塑料的制備過程中，就會出現類似的情形，當“一團物質”形成后，各個分子先各自就位然后一起相互“伸手”構建出大塊材料。那為什么我們很容易地就調控塑料的形成過程呢？這就是封端劑在發揮作用了，它會先搶占分子用于相互連接的位置，這就好比給分子暫時套上了“終止符”，先阻止它們的相互“牽手”。這個戴上“終止符”的物質被稱為單體或寡聚體。而這些單體或寡聚體可以被人為濃縮后，先形成材料的雛形后再通過去除“終止符”來控制單體或寡聚體一起相互“牽手”變成大塊物質，也就是我們常說用于塑料制備的高分子聚合反應。

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