۱۴ روش پوشش‌دهی سطحی پودرهای فوق ریز
پودرهای فوق ریز معمولاً به ذراتی با اندازه ذرات میکرومتر یا نانومتر اطلاق می‌شوند. در مقایسه با مواد معمولی فله‌ای، آنها سطح ویژه بزرگتر، فعالیت سطحی و انرژی سطحی بالاتری دارند، بنابراین خواص نوری، حرارتی، الکتریکی، مغناطیسی، کاتالیزوری و سایر خواص عالی را نشان می‌دهند. پودرهای فوق ریز در سال‌های اخیر به عنوان یک ماده کاربردی به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و به طور فزاینده‌ای در زمینه‌های مختلف توسعه اقتصادی ملی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
با این حال، به دلیل مشکلات منحصر به فرد تجمع و پراکندگی پودرهای فوق ریز، آنها بسیاری از خواص عالی خود را از دست داده‌اند که کاربرد صنعتی پودرهای فوق ریز را به طور جدی محدود می‌کند.
روش‌های پوشش سطح پودرهای فوق ریز
1. روش اختلاط مکانیکی. از نیروهای مکانیکی مانند اکستروژن، ضربه، برش و اصطکاک برای توزیع یکنواخت اصلاح‌کننده روی سطح بیرونی ذرات پودر استفاده کنید، به طوری که اجزای مختلف بتوانند برای تشکیل یک پوشش به یکدیگر نفوذ و پخش شوند. روش‌های اصلی که در حال حاضر استفاده می‌شوند عبارتند از سنگ‌زنی گلوله‌ای، سنگ‌زنی همزن و ضربه جریان هوای پرسرعت.
2. روش واکنش فاز جامد. چندین نمک فلزی یا اکسید فلزی را طبق فرمول مخلوط و آسیاب کنید و سپس آنها را کلسینه کنید تا مستقیماً از طریق واکنش فاز جامد، پودرهای پوشش داده شده فوق ریز به دست آورید.
3. روش هیدروترمال. در یک سیستم بسته با دما و فشار بالا، از آب به عنوان واسطه برای به دست آوردن یک محیط فیزیکی و شیمیایی خاص که در شرایط فشار عادی قابل دستیابی نیست، استفاده می‌شود، به طوری که پیش ماده واکنش به طور کامل حل شده و به درجه خاصی از فوق اشباع می‌رسد و در نتیجه یک واحد رشد تشکیل می‌شود و سپس هسته‌زایی و تبلور برای به دست آوردن یک پودر کامپوزیت انجام می‌شود.
4. روش سل-ژل. ابتدا، پیش ماده اصلاح کننده در آب (یا یک حلال آلی) حل می‌شود تا یک محلول یکنواخت تشکیل شود و حل شونده و حلال هیدرولیز یا الکلی می‌شوند تا یک سل اصلاح کننده (یا پیش ماده آن) به دست آید. سپس ذرات پوشش داده شده پیش تصفیه شده به طور یکنواخت با سل مخلوط می‌شوند تا ذرات به طور یکنواخت در سل پراکنده شوند و سل برای تبدیل به ژل تحت عملیات قرار می‌گیرد و در دمای بالا کلسینه می‌شود تا پودری با پوشش اصلاح کننده روی سطح به دست آید و در نتیجه اصلاح سطح پودر حاصل شود.
5. روش رسوب. یک رسوب دهنده را به محلولی حاوی ذرات پودر اضافه کنید، یا ماده‌ای را اضافه کنید که می‌تواند باعث تولید رسوب دهنده در سیستم واکنش شود، به طوری که یون‌های اصلاح شده تحت یک واکنش رسوبی قرار گیرند و روی سطح ذرات رسوب کنند و در نتیجه ذرات را بپوشانند.
6. روش انعقاد ناهمگن (همچنین به عنوان “روش هتروفلوکولاسیون” شناخته می‌شود). روشی که بر اساس این اصل پیشنهاد شده است که ذرات با بارهای مخالف روی سطح می‌توانند یکدیگر را جذب کرده و منعقد شوند.
7. روش پوشش میکروامولسیون. ابتدا، پودر فوق‌العاده ریز مورد نظر برای پوشش‌دهی توسط هسته آب ریز تهیه شده توسط میکروامولسیون نوع W/O (آب در روغن) تهیه می‌شود و سپس پودر با پلیمریزاسیون میکروامولسیون پوشش داده شده و اصلاح می‌شود.
8. روش هسته‌زایی غیر یکنواخت. طبق نظریه فرآیند تبلور LAMER، لایه پوشش توسط هسته‌زایی و رشد غیر یکنواخت ذرات اصلاح‌کننده روی ماتریس ذرات پوشش داده شده تشکیل می‌شود.
9. روش آبکاری شیمیایی. این روش به فرآیند رسوب فلز با روش شیمیایی بدون اعمال جریان خارجی اشاره دارد. سه روش وجود دارد: روش جایگزینی، روش آبکاری تماسی و روش کاهش.
10. روش سیال فوق بحرانی. این یک فناوری جدید است که هنوز در دست تحقیق است. در شرایط فوق بحرانی، کاهش فشار می‌تواند منجر به فوق اشباع شود و می‌تواند به نرخ فوق اشباع بالایی دست یابد، به طوری که حل‌شونده جامد از محلول فوق بحرانی متبلور می‌شود.
11. رسوب بخار شیمیایی. در دمای نسبتاً بالا، گاز مخلوط با سطح زیرلایه واکنش می‌دهد و باعث می‌شود برخی از اجزای موجود در گاز مخلوط تجزیه شوند و پوششی از فلز یا ترکیب روی زیرلایه تشکیل دهند.
12. روش انرژی بالا. روش پوشش‌دهی نانوذرات با استفاده از مادون قرمز، فرابنفش، اشعه گاما، تخلیه کرونا، پلاسما و غیره، در مجموع به عنوان روش انرژی بالا شناخته می‌شود. روش انرژی بالا اغلب از برخی مواد با گروه‌های عاملی فعال برای دستیابی به پوشش سطحی نانوذرات تحت عمل ذرات پرانرژی استفاده می‌کند.
13. روش تجزیه حرارتی اسپری. اصل فرآیند، اسپری کردن محلول مخلوطی از چندین نمک حاوی یون‌های مثبت مورد نیاز به داخل یک مه، ارسال آن به یک محفظه واکنش گرم شده تا دمای تعیین شده و تولید ذرات پودر کامپوزیت ریز از طریق واکنش است.
14. روش میکروکپسولاسیون. روشی برای اصلاح سطح که یک فیلم یکنواخت با ضخامت مشخص روی سطح پودر را می‌پوشاند. اندازه ذرات میکروکپسول‌هایی که معمولاً تهیه می‌شوند 2 تا 1000 میکرومتر و ضخامت ماده دیواره 0.2 تا 10 میکرومتر است.