14 méthodes de revêtement de surface de poudre ultrafine

Les poudres ultrafines sont généralement des particules d’une granulométrie de l’ordre du micromètre ou du nanomètre. Comparées aux matériaux conventionnels en vrac, elles présentent une surface spécifique, une activité de surface et une énergie de surface supérieures, ce qui leur confère d’excellentes propriétés optiques, thermiques, électriques, magnétiques, catalytiques et autres. Ces dernières années, les poudres ultrafines ont été largement étudiées comme matériaux fonctionnels et leur utilisation est de plus en plus répandue dans divers secteurs du développement économique national.

Cependant, en raison de problèmes spécifiques d’agglomération et de dispersion, les poudres ultrafines ont perdu de nombreuses propriétés intéressantes, ce qui limite considérablement leur application industrielle.

Méthodes de revêtement de surface des poudres ultrafines

1. Méthode de mélange mécanique. Utiliser des forces mécaniques telles que l’extrusion, l’impact, le cisaillement et la friction pour répartir uniformément le modificateur sur la surface externe des particules de poudre, afin que les différents composants puissent pénétrer et se diffuser les uns dans les autres pour former un revêtement. Les principales méthodes actuellement utilisées sont le broyage à billes, le broyage par agitation et l’impact à flux d’air à grande vitesse.

2. Méthode de réaction en phase solide. Mélanger et broyer plusieurs sels ou oxydes métalliques selon la formule, puis les calciner pour obtenir directement des poudres enrobées ultrafines par réaction en phase solide.

3. Méthode hydrothermale. Dans un système fermé à haute température et haute pression, l’eau est utilisée comme milieu pour créer un environnement physique et chimique spécifique, impossible à obtenir dans des conditions de pression normales. Ainsi, le précurseur de réaction est entièrement dissous et atteint un certain degré de sursaturation, formant ainsi une unité de croissance, puis nucléé et cristallisé pour obtenir une poudre composite.

4. Méthode sol-gel. Le précurseur du modificateur est d’abord dissous dans de l’eau (ou un solvant organique) pour former une solution uniforme. Le sol et le solvant sont ensuite hydrolysés ou alcoolisés pour obtenir un sol modificateur (ou son précurseur). Les particules enrobées prétraitées sont ensuite mélangées uniformément au sol pour une dispersion uniforme. Le sol est ensuite transformé en gel, puis calciné à haute température pour obtenir une poudre enrobée d’un modificateur en surface, ce qui permet de modifier la surface de la poudre.

5. Méthode de précipitation. Ajouter un précipitant à une solution contenant des particules de poudre, ou ajouter une substance capable de déclencher la génération d’un précipitant dans le système réactionnel, afin que les ions modifiés subissent une réaction de précipitation et précipitent à la surface des particules, les enrobant ainsi.

6. Méthode de coagulation hétérogène (également appelée « méthode d’hétérofloculation »). Cette méthode repose sur le principe selon lequel des particules de charges opposées à la surface peuvent s’attirer et coaguler.

7. Méthode d’enrobage par microémulsion. La poudre ultrafine à enrober est d’abord préparée à partir du minuscule noyau d’eau fourni par la microémulsion eau-dans-huile (E/H), puis enrobée et modifiée par polymérisation en microémulsion.

8. Méthode de nucléation non uniforme. Selon la théorie du procédé de cristallisation LAMER, la couche d’enrobage est formée par la nucléation et la croissance non uniformes des particules modificatrices sur la matrice de particules enrobées.

9. Méthode de placage chimique. Il s’agit du procédé de précipitation des métaux par voie chimique sans application de courant externe. Il existe trois méthodes : la méthode de remplacement, la méthode de placage par contact et la méthode de réduction.

10. Méthode du fluide supercritique. Il s’agit d’une nouvelle technologie encore en cours de recherche. En conditions supercritiques, la réduction de la pression peut entraîner une sursaturation et atteindre un taux de sursaturation élevé, permettant ainsi la cristallisation du soluté solide à partir de la solution supercritique.

11. Dépôt chimique en phase vapeur. À une température relativement élevée, le mélange gazeux interagit avec la surface du substrat, provoquant la décomposition de certains de ses composants et la formation d’un revêtement métallique ou composite sur le substrat.

12. Méthode à haute énergie. Le revêtement de nanoparticules par infrarouge, ultraviolet, rayons gamma, décharge corona, plasma, etc. est collectivement appelé méthode à haute énergie. Cette méthode utilise souvent des substances possédant des groupes fonctionnels actifs pour réaliser le revêtement de surface des nanoparticules sous l’action de particules à haute énergie.

13. Méthode de décomposition thermique par pulvérisation. Le principe du procédé consiste à pulvériser une solution mixte de plusieurs sels contenant les ions positifs requis sous forme de brouillard, à l’envoyer dans une chambre de réaction chauffée à une température définie et à générer de fines particules de poudre composite par réaction.

14. Méthode de microencapsulation. Méthode de modification de surface qui recouvre la poudre d’un film uniforme d’une certaine épaisseur. La granulométrie des microcapsules généralement préparées est comprise entre 2 et 1 000 µm, et l’épaisseur de la paroi est comprise entre 0,2 et 10 µm.