14 métodos de revestimento superficial de pó ultrafino

Os pós ultrafinos referem-se geralmente a partículas com um tamanho de partícula de micrómetros ou nanómetros. Comparativamente aos materiais convencionais a granel, apresentam uma maior área superficial específica, atividade superficial e maior energia superficial, apresentando excelentes propriedades óticas, térmicas, elétricas, magnéticas, catalíticas e outras. Os pós ultrafinos têm sido amplamente estudados como materiais funcionais nos últimos anos e têm sido cada vez mais utilizados em diversas áreas do desenvolvimento económico nacional.

No entanto, devido aos problemas específicos de aglomeração e dispersão dos pós ultrafinos, estes perderam muitas das suas excelentes propriedades, o que restringe seriamente a sua aplicação industrial.

Métodos para o revestimento da superfície de pós ultrafinos

1.º Método de mistura mecânica. Utiliza forças mecânicas como a extrusão, o impacto, o cisalhamento e a fricção para distribuir uniformemente o modificador na superfície exterior das partículas de pó, de modo a que os vários componentes possam penetrar e difundir-se uns nos outros para formar um revestimento. Os principais métodos atualmente utilizados são a moagem por esferas, a moagem por agitação e o impacto com fluxo de ar de alta velocidade.

2.º Método de reação em fase sólida. Misturar e moer diversos sais ou óxidos metálicos de acordo com a fórmula e, em seguida, calciná-los para obter diretamente pós revestidos ultrafinos através de reação em fase sólida.

3.º Método hidrotérmico. Num sistema fechado de alta temperatura e alta pressão, a água é utilizada como meio para obter um ambiente físico e químico especial, inalterável em condições normais de pressão, de modo a que o precursor da reação seja completamente dissolvido e atinja um certo grau de sobressaturação, formando assim uma unidade de crescimento, e depois nucleando e cristalizando para obter um pó composto.

4.º Método sol-gel. Em primeiro lugar, o precursor modificador é dissolvido em água (ou solvente orgânico) para formar uma solução uniforme, e o soluto e o solvente são hidrolisados ​​ou alcoolizados para obter um sol modificador (ou o seu precursor); Em seguida, as partículas revestidas pré-tratadas são misturadas uniformemente com o sol para que as partículas sejam uniformemente dispersas no sol, e o sol é tratado para ser convertido num gel e calcinado a alta temperatura para obter um pó revestido com um modificador na superfície, conseguindo assim a modificação da superfície do pó.

5.º Método de precipitação. Adicionar um precipitante a uma solução que contenha partículas de pó, ou adicionar uma substância que possa desencadear a geração de um precipitante no sistema reacional, de modo a que os iões modificados sofram uma reação de precipitação e precipitem na superfície das partículas, revestindo-as.

6.º Método de coagulação heterogénea (também conhecido como “método de heterofloculação”). Um método proposto baseado no princípio de que partículas com cargas opostas na superfície podem atrair-se e coagular.

7.º Método de revestimento por microemulsão. Primeiramente, o pó ultrafino a revestir é preparado pelo pequeno núcleo de água fornecido pela microemulsão do tipo A/O (água em óleo) e, em seguida, o pó é revestido e modificado por polimerização em microemulsão.

8.º Método de nucleação não uniforme. De acordo com a teoria do processo de cristalização LAMER, a camada de revestimento é formada pela nucleação não uniforme e crescimento das partículas modificadoras na matriz de partículas revestidas.

9.º Método de deposição química. Refere-se ao processo de precipitação de metais por método químico sem aplicação de corrente externa. Existem três métodos: método de substituição, método de deposição por contacto e método de redução.

10.º Método do fluido supercrítico. É uma tecnologia nova, ainda em investigação. Em condições supercríticas, a redução da pressão pode levar à sobressaturação, podendo atingir uma elevada taxa de sobressaturação, de modo a que o soluto sólido cristalize a partir da solução supercrítica.

11.º Deposição química de vapor. A uma temperatura relativamente elevada, o gás misturado interage com a superfície do substrato, fazendo com que alguns componentes do gás misturado se decomponham e formem um revestimento metálico ou composto sobre o substrato.

12.º Método de alta energia. O método de revestimento de nanopartículas utilizando infravermelhos, ultravioleta, raios gama, descarga de corona, plasma, etc. é coletivamente designado por método de alta energia. O método de alta energia utiliza frequentemente algumas substâncias com grupos funcionais ativos para obter o revestimento da superfície das nanopartículas sob a ação de partículas de alta energia.

13.º Método de decomposição térmica por pulverização. O princípio do processo é pulverizar uma solução mista de vários sais contendo os iões positivos necessários numa névoa, enviá-la para uma câmara de reação aquecida a uma temperatura definida e gerar partículas finas de pó composto através da reação.

14.º Método de microencapsulação. Um método de modificação de superfícies que cobre uma película uniforme com uma determinada espessura na superfície do pó. O tamanho de partícula das microcápsulas geralmente preparadas é de 2 a 1000 μm, e a espessura do material da parede é de 0,2 a 10 μm.