14 วิธีในการเคลือบผิวด้วยผงละเอียดพิเศษ
ผงละเอียดพิเศษมักหมายถึงอนุภาคที่มีขนาดอนุภาคเป็นไมโครเมตรหรือนาโนเมตร เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั่วไปจำนวนมาก ผงละเอียดพิเศษจะมีพื้นที่ผิวเฉพาะที่ใหญ่กว่า มีกิจกรรมพื้นผิว และพลังงานพื้นผิวที่สูงกว่า จึงแสดงคุณสมบัติทางแสง ความร้อน ไฟฟ้า แม่เหล็ก ตัวเร่งปฏิกิริยา และคุณสมบัติอื่น ๆ ที่ยอดเยี่ยม ผงละเอียดพิเศษได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในฐานะวัสดุที่ใช้งานได้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในสาขาต่าง ๆ ของการพัฒนาเศรษฐกิจระดับชาติ
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาการเกาะกลุ่มและการกระจายตัวที่ไม่เหมือนใครของผงละเอียดพิเศษ ทำให้สูญเสียคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ ซึ่งจำกัดการใช้งานผงละเอียดพิเศษในอุตสาหกรรมอย่างจริงจัง
วิธีการเคลือบผิวผงละเอียดพิเศษ
1. วิธีการผสมเชิงกล ใช้แรงทางกล เช่น การอัดขึ้นรูป แรงกระแทก การเฉือน และแรงเสียดทาน เพื่อกระจายตัวปรับเปลี่ยนบนพื้นผิวด้านนอกของอนุภาคผงอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้ส่วนประกอบต่าง ๆ สามารถแทรกซึมและแพร่กระจายเข้าหากันเพื่อสร้างการเคลือบ วิธีการหลักที่ใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ การบดด้วยลูกกลิ้ง การบดด้วยการกวน และการกระแทกด้วยกระแสลมความเร็วสูง
2. วิธีการปฏิกิริยาเฟสของแข็ง ผสมและบดเกลือโลหะหรือออกไซด์ของโลหะหลายชนิดตามสูตร จากนั้นเผาเพื่อให้ได้ผงเคลือบละเอียดมากโดยตรงผ่านปฏิกิริยาเฟสของแข็ง
3. วิธีไฮโดรเทอร์มอล ในระบบปิดที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง น้ำจะถูกใช้เป็นตัวกลางเพื่อให้ได้สภาพแวดล้อมทางกายภาพและเคมีพิเศษที่ไม่สามารถหาได้ภายใต้สภาวะความดันปกติ เพื่อให้สารตั้งต้นของปฏิกิริยาละลายหมดและไปถึงระดับความอิ่มตัวสูงสุดที่กำหนด จึงเกิดหน่วยการเจริญเติบโต จากนั้นจึงเกิดนิวเคลียสและตกผลึกเพื่อให้ได้ผงคอมโพสิต
4. วิธีโซล-เจล ขั้นแรก สารตั้งต้นของตัวดัดแปลงจะถูกละลายในน้ำ (หรือตัวทำละลายอินทรีย์) เพื่อสร้างสารละลายที่สม่ำเสมอ จากนั้นสารละลายและตัวทำละลายจะถูกไฮโดรไลซ์หรือทำให้เป็นแอลกอฮอล์เพื่อให้ได้ตัวดัดแปลง (หรือสารตั้งต้น) โซล จากนั้นอนุภาคเคลือบที่ผ่านการบำบัดเบื้องต้นจะถูกผสมอย่างสม่ำเสมอกับโซลเพื่อให้อนุภาคกระจายตัวสม่ำเสมอในโซล จากนั้นโซลจะถูกบำบัดให้เปลี่ยนเป็นเจล และเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ได้ผงที่เคลือบด้วยสารปรับเปลี่ยนบนพื้นผิว ซึ่งจะทำให้พื้นผิวของผงปรับเปลี่ยนได้
5. วิธีการตกตะกอน เติมสารปรับเปลี่ยนลงในสารละลายที่มีอนุภาคผง หรือเติมสารที่สามารถกระตุ้นการสร้างสารปรับเปลี่ยนในระบบปฏิกิริยา เพื่อให้ไอออนที่ปรับเปลี่ยนแล้วเกิดปฏิกิริยาตกตะกอนและตกตะกอนบนพื้นผิวของอนุภาค จึงทำให้อนุภาคเคลือบได้
6. วิธีการตกตะกอนแบบไม่สม่ำเสมอ (เรียกอีกอย่างว่า “วิธีการตกตะกอนแบบไม่สม่ำเสมอ”) วิธีการที่เสนอขึ้นโดยอาศัยหลักการที่ว่าอนุภาคที่มีประจุตรงข้ามบนพื้นผิวสามารถดึงดูดกันและจับตัวกัน
7. วิธีการเคลือบไมโครอิมัลชัน ขั้นแรก ผงละเอียดพิเศษที่จะเคลือบจะถูกเตรียมโดยแกนน้ำขนาดเล็กที่จัดทำโดยไมโครอิมัลชันประเภท W/O (น้ำในน้ำมัน) จากนั้นผงจะถูกเคลือบและดัดแปลงด้วยโพลีเมอไรเซชันไมโครอิมัลชัน
8. วิธีการสร้างนิวเคลียสที่ไม่สม่ำเสมอ ตามทฤษฎีกระบวนการตกผลึกของ LAMER ชั้นเคลือบจะเกิดขึ้นจากการสร้างนิวเคลียสที่ไม่สม่ำเสมอและการเติบโตของอนุภาคปรับเปลี่ยนบนเมทริกซ์ของอนุภาคที่เคลือบ
9. วิธีการชุบด้วยเคมี หมายถึงกระบวนการตกตะกอนโลหะด้วยวิธีเคมีโดยไม่ใช้กระแสไฟฟ้าภายนอก มีสามวิธี ได้แก่ วิธีการแทนที่ วิธีการชุบด้วยการสัมผัส และวิธีการลด
10. วิธีการของไหลเหนือวิกฤต เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ยังอยู่ในระหว่างการวิจัย ในสภาวะเหนือวิกฤต การลดความดันสามารถนำไปสู่การอิ่มตัวเหนือวิกฤต และสามารถบรรลุอัตราการอิ่มตัวเหนือวิกฤตที่สูง ทำให้สารละลายของแข็งตกผลึกจากสารละลายเหนือวิกฤต
11. การสะสมไอเคมี ที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง ก๊าซผสมจะทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของสารตั้งต้น ทำให้ส่วนประกอบบางส่วนในก๊าซผสมสลายตัวและสร้างชั้นเคลือบโลหะหรือสารประกอบบนสารตั้งต้น
12. วิธีพลังงานสูง วิธีการเคลือบอนุภาคนาโนโดยใช้รังสีอินฟราเรด อัลตราไวโอเลต รังสีแกมมา การคายประจุโคโรนา พลาสมา ฯลฯ เรียกรวมกันว่าวิธีพลังงานสูง วิธีพลังงานสูงมักใช้สารบางชนิดที่มีหมู่ฟังก์ชันที่ใช้งานได้เพื่อให้เกิดการเคลือบพื้นผิวของอนุภาคนาโนภายใต้การกระทำของอนุภาคพลังงานสูง
13. วิธีการสลายตัวด้วยความร้อนแบบพ่น หลักการของกระบวนการคือการพ่นสารละลายผสมของเกลือหลายชนิดที่มีไอออนบวกที่จำเป็นลงในละออง ส่งเข้าไปในห้องปฏิกิริยาที่ได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด และสร้างอนุภาคผงคอมโพสิตละเอียดผ่านปฏิกิริยา
14. วิธีไมโครเอ็นแคปซูเลชั่น วิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่เคลือบฟิล์มสม่ำเสมอด้วยความหนาที่กำหนดบนพื้นผิวของผง ขนาดอนุภาคของไมโครแคปซูลที่เตรียมโดยทั่วไปคือ 2 ถึง 1,000 μm และความหนาของวัสดุผนังคือ 0.2 ถึง 10 μm