一般來講，粒徑為1-100μm之間的粉體為微米粉體，0.1-1μm之間的為亞微米粉體，1-100nm之間的為納米粉體，而將粒徑小於10μm的粉體稱為超細粉體。
超細粉體又稱納米粉體，是指粉體的粒度處於納米級（1~100nm）的一類粉體。超細粉體通常可以採用球磨法、機械粉碎法、噴霧法、爆炸法，化學沉積法等方法製備。
隨著比表面積的增加,表面層原子數量增加到一定程度引起結構與性質的質變,出現久保效應等。超細粉體能夠從空氣中吸附大量的水，在其表面形成羥基層和多層物理吸附水。
超細粉體的團聚機理：超細粉體通過其表面結構的調整是不會導致顆粒間的團聚。其團聚力來源於外來的作用力，在外來物質的作用下，粉體間的作用力才會由排斥變為吸引，且作用力增加到越過勢壘，因而導致超細粉體的團聚。表面羥基層的形成,一方面使表面結構發生變化,減少了表面因弛豫現象而出現的靜電排斥作用;另一方面,導致羥基間的范德華力、氫鍵的產生,使粉體間的排斥力變為吸引力,也會導致團聚。
基本介紹
- 中文名：超細粉體
- 外文名：Ultra-fine powder or Nano-powder
- 別名：納米粉體
- 作用：可以製備各種性能優異的材料
簡介,分類,製備方法,檢測方法,技術難點,
簡介
20世紀80年代,超細粉末逐漸發展起來,日趨成為各國研究的重點.所謂超細粉體是指尺度介於分子,原子與塊狀材料之間,通常泛指1~100nm範圍內的微小固體顆粒.包括金屬,非金屬,有機,無機和生物等多種材料顆粒.
隨著物質的超細化,其表面電子結構和晶體結構發生了變化,產生了塊狀材料不具備的表面效應,小尺寸效應,量子效應和巨觀量子隧道效應,從而使超細粉體與常規顆粒材料相比具有一系列優異的物理,化學性質.超細粉體有許多獨特性能，主要如下：
(1)比表面積大；(2)熔點低；(3)磁性強；(4)活性好；(5)光吸收好；(6)熱導性能好
分類
各行業由於超細粉體的用途和製備方法等不同，而對超粉體作出不同的劃分。
目前，比較一致認同和較為合理的劃分：
（1）細粉體-粒徑為：10～45um；
（2）微粉體-粒徑為：1～10um；
（3）亞微米粉體-粒徑為：0.1～1um；
（4）納米粉體-粒徑為：0.001-0.1um
超細粉體技術是20世紀70年代中期發展起來的新興學科，超細粉體幾乎套用於國民經濟的所有行業。它是改造和促進油漆塗料、信息紀錄介質、精細陶瓷、電子技術、新材料和生物技術等新興產業發展的基礎，是現代高新技術的起點。
然而，對於某一特定的超細粉體，僅上述劃分是不夠準確的，一般超細粉體的粒徑分布呈常態分配規律。例如：一種超細粉體，有70%小於1um，屬於亞微米粉體，還有30%大於1um屬於微米粉體，如何確定上述粉體是微米或者亞微米粉體？
應該從某種物料的套用角度出發，採用D95粒徑的體積分數或D97粒徑的體積分數，甚至D50粒徑的體積分數小於某一值來定義是屬於微米粉體或亞微米粉體或納米粉體。
為了敘述的便利，對金屬或非金屬礦物加工而言，一般認為粒徑D97≤10um的粉體為超細粉體。
製備方法
目前，製備無團聚超細粉體的方法有兩種，一種是在真空或者惰性氣體保護下製備，超細粉體在乾燥、潔淨、惰性氣體或者真空中是不會發生團聚；另一種是對超細粉體進行表面改性，如表面包覆碳層、表面包覆羥基物質在超細粉體表面形成羥基禁止層，可以有效地製備無團聚超細粉體。
檢測方法
目前，用於超細粉體粒度尺寸檢測的方法主要有以下幾種：
（1）透射電鏡觀察法
用透射電鏡可直接觀察納米粒子平均直徑或粒徑的分布，是一種顆粒度觀察測定的絕對方法，因而具有可靠性和直觀性。
原理：首先將超細粉體製成的懸浮液滴在帶有碳膜的電鏡用銅網上，待懸浮液中的載液，如乙醇，揮發後，放入電鏡樣品台，儘量多地拍攝有代表性的電鏡像，然後由這些照片來測量粒徑。
特點：這種方法非常直觀，但是測得的顆粒粒逕往往是團聚體的粒徑，因為在製備超微粒子的電鏡樣品時，有時很難使它們全部分散成一次顆粒，特別是納米粒子，結果在樣品銅網上往往存在一些團聚體，在觀測中容易把它們誤認為是一次顆粒。電鏡觀察法還存在一個缺點，就是測量結果缺乏統計性，這是因為電鏡觀察用的粉體是極少的，這就有可能導致觀察到的粉體的粒子分布範圍並不代表整體粉體的粒徑範圍。
（2）X射線衍射線寬法
X射線衍射線寬法是測定顆粒晶粒度的最好方法。當顆粒為單晶時，該法測得的是顆粒度。顆粒為多晶時，一該法測得的是組成單個顆粒的單個晶粒的平均晶粒度。這種測量方法適用於晶態的納米粒子晶粒度的測量。實驗表明晶粒度小於等於50nm時，測量值與實際值相近，反之，測量值往往小於實際值。
（3）比表面積法
通過測定粉體單位重量的比表團積Sw，可由下式計算納米粉中粒子直徑（設顆粒呈球形）：d=6/pSw。該法需要高真空和預先嚴格脫氣處理，控制測定精度的因素主要為顆粒的形狀及缺陷，如氣孔、裂縫等。這些因素造成測量結果的負偏差。
（1）透射電鏡觀察法
用透射電鏡可直接觀察納米粒子平均直徑或粒徑的分布，是一種顆粒度觀察測定的絕對方法，因而具有可靠性和直觀性。
原理：首先將超細粉體製成的懸浮液滴在帶有碳膜的電鏡用銅網上，待懸浮液中的載液，如乙醇，揮發後，放入電鏡樣品台，儘量多地拍攝有代表性的電鏡像，然後由這些照片來測量粒徑。
特點：這種方法非常直觀，但是測得的顆粒粒逕往往是團聚體的粒徑，因為在製備超微粒子的電鏡樣品時，有時很難使它們全部分散成一次顆粒，特別是納米粒子，結果在樣品銅網上往往存在一些團聚體，在觀測中容易把它們誤認為是一次顆粒。電鏡觀察法還存在一個缺點，就是測量結果缺乏統計性，這是因為電鏡觀察用的粉體是極少的，這就有可能導致觀察到的粉體的粒子分布範圍並不代表整體粉體的粒徑範圍。
（2）X射線衍射線寬法
X射線衍射線寬法是測定顆粒晶粒度的最好方法。當顆粒為單晶時，該法測得的是顆粒度。顆粒為多晶時，一該法測得的是組成單個顆粒的單個晶粒的平均晶粒度。這種測量方法適用於晶態的納米粒子晶粒度的測量。實驗表明晶粒度小於等於50nm時，測量值與實際值相近，反之，測量值往往小於實際值。
（3）比表面積法
通過測定粉體單位重量的比表團積Sw，可由下式計算納米粉中粒子直徑（設顆粒呈球形）：d=6/pSw。該法需要高真空和預先嚴格脫氣處理，控制測定精度的因素主要為顆粒的形狀及缺陷，如氣孔、裂縫等。這些因素造成測量結果的負偏差。
技術難點
超微粉體的生產難點主要是粒徑分布的均一性、料體的分散性、很容易團聚、粉體的壓制性能差等。
1、超微粉體的粒徑分布越小越好,性能越穩定。
2、超微粉體的因為粒徑小，表面積比大，容易出現團聚現象。因此解決團聚問題是超微粉體的一大難點
3、超細粉體與傳統的粉體相比，表面活性高，其存儲和運輸比較困難和危險。
4、超細粉體的粒徑越小，粉體的流動性越差，很容易產生搭橋，團聚現象，使得粉體的壓制性能下降，壓制的坯體彈性後效比較大，脫模後容易開裂。
