在不同的应用领域,对超细粉体特性有不同的要求。在所有反映超细粉体特性的指标中,粒度显然是受关注的指标之一,加工.不够重视应用过程中的其他性能指标。
对于一般的超细粉体,我们默认粉体在形态上大致是球形的,其中粒度.纯度.表面性能是评价粉体性能的三个重要方面。
1.粒度
粉末粒度和形态是其主要的性能评价指标。常用的测试方法有筛分法.光学显微镜.电子显微镜.重力沉降.离心力沉降.激光衍射等。(7种检测图像超细粉体粒度的方法)。其中,电子显微镜和图像显微镜。.光衍射.电子显微镜对于特殊形态的颗粒和需要准确测量表面几何特征的异形粉体非常有效。
值得注意的是,在粒度检测过程中,要注意分散强度和介质的影响,这对密度很大或很轻.水敏性物质应考虑分散介质的选择。复粒是影响粒度准确测定的关键因素,可利用分散强度降低复粒假粒径的负面影响。
2.纯度
粉末的纯度应包括粒度纯度.对表面成分有特定要求的相纯度和表面成分纯度。
粒度纯度与一般粉体未分级时的粒度组成相比呈正态分布,高性能粉体对粒度组成的要求往往单一,如2μm占98%实际上是粒度纯度的表征。
从功能的角度来看,相同的粉末应该是相同系列的不同粉末,如石英和非晶二氧化硅。由于矿物本身的共生性,.加工过程中有意无意的外来物质混合,如多种变化.添加剂等,会导致粉末物相不单一。因此,相纯度是粉末颗粒物相组成的指标,非单相粉末应视为混合粉末。
3.表面特性
(1)比表面积
粉末的比表面积与其粒径有关,并决定了粉末改性剂的用量。球形颗粒的比表面积可以根据其粒径来计算,通常用于粉末.静态吸附法,也有精度稍低的通过法。异形粉体的粒径计算误差较大,而硅藻土等多孔粉体的粒径计算误差较大.沸石.海泡石.坡缕石等,要注意区分内外比表面积的比例。
(2)表面能(机械活化能)
相当一部分加工后的粉末机械能转化为固体表面张力.晶格缺陷.位错.非晶层.微裂纹等,应统称为机械活化能,目前研究较多的是固体表面张力,常用表面物理化学方法来测定。
(3)表面结构.成分与官能团
超细粉体的部分功能主要依靠表面特性,由表面结构完成.成分和官能团支配。粉末的表面特征差异很大,主要采用现代表面/界面理论、谱学和微束手段研究表面原子位型.结合强度.化学键性.官能团类型等。常用的研究方法有电子显微技术.电子衍射.光电子能谱.离子中和谱.红外光谱.拉曼谱.俄歇电子能谱等。
电子扫描化学分析可用于细磨过程中颗粒表面原子成分和粉末表面污染的特性(ESCA)等。
(4)表面亲和力
主要与表面官能团有关,如表面官能团外端有OH-.H2O等多表现为亲水性,表面官能团外端C等基团表现出一定的亲油性。
大多数矿物粉体表现为亲水性,亲和力的差异主要是由于表面官能团的不同类型和功能基团的不同类型。表面亲和力可以用润湿角或铺展系数来表示。由于测量方法的限制,渗透速度或分散性也可以快速测量。
(5)表面电性和表面吸附
表面电性是表面官能团荷电和介质中荷电不平衡的表现。表面电性是粉末的吸附.凝聚.分散的主要原因。粉末表面电性可用。Zeta测定电位仪。
表面吸附的结果多种多样,如表面污染.团聚.分散.吸气-吸水率等。
此外,粉末性能指标中还有一些重要的介质参数,如分散性(特别是在非水系统中,如油墨).涂料.釉料.油漆等特别重要).孔隙率.稳定性.吸油率.电导率.pH值等。