机械分散法是什么 有哪些优缺点

机械分散是借助外界剪切力或撞击力等机械能使纳米粒子在介质中充分分散的一种方法。机械分散法有研磨、普通球磨、振动球磨、胶体磨、空气磨、机械搅拌等。普通球磨是一个圆筒形容器沿其轴线水平旋转，研磨效率与填充物性质及数量、磨球种类大小及数量、转速等很多因素有关，是最常用的机械分散方式，缺点是研磨效率较低。振动球磨是利用研磨体高频振动产生的球对球的冲击来粉碎粉体粒子的。这种振动通常是二维或者三维方向的，其效率远高于普通球磨。强烈的机械搅拌也是破碎团聚的有效方法，主要靠冲击、乾切和拉伸等作用来实现浆料的分散。

振动球磨的研磨效率较高，可以有效地降低粉体的粒径，提高比表面积。但粉体磨细到一定程度，再延长球磨时间，粉体粒径不会变化。这是由于细颗粒具有巨大的界面能，颗粒间的范德华力较强，随着粉体粒度的降低，颗粒间自动聚集的趋势变大，分散作用与聚集作用达到平衡，粒径不再变化。在球磨过程中常加入分散剂，使其吸附在粒子表面，不仅可以使球磨得到的粉体粒径更小，而且可以使浆料在较长时间内保持其稳定性。随球磨时间的增加，粉体的粒径逐渐减小，比表面积增大，球磨24h后粉体的平均粒径由初始的llOOnm降至430nm左右。当球磨时间超过24h后，球磨虽然仍能降低粉体的粒径，但对降低团聚程度的作用已不明显，因此适宜的球磨时间为24h。

尽管球磨是目前最常用的一种分散超细粉体的方法，但球磨也存在一些显著的缺点。最大的缺点就是在研磨过程中，由于球与球、球与筒、球与料以及料与筒之间的撞击、研磨，使球磨筒和球本身被磨损，磨损的物质进入浆料中成为杂质，这种杂质将不可避免地对浆料的纯度及性能产生影响。另外，球磨过程是一个复杂的物理化学过程，球磨的作用不仅可以使颗粒变细，而且通过球磨过程可能大大改变粉末的物理化学性质；例如，可大大提高粉末的表面能，增加晶格不完整性，形成表面无定形层。另外在一些情况下，粉体的化学成分因球磨而发生变化，如钛酸锐在水中球磨，由于Ba（OH）2的形成和溶解，使BaTiO3粉料中Ba离子遭受损失。