溶胶-凝胶法中纳米钨粉团聚过程

化学方法制备纳米钨粉的过程中，从反应成核、晶核生长到前驱体的洗涤、干燥和煅烧等每一个阶段均有可能产生颗粒的团聚。通常将团聚分为3个过程。

在反应成核、晶核生长的过程中，由于晶粒很小，表面比原子数目增多，比表面积增大，同时存在大量的晶体缺陷，从而导致了大量的悬键和不饱和键，使得粒子的表面不同程度的带电，体系自由能很高。

对于固体微细颗粒，不能像液体那样自由改变表面形状而降低自由能，只能通过与周围的细粒相互黏附减少比表面积从而达到较为稳定的状态。这是液相法制备钨粉工艺中形成团聚的第一过程。由于固相颗粒间存在大量的液体介质，颗粒间又可产生排斥作用，这样的团聚过程是可逆的。形成团聚的第二过程发生在固液分离阶段。从液相中合成出的固相颗粒需要同液相分离，随着最后一部分液相的排除，在表面张力的作用下颗粒互相不断靠近，最后紧密地聚集在一起。

如果液相是水，由于前驱体含有大量的结构吸附水，同时还有大量的物理吸附水，在水分蒸发之初，前驱体体积的缩小等于蒸发出的液体体积，没有出现气液界面，故而不存在毛细作用。但随着水分的不断蒸发，凝胶间出现空隙，在空隙中形成大量的弯月液面，于是在凝胶网络之间产生巨大的毛细管力，使颗粒收紧聚集，从而形成团聚体。

如果液相中尚含有微量杂质盐类，则会形成盐桥把颗粒互相黏牢，这样的团聚过程是不可逆的，一旦生成就很难将团聚再彻底分开。从液相中合成粉料往往首先形成氢氧化物或盐类，需要通过煅烧才能转化成氧化钨粉末。煅烧温度和时间控制不合适会引起晶粒极度生长并在颗粒互相接触处发生烧结，同时会使第一、二过程中形成的团聚进一步加强，从而使已形成的团聚体结合得更牢固，形成所谓的硬团聚，这就是形成团聚的第三过程。为避免生成硬团聚，必须选择适当的煅烧制度。

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