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硕士研究生开题报告

目　　录

1文献综述

1.1我国稀土资源状况

我国稀土资源具有散布广，品种多，质量好的特点[1]。

内蒙古、四川、江西、山东、云南、浙江等省（自治区）都有丰硕的稀土资源。

专门是内蒙古包头市的白云鄂博稀土矿，其体味及储量都举世无双。

据发布资料显示，我国稀土工业储量为4300万吨（以REO计），远景储量为4800万吨，我国占全世界储量的%左右，居全世界之首。

我国稀土资源具有四大特点：

1）储量大。

据报导称远景储量为4800万吨，局世界首位；2）品种齐全。

常见矿物10多种，工业上经常使用的7种；3）散布广。

散布于20多个省（区）；4）质量好。

在7种工业矿物中有的以含有轻稀土（La、Ce、Pr、Nd）为主，有的以含有中稀土（Sm、Eu、Gd）为主，有的以含有重稀土（Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y）为主。

这些特点为我国大力进展稀土工业奠定了坚实的基础。

稀土新材料及其对氧化物颗粒性能的要求

21世纪，我国将大力进展电子信息、生物医药和新材料等高新技术产业，新材料将是整个高新技术产业的基础[2]。

稀土元素因其特有的电子层排列组态而带来的在光、电、磁等方面的特殊性能，可制备出许多不同用途的新材料，尤其是通过与其他金属和非金属形成各类各样的合金和化合物，可取得新的物理和化学性质，这些性质为稀土新材料的应用奠定了普遍的基础，因此稀土被誉为新材料的宝库。

稀土新材料被分为合金和非金属材料两类。

合金类有：

稀土永磁材料、稀土贮氢材料、稀土超磁致伸缩材料、磁光存储材料等；非金属类材料包括稀土陶瓷材料、稀土催化剂材料、稀土发光材料、稀土抛光材料、巨磁阻材料、磁致冷材料、光致冷材料等。

其中稀土陶瓷材料、稀土催化剂材料、稀土发光材料、稀土抛光材料是目前要紧的非金属类稀土新材料[3]。

稀土氧化物是制备非金属类稀土新材料的重要原材料。

为了最终所制的新材料达到预期的物理化学性能，就必需操纵材料的结构和组成，这就给作为原料的稀土氧化物的纯度和物理性能提出了不同的要求。

通过20连年的不懈尽力，我国的稀土分离技术已足够先进，稀土氧化物化学纯度方面的问题已经大体解决。

为了知足新材料用户对稀土氧化物物理特性的要求，我国稀土厂对物理性能的操纵技术需求迫切。

稀土氧化物颗粒性能操纵是稀土冶炼加工的最后一步，也是稀土新材料制备的开始，因此是连接稀本地货业与新材料的桥梁，对稀土工业和新材料工业均具有重要意义。

稀土陶瓷材料

稀土氧化物在精细陶瓷材料中的普遍应用只有近20年的时刻。

国内外广大陶瓷材料科研人员大量工作证明，稀土氧化物作为稳固剂、烧结助剂加入到不同的精细陶瓷材料中，能够极大的提高和改善某些结构陶瓷材料的强度、韧性等技术指标，降低其反映烧结温度，从而降低生产本钱；同时稀土氧化物也在半导体气敏元件材料、微波介质材料、压电陶瓷材料等功能陶瓷材料中起到超级重要的作用。

随着新型精细陶瓷材料技术的进展，陶瓷材料科研人员通过在精细陶瓷材料中引入各类稀土氧化物，大大提高并改善了陶瓷材料的性能，使稀土材料在精细陶瓷材料领域起到了愈来愈重要的作用。

郭瑞松[4]等人用复合烧结助剂降低氧化铝复相陶瓷（zirconia-toughenedaluminum，ZTA）烧结温度并维持优良力学性能，着重研究了不同稀土氧化物对材料烧结性、力学性能和显微结构的阻碍。

能够预见，随着稀土材料综合利用技术的开发，稀土将在以后精细陶瓷材料中会发挥愈来愈重要的作用。

但是，纳米稀土氧化物粉体与一般氧化物粉体相较较表现出显著不同的效应，如近来研究的纳米陶瓷具有超型性、高的断裂韧性、能降低烧结温度、提高烧结速度和更小的缺点尺寸从而以使陶瓷具有良好的机械性能和超塑性。

掺稀土的ZrO2是一种普遍应用的陶瓷材料，添加Y2O3、CeO2或La2O3等稀土氧化物的作用在于避免ZrO2高温相变和变脆，生成相变增韧陶瓷结构材料。

纳米Y2O3-ZrO2陶瓷具有很高的强度和韧性。

可用作刀具、耐磨零件，可制成陶瓷发动机部件；用于燃料电池作为固体电解质[5]。

因此纳米稀土陶瓷材料的制备技术研究成为当前的热点。

稀土催化材料

稀土既能够作为稀土钙钛矿催化剂的活性组分，也能够做贵金属催化剂载体的稳固剂和助催化剂，因此稀土氧化物在汽车尾气净化器、石油催化裂化、有机物催化聚合及化工等领域具有庞大市场前景。

专门是在汽车尾气净化器中的应用现已实现了产业化，对环境污染的改善大有帮忙。

据有关资料报导，世界汽车尾气净化催化剂市场的需求量以每一年7%的速度在不断增加。

全世界在2000年的汽车尾气催化剂中稀土用量为15500吨，估量到2020年将达到20000吨。

稀土在催化方面的作用要紧为：

1）提高催化剂的机械强度：

实验发觉不管是单一稀土氧化物，仍是复合稀土氧化都具有这种性质。

通常载体用氧化物处置以后，其机械强度可提高15%-25%。

2）提高催化剂的热稳固性：

在较高的温度下利用催化剂时，作为载体的γ-Al2O3在高温下发生相变会转化为没有活性的α-Al2O3，使其活性降低；同时在高温下，催化剂会发生收缩，使体积明显减小。

在催化剂中添加稀土氧化物如氧化镧或氧化饰后，能够起到稳固晶型结构和阻止体积收缩的双重作用。

3）提高催化剂的活性：

在空燃比转变时，专门是在缺氧的情形，稀土氧化物能释放出氧原子参加反映，可在短时刻内维持较高的催化能力。

其原理可用下式表示：

ReO2↔ReO2-x+

如CeO2在贫氧状态下放出O2，起到氧化的作用；在富氧状态下贮存O2，使空燃比A/F稳固在化学计量平稳周围，起到扩大空燃比的作用，维持催化剂的稳固性[6]。

4）改善催化剂的抗中毒能力，如提高抗钒、铅、硫等的能力，延长催化剂的利用寿命。

作为催化剂活性组分或添加剂的稀土氧化物的物理化学性能对催化剂的性能具有专门大的阻碍作用。

张磊等[7]以适当比例的（NH4）HCO3和NH3·H2O混合溶液作为沉淀剂取得的前躯体在低的焙烧温度下就能够够形成铈、锆氧化物固溶体，所取得的铈、锆复合氧化物具有高比表面积和高储氧量。

从而提高催化剂的催化性能。

稀土抛光材料

随着光电子技术的进展，新型高性能、高周密、高集成的光电子系统不断涌现，对光学抛光技术及抛光材料提出了更高的要求。

稀土抛光粉是一种高效优质的抛光材料，普遍应用于电视显象管、眼镜片、光学玻璃、航空玻璃、集成电路基板、液晶显示器及各类宝石等制品的抛光。

赵修剪[8]等研究发觉抛光性能与抛光粉的颗粒形状有关，晶面完整性越好，棱角越清楚，其抛光效率越高，利用寿命越长。

经不同工艺制备的抛光粉（如CeO2）表现出完全不同的抛光性能。

CeO2抛光粉通太高温淬冷处置后，CeO2颗粒表面显现了许多明显的裂纹，其硬度增加，脆性增强，颗粒内部缺点增多，抛光进程中更易于露出新鲜棱角，其抛光能力增强。

抛光粉阻碍抛光成效的几个要紧特点：

1）化学性质：

稀土抛光粉的要紧成份是稀土氧化物，其中CeO2是要紧抛光成份。

另为F、SO42-是改变抛光粉晶形、颜色和抛光能力的要紧元素之一。

化学活性是指在抛光进程中与玻璃表面形成吸附等化学作用的性质。

2）物理性质：

稀土抛光粉的物理性质要紧包括真比重、粒度、颜色、硬度、比表面、悬浮性、结构、晶形等。

3）氧化铈的纯度、硬度、粒度：

阻碍抛光成效的特性中，氧化铈的纯度、硬度、粒度是最要紧的因素。

以前通常以为氧化铈的纯度越高，抛光力越大，但并非全都如此。

决定氧化铈抛光材料粒子硬度的煅烧温度条件、粒度散布对抛光成效阻碍更大。

其中粒度是阻碍抛光力的要紧因素，操纵制造条件能够取得大小不同的粒度。

粒度大的适合高速抛光（通常的光学元件、眼镜片等的抛光）粒度小的适用于低速抛光（组合镜片、大尺寸镜片和特殊品的抛光）。

颗粒大小不均的抛光粉会致使工件表面显现纹路，阻碍表面光洁度。

稀土发光材料

物质发光机理大致分为两类：

一类是物质受热，产生热辐射而发光；另一类是物体受激发吸收能量而跃迁到激发态在返回基态的进程中，以光的形式放出能量。

以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。

稀土元素原子具有丰硕的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁制造了条件，从而取得了多种发光性能。

稀土是一个庞大的发光材料宝库，在人类开发的各类发光材料中，稀土元素都发挥着超级重要的作用。

通过能量转移制备稀土荧光材料，第一应选准稀土元素，第二是选择适当的配体，最后是采取适合的制备方式。

关于有利的能量转移应加以利用，如别的离子向稀土离子、配体向稀土离子的能量转移。

而关于只含一种稀土金属的荧光材料而言，那么应尽可能幸免离子间的能量转移，也确实是要避免离子团粒的形成，这就要求严格操纵材料中稀土的百分含量，使离子间距大于必然值。

另一方面，稀土含量越高荧光强度越大，为制备高稀土含量而又不显现浓度猝灭的稀土荧光材料，咱们有必要研究其合成方式。

稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相较，其发光效率及光色等性能都略胜一筹。

因此近几年稀土荧光材料的用途愈来愈普遍，年用量增加较快。

依照激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光（以紫外线或可见光激发）、阴极射线发光（以电子束激发）、

X射线发光（以X射线激发）和电致发光（以电场激发）材料等。

其中作为光致发光和阴极射线发光材料的稀土荧光粉与稀土氧化物的颗粒性能紧密相关[9,10]。

稀土永磁材料

稀土永磁材料[11]是以稀土合金化合物为基体，其磁性的来源与其合金化合物的磁性有关。

从金属原子结构来看，一方面电子围绕原子核作轨道运动，另一方面电子作自旋运动，相对应地产生了电子轨道磁矩和电子自旋磁矩，二者之和确实是原子的磁矩。

铁磁性金属原子与稀土金属原子都具有原子磁矩。

依照RKKY理论能够明白，过渡金属原子与稀土原子之间存在着特殊的间接互换作用，使3d电子自旋与稀土金属原子磁矩平行排列，形成铁磁性耦合现象，从而产生了自发磁化。

在稀土合金化合物中，稀土金属原子与磁性原子的磁矩组成铁磁性耦合，产生较高的饱和磁化强度。

稀土永磁材料一样具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积特点，它是一种不需要外部提供固定或不固定能量就能够产生必然磁化能的功能材料。

稀土永磁材料是以稀土金属原子与过渡金属原子所组成金属间合金化合物为基体的永磁材料，例如:

SmCo5稀土永磁材料是由1个钐（Sm）原子和5个钴（Co）原子组成的化合物SmCo5永磁，适应上称之为1:

5型Sm-Co永磁；Sm2Co17稀土永磁材料是由2个钐原子和17个钴原子组成的化合物Sm2Co17永磁，俗称2:

17型Sm-Co永磁；又如最新发明的NdFeB系稀土永磁材料，是以2个钕（Nd）原子、14个铁（Fe）原子和1个硼（B）原子组成的化合物Nd2Fe14B相为基体、含有少量第二相（富Nd相和富B相）的永磁材料。

通常上述三种以稀土金属化合物为基的永磁材料能够简称为稀土永磁。

惰性气体雾化法（IGA）[12]生产的各向同性稀土永磁粉末可用来制作各类磁体，这种方式的优势是适合批量（日产数吨）生产。

IGA生产的粉末一样为球形，很细（<1µm）的颗粒附在较大的颗粒上。

原生的表面氧化物（Nd203）层厚约15nm。

大多数粉末尺寸小于45µm。

关于不同的凝固条件，粉末有不同的尺寸散布。

不同的颗粒尺寸对应于不同的相结构和磁性能。

稀土氧化物的制备方式

纳米粉体的制备方式有很多，依照合成粉体的条件不同，可将制备方式分为气相法、液相法和固相法三类[13]

。

气相法要紧包括惰性气体冷凝法、溅射法、化学气相合成法、激光诱导气相沉积法、等离子气相合成法等。

一样而言，气相法所得粉体的纯度较高、团聚较少、烧结性能也较好，其缺点是设备昂贵、产量较低、不易普及。

固相法包括高能机械球磨法、深度塑性变形法等。

固相法所用设备简单、操作方便，但所得粉体往往纯度不够，粒度散布也较大，适用于要求比较低的场合。

液相法介于气相法和固相法之间，与气相法相较，液相法具有设备简单、无需高真空等苛刻物理条件、易放大等优势，同时又比固相法制备的粉体纯净、团聚少，很容易实现工业化生产。

目前国内外对纳米粉体液相制备法已开展了较多的研究工作，归纳起来有以下几种方式。

沉淀法

沉淀法是液相化学合成高纯度超细粉采纳的最普遍的方式[14-18]。

它是把沉淀剂（OH–,CO32-,SO42-,C2O42-等）加入金属盐溶液中进行沉淀处置，再将沉淀物过滤、干燥、焙烧以后就制得氧化物超细粉末，是典型的液相法。

沉淀法要紧用于制备纳米级金属氧化物粉末。

经常使用的沉淀法有直接沉淀法、共沉淀法、水解沉淀法、均相沉淀法、螯合物分解法等。

目前，在稀土氧化物的制备中业已实现工业化的工艺确实是沉淀法。

常见的为草酸沉淀、碳酸沉淀和氢氧化物沉淀法。

利用沉淀法制备稀土氧化物纳米粉体，具有设备简单易行，工艺进程易操纵，处置量大，原料的利用率高，母液可循环利用，排放量少，对环境无污染，易于商业化，具有工业推行价值。

但也存在一些缺点，如沉淀的过滤和洗涤比较困难，添加的沉淀剂易阻碍产品纯度，不同金属离子开始沉淀时的pH值不同或沉淀速度不同以致沉淀物不均匀等。

专门是在采纳沉淀法制备纳米级稀土氧化物工艺中，在沉淀反映、干燥、焙烧三个时期均会致使不同程度的团聚，使得最终产物的性能很难达到要求。

溶胶—凝胶法

溶胶-凝胶法（Sol-Gel）是指从金属的有机物或无机物的溶液动身，在低温下通过溶液的水解、聚合等化学反映，第一生成具有必然空间结构的凝胶，然后通过热处置或减压干燥，在较低的温度下制备出各类无机材料和复合材料的方式。

Sol-Gel方式的特点是用液体化学试剂（或将粉状试剂溶于溶剂中）或溶胶为原料,而不是用传统的粉状物体,反映物在液相下均匀混归并进行反映,反映生成物是稳固的溶胶体系,经放置一按时刻转变成凝胶,其中含有大量液相,需借助蒸发除去液体介质,而不是机械脱水。

溶胶-凝胶法反映温度较其他方式低,能形成亚稳态化合物,纳米粒子的晶型、粒度可控,且粒子均匀度高,纯度高,反映进程易于操纵,副反映少,并可幸免结晶等,从同一种原料动身，改变工艺进程即可取得不同的产品。

采纳Sol-Gel法能够生产很多种氧化物粉末,目前已报导的有莫来石、堇青石、尖晶石、氧化锆、氧化铝及复合粉末等[19]。

宛传浩等[20]以正丙醇锆、硝酸钇为原料,用Sol-Gel法制得纳米掺钇氧化锆（YSZ）粉末,其粒径在20～30nm。

CelineViazzi等[21]以溶胶-凝胶法制备了钇锆纳米氧化物。

朱文会等[22]利用FeCl3和NH3·H2O溶液,通过一系列的处置后取得粒经约40nm的Fe2O3纳米粒子。

另外，据有关文献[23,24]报导，利用此方式制备了纳米氧化铈。

水热法

水热法[25-27]是在特制的密闭反映器（如高压反映釜）里，采纳水溶液作为反映介质，通过对反映器加热，制造一个高温、高压反映环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解而且重结晶。

水热合成的大体原理是:

在必然的高温、高压下，一些氢氧化物在水中的溶解度大于相对应的氧化物的溶解度，于是氢氧化物溶入水中，同时析出氧化物。

所需的氢氧化物能够事前合成好后加到水热合成反映釜中再加温加压，也可将反映前躯体直接加到反映釜中高温、高压下即时生成，当场转化成氧化物。

水热法是制备结晶良好、少团聚的超细粉体的优选方式之一。

水热法制备纳米粉体，由于制备进程不需作高温灼烧处置，幸免了在此进程中可能形成的粉体硬团聚，制得的粉体纯度高，分散性好。

在制备进程中污染小，能量消耗少，但该方式设备要求苛刻，设备较贵，投资较大。

因此，目前采纳此方式制备纳米粉体的产业化很难实现。

微乳液法

微乳液法又称反向胶束法[28]，是一种最新的制备超细粒子的液相化学法。

所谓微乳液法是指两种互不相溶的液体组成的客观上均一，而微观上不均匀的混合物。

其中分散相以液滴的形式存在。

反映能够由别离包有两种反映物的微乳液混合使微乳液滴发生碰撞，反映生成沉淀；也能够是一种反映物微乳液与另一种反映物彼此作用生成沉淀。

由于微乳液极为微小，其中生成的沉淀颗粒也超级微小，而且均匀，因此最近几年来利用微乳液作为反映介质制备超细粒子愈来愈引发人们的研究爱好。

石硕等[29]成功地利用W/O微乳液法制备了粒径小于40nm的CeO2超细粒子。

团聚机理及操纵方式

粉末团聚是粉体粒子间自发进行的进程。

纳米粉末由于比表面积专门大,表面能高,粒子处于非稳固态,

因此有强烈的彼此吸引达到稳固的偏向。

因此在液相法制备超细颗粒的进程中就不可幸免地会产生团聚现象。

团聚分软团聚和硬团聚两种:

软团聚是颗粒间范德华力和库仑力所致,可通过一些化学作用或施加机械能的方式来排除；硬团聚体内除颗粒间的范德华力和库仑力外,还存在较强的作使劲。

硬团聚难以被破坏,它使粉体的应用成效变差,因此是粉体工程中力图排除的有害因素。

团聚进程及产生的缘故

所谓纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处置及寄存进程中彼此连接形成的由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象[30]。

依照形成的缘故，团聚一样分为软团聚和硬团聚[31,32]。

软团聚一样以为是由于粉体表面的原子、分子之间的静电力和库仑力所致，该团聚能够通过一些化学的作用或施加机械能的方式来排除；硬团聚除原子、分子间的静电力和库仑力之外，还包括液体桥力、固体桥力、化学键作使劲和氢键作使劲等[33]，因此硬团聚体在粉末的加工成型进程中其结构不易被破坏,而且将进一步恶化,致使粉体性能变差（二者结构比较如图所示[34]）。

另外，康仕芳等[35]人在不同的反映时期又将团聚分为核级团聚和粒级团聚。

研究者将晶核在长大之前因碰撞聚集长大的现象叫做核级团聚；而把生长中的颗粒间的团聚现象叫做粒级团聚。

形成的团聚体依照其致密程度，可分为多孔性聚结体和非多孔性聚结体[36]。

小的颗粒聚结到大的颗粒上以后，有可能通过表面反映、表面扩散或体积扩散而“溶合”到大颗粒当中，假设“溶合”速度专门快，即“溶合”反映所需时刻小于相邻颗粒第二次的有效碰撞距离时刻，那么会形成一个较大的单体颗粒；也可能只是在颗粒之间局部接触“溶合”，形成一个大的多孔的颗粒团聚体[37]。

在湿化学方式制备纳米粉体的进程中，从反映成核、晶核生长到前驱体的洗涤、干燥和煅烧等每一个时期均有可能产生颗粒的团聚。

通常将团聚分为三个进程。

在反映成核、晶核生长的进程中，由于晶粒很小，表面比原子数量增多,比表面积增大；同时存在大量的晶体缺点，从而致使了大量的悬键和不饱和键,使得粒子的表面积不同程度的带电，使得体系自由能很高。

依照热力学第二定律，恒温恒压下的自发进程老是向降低自由能的方向进行。

关于固体微细颗粒，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彼此粘附减少比表面

积从而达到较为稳固的状态。

这是液相法制备粉料工艺中形成团聚的第一进程，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，如此的团聚进程是可逆的。

形成团聚的第二进程发生在固液分离时期。

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份液相的排除，在表面张力作用下颗粒相互不断靠近，最后紧密地聚集在一路。

若是液相是水，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，没有显现气液界面，故而不存在毛细作用。

但随着水分的不断蒸发，凝胶间显现间隙，在间隙中形成大量的弯月液面，于是在凝胶网络之间产生庞大的毛细管力，使颗粒收紧聚集，从而形成团聚体；如液相中尚含有微量杂质盐类（氯化物、氢氧化物），那么会形成盐桥把颗粒相互粘牢。

如此的团聚进程是不可逆的，一旦生成绩很难将团聚再完全分开。

从液相中合成粉料往往第一形成氢氧化物或盐类，需要通过煅烧才能转化成氧化物粉末。

煅烧温度和时刻操纵不适合会引发晶粒极度生长并在颗粒相互接触处发生烧结，同时会使第一、二进程中形成的团聚进一步增强，从而使已形成的团聚体结合得更牢固，形成所谓的硬团聚。

这确实是形成团聚的第三进程。

为幸免生成硬团聚，必需选择适当的煅烧制度。

图粉末软团聚体与硬团聚体的结构a）软团聚体b）硬团聚体

软团聚成因

目前，研究者们以为软团聚的形成缘故大体一致，即软团聚是由颗粒之间的库仑力和范德华力所造成的[34]。

经典的DLVO理论[38]能够说明液相反映时期产生的软团聚。

溶胶在必然条件下可否稳固存在，取决于溶胶中分散相颗粒之间的彼此作用。

图为胶体体系中分散相颗粒间彼此作用能曲线。

横坐标表示颗粒间的距离，纵坐标表示溶胶中两分散相颗粒间的彼此作用势能。

曲线1表示颗粒间的彼此排斥势能

，曲线2表示颗粒间的彼此吸引势能

，曲线3为两颗粒间总的作用势能

。

当颗粒彼此接近时，吸引势能迅速增大，而排斥势能的转变那么比较慢一些。

一样来讲，总势能曲线存在一个最大值

，它组成了能量势垒。

能量势垒的大小是胶体体系是不是稳固存在的关键因素。

从液相中生成固相微粒后，由于布朗运动和正动运动的差遣（在搅拌结晶器中，Melis以为正动运动占主导地位）[39]，固体微粒彼此接近。

假设微粒有足够的动能能够克服阻止微粒发生碰撞在一路形成团聚体的能量势垒（或能量势垒很小乃至不存在），那么颗粒运动碰撞能够克服它形成软团聚。

形成软团聚的范德华力在单个原子（或分子）间是只存在于二者间距小于1nm之内，即不超过1-2个原子大小，因此是典型的短程力。

作为分子或原子的集合体的宏观颗粒间的分子吸引作用却能在100nm间距内表现出来，因此颗粒间的范德华力是典型的长程力[40]。

范德华力是原子或分子间的彼此作用、固体颗粒间的距离距离、固-固几何接触条件等因素的函数。

微细颗粒所受的范德华力要紧发生在颗粒与实验仪器、设备壁面间和颗粒彼此之间，其计算公式别离如下:

图胶体分散相颗粒间的彼此作用能量

（1）两等径颗粒（半径为R），当粒间距离h<

（2）球与平面之间的作用能及范德华引力：

（3）不同尺寸球形颗粒间的范德华力：

A——Hamaker（哈梅克）常数

粒间静电作用是颗粒在分散介质中相互接近到双电层开始交叠时产生的。

静电作用的起因主若是因扩散层中的各类粒子相互靠近而产生的彼此排斥（同号时）或彼此吸引（异号时）作用。

关于同质颗粒，这种静电作用恒表现为排斥力；关于不同质颗粒，静电作用可能是排斥力作用也可能是吸引作用，视二者表面荷电状况而异。

关于实际接触带电的情形，如颗粒与壁面之间的静电引力的计算式为：

别离为两种接触颗粒的电子亲和能，V。

固体颗粒彼此摩擦起电时，带电量为Q的颗粒与毗邻的不带电颗粒之间，由于诱导电荷发生彼此吸引力，该引力可通过经典的库仑方程求出：

——颗粒间距

——球形颗粒半径

——色散作用能系数

——密度（个数密度/m3；或质量密度，kg/m3）

——原子极化率c2m2J-1

——普朗克常熟，×10-34Js

ν——电子的旋转频率，关于原子ν=×1015s-1，h0ν=×10-18J

——自由空间的介电常数，ε0=×10-12C2/（J·m）

——范德华力发生的距离，一样为4×10-10m

——颗粒1，颗粒2的直径

硬团聚成因

到目前为止，有关硬团聚的形成缘故尚未一个统一的观点。

不同化学组成不同制备方式有不同的团聚机理，无法用一个统一的理论来讲明。

气相法制备超细粉末时，只要条件适当，不容易显现硬团聚；固相法和液相法制备超细粉末时，硬团聚一样出此刻粉体的分离和前驱体的处置时期。

关于硬团聚的成因要紧要有：

毛细管吸附理论、晶桥理论、氢键理论、化学键理论和表面原子扩散理论。

毛细管吸附理论[41]以为纳米粉体材料硬团聚产生的要紧缘故是因为排水进程中所引发的毛细管作用造成的。

含有分散介质的粉体在加热时吸附液体开始蒸发，随着分散介质的蒸发，颗粒之间的间距减小，在颗粒之间形成了连通的毛细管，随着介质的进一步蒸发，颗粒的表脸部份袒露出来。

而介质蒸汽那么从孔隙的两头出去，