專利名稱：用于干式粒化納米微粒的方法
技術領域：
本發明涉及一種納米尺寸微粒的無機粉末及其微米無機顆粒或毫米無機顆粒形式的封裝(packaging)。在本說明書的其余部分，術語納米微粒用于表示納米尺寸的微粒以及納米粉末用于表示由納米微粒構成的粉末。
背景技術：
在過去幾年，納米微粒由于其特殊的性質已經變得越來越廣泛。納米微粒在多個行業中用作原料或成品，例如航空(作為納米復合材料)、汽車(用于制造輪胎、涂料和催化劑)、能源(核、光伏、石化)、化妝品(作為結構劑或紫外線阻隔)、微電子(元件、工具)以及在食品加工中。然而，納米微粒也有很多缺點。這些缺點之一是，納米微粒具有自發地占據所有可用空間的性質。因此，它們傾向于瞬間懸浮在空氣中，因此可以很容易地通過空氣傳播到進入人體的途徑(鼻、嘴、耳等)。另一方面，但并不矛盾，由于其高表面能一些納米粉末傾向于自發團聚。這種特殊的自發團聚狀態導致粉末的流動性很差。其次，納米粉末必須非常小心地貯存以防止由于納米微粒的高表面反應性而總是存在的爆炸的風險。因為所有這些原因( 操作、貯存和安全)，一旦納米微粒已生產就必須封裝。封裝納米微粒主要有兩種方法:將納米微粒封裝在液相中，其由將納米微粒懸浮在多種特性的溶液中(水、醇、溶齊U、聚合物)組成，其中該溶液根據納米微粒將被應用為的隨后的變形而選擇；使納米微粒粒化，其由通過使納米微粒彼此團聚而形成微米尺寸的顆粒組成。將納米粉末封裝為懸浮液的形式是有吸引力的，但它不適合所有的制造商。事實上，在一些材料的生產過程中，必須添加干燥的材料。此外，產生的懸浮液需要較大質量的產品貯存和運輸。最后，一些納米粉末例如碳化物粉末可與水性溶劑或醇溶劑及時反應。因此,通常優選使納米粉末粒化來制約(condition)它們。粒化可通過干式或濕式而進行。對于干式粒化，不使用任何濕潤劑(液體或蒸汽)而得到顆粒。已知的干式粒化方法都是基于壓實/粉碎納米微粒的原理(文獻[I])，或至少基于預壓實納米微粒的原理(文獻[2])。因此，這些方法需要使用專門設計的部件以抵抗粒化步驟過程中施加的不同的機械負載。顆粒的機械強度通過由壓實或預壓實產生的微粒之間的間距減少和它們的接觸表面積增加的綜合效果而獲得。對于濕式粒化，通過向微粒中添加起粘合劑作用并產生微粒之間的鍵的濕潤劑(液體或蒸汽)而得到顆粒。濕式粒化有幾種方法。由混合納米粉末和液體組成的混合的粒化方法。這些方法不常使用，因為然后必須干燥中間產品，該步驟長且通常產生具有過量殘余水分的產品。此外，得到的顆粒往往太硬，并且它們的尺寸和組成太不均一。最后，使用的溶劑和有機粘合劑可能殘留在顆粒的組成中。因此，顆粒的組成不純。目前，最常使用的粒化方法是噴霧干燥(文獻[3]和[4])和冷凍干燥(文獻[5]和[6])以及流化床粒化(文獻[7]和[8])。然而，這三種粒化方法都具有應用復雜的缺點。這種使用的復雜性首先與必須在非常低的溫度下(在50° K下的液氮)，或非常高的溫度下(100°C 250°C)使用的溶劑和氣體的處理有關。此外，這些粒化方法都包括將納米微粒懸浮在可含有一種或幾種有機粘合劑的液體溶劑中的步驟。結果由此得到的所有顆粒都具有不可忽視的殘余溶劑含量。此外，由于此殘余溶劑含量，得到的微粒不總是具有合適的機械性質；因為由殘余的液體的存在誘導的毛細力，它們太易碎以至于不能操作或太硬。

考慮到根據現有技術的粒化方法的缺點，本發明人的目的是設計一種容易實施并能用于制備微米尺寸的微粒或毫米尺寸的微粒的粒化方法。

發明內容
此目的通過一種由納米尺寸的無機微粒團聚而形成微米尺寸的無機顆粒或毫米尺寸的無機顆粒的方法來實現，所述方法包括將一組納米尺寸的無機微粒添加到具有圓形或近似圓形的內壁表面的容器中，并通過使所述容器圍繞穿過所述容器的旋轉軸旋轉，使上述一組微粒沿所述內壁表面移動，其特征在于，使微粒移動是在干燥狀態下進行，且所述容器以恒定的速度持續旋轉連續的若干小時。根據本發明的粒化方法中的粒化在干燥狀態下進行，換言之，在不添加任何濕潤劑(液體或蒸汽)或任何其他有機粘合劑的情況下進行從微粒狀態到顆粒狀態的改變。當所述容器旋轉時，上述微粒相對于所述容器的內壁表面移動并在該壁上“滾動”。所述容器的理想旋轉速度將使得微粒在上述容器壁的內表面上合乎需要地滾動。請注意，如本領域技術人員所知，如果所有微粒都沿上述容器壁的內表面移動，顯然必須使所述容器旋轉，然而像在濕式粒化的情況下一樣，旋轉速度還必須小于臨界速度(稍后將在本說明書中進一步討論)；該臨界速度往往取決于加入到容器中的微粒的特性(它們的組成)，因此，必須通過實驗來確定。高于該臨界速度，作用在微粒上的離心力太大以至于微粒不能沿內壁表面移動。優選地，還避免稍低于該臨界速度范圍內的速度(本領域技術人員能夠確定速度范圍)；在這些旋轉速度下，上述微粒將沿內壁表面移動，但不會必然地形成“組”，因為然后一些微粒傾向于從上述組中脫離，然后掉落，因此使其他微粒分散，并因此干擾上述一組微粒的移動。優選地，選擇所述容器的旋轉速度，使得當停止時，與所述一組微粒所采取的形式相比較，所述一組微粒通過沿容器壁的內表面分散而移動。優選地，選擇旋轉速度，使得所述一組微粒沿所述容器壁的內表面分散，從而微粒與壁以及與其他微粒之間的摩擦力和重力大于施加在上述微粒的離心力。有利地，所述容器的旋轉速度在臨界速度的25% 40%之間，該臨界速度對應于在該速度下雖然容器仍在旋轉，但所述一組微粒不再沿內壁表面移動的旋轉速度。在該臨界速度下，所述一組微粒不再在上述容器壁的內表面上滑動，而是所有微粒都與其一起旋轉。請注意，在前面的描述和下面的描述中，應用于微粒的術語“尺寸”指這些微粒的最大維度(dimension);應用于微粒的術語“納米”意為小于100納米的尺寸；應用于微粒的術語“微米”意為I微米和I毫米之間(不包括本數)的尺寸；應用于微粒的術語“毫米”意為I毫米和10毫米之間的尺寸。可使用下面的過程來確定基本微粒(未處理的粉末)的尺寸。首先，使用給出微粒的表面積/重量的比(單位mVg4)的BET (Brunauer7Emmet和Telier)法來測量微粒(或顆粒)的比表面積。然后使用提供每單位體積的微粒重量的氦測比重法來測量粉末微粒的密度。氦比重儀使用已知質量的樣品的非常精確測量的體積來確定分割的或多孔的固體材料的密度。最后，假設各微粒是球形的，計算平均粒徑。微粒尺寸優選通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察來確定。容器的旋轉軸優選位于內壁表面的圓形截面或近似圓形截面的中心。所選擇的容器可以是任何具有圓形內壁表面或近似圓形內壁表面的容器，只要該內壁表面由耐微粒磨 損的材料制成。有利地，所述容器因此可由金屬、玻璃、陶瓷或聚合物制成。有利地，所述容器可以是內部體積在形狀上是球形或圓柱形的任何容器。所述容器可以是在化學實驗室里經常使用的玻璃圓底燒瓶類型(例如Quickfit 燒瓶)或圓柱體，例如圓柱形罐。優選所述容器是封閉的，從而防止微粒意外地從容器中逸出，并且還優選所述容器是不漏的。在多種實施方式中，所述容器的旋轉軸可傾斜于水平方向。因而，它可以以相對于水平方向大于O且小于或等于90°的角傾斜，優選傾斜角小于或等于80°。請注意，可通過使對象圍繞旋轉軸旋轉的任何已知的技術手段使所述容器旋轉；例如，它可以是其上放置有容器的輾輪式攪拌機(那么該容器的形狀是圓柱形或球形)或固定到容器上的轉子等。根據本發明的粒化方法的優點之一是它可用于通常用于濕式粒化的裝置中，例如轉鼓裝置(粒化鼓)或轉板(rotating plate)裝置(轉盤(rotating dish))。在這種情況下，一旦將微粒添加到裝置中，優選要小心關閉裝置的入口和出口。例如對于轉盤，可在上述盤上使用蓋子以防止微粒逸出。同樣地，在由設置有凸緣(rim)的平面板構成的轉盤的情況下，上述盤的板相對于豎直方向傾斜，從而所有微粒都可被設置為在凸緣上移動，在這種情況下，上述凸緣形成具有圓形截面和近似圓形截面的內壁表面。另一方面，如果盤底部的形狀是球形的，那么將不需要使該盤傾斜。此外，如在濕式粒化過程中一樣，重要的是避免容器中裝有過多的微粒。優選容器的內部體積是添加到該容器中的所有微粒的體積的至少五倍。有利地，添加到上述容器中的微粒由無機材料制成。有利地，所述無機材料可以是氧化物、金屬或碳化物。所述無機材料可以是鈦氧化物、硅氧化物、鋁氧化物、碳化硅或碳化鈦。根據本發明的粒化方法可用于獲得特別令人關注的微米尺寸的顆粒或毫米尺寸的顆粒。因此，本發明還能應用于無機材料的微米顆粒或毫米顆粒，其特征在于，它僅由該無機材料的納米微粒構成，所述微粒彼此團聚。有利地，所述無機材料是氧化物、金屬或碳化物。有利地，所述無機材料是鈦氧化物、硅氧化物、鋁氧化物、碳化鈦或碳化硅(SiC)。優選所述無機材料選自二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或氧化鋁(Al2O3)。有利地，上述顆粒為球形或近似球形，并且具有納米尺寸的面。有利地，上述顆粒的堆密度是添加到容器中的任何一種微粒的堆密度的至少兩倍。得到的粒化后的粉末的堆密度是初始未粒化的粉末的堆密度的至少兩倍，并顯著優選更多倍。 根據本發明的方法能用于使用不添加任何粘合劑、溶劑(蒸汽或液體)且沒有任何壓實的干法的無機納米粉末(氧化物、金屬和碳化物)的粒化。此外，無需外部改變容器中的環境溫度或壓力。也不需要向容器中添加中性氣體或試劑。最后，不需要任何像在具有高剪切速率的攪拌機粒化機中使用的那些移動攪拌裝置(球等)。根據本發明的粒化方法能用于得到一定程度上具有納米結構面的球形的顆粒。在根據本發明的方法結束時得到的顆粒的特性主要取決于應用的粒化參數，即初始納米粉末的物化特性和結構特性、“粉末體積/容器內部容積”的比、容器的旋轉速度、容器的內部體積、制造容器的材料類型、旋轉時間、旋轉軸的傾斜角和使容器旋轉所使用的技術。取決于應用的粒化參數，顆粒一定程度上具有寬的尺寸分布，從幾十微米到幾毫米(至多7毫米)不等。粒化后的納米粉末的堆密度是能調節的，并且它能增加至初始堆密度的15倍。得到的粒化后的納米粉末保持其比表面積，并且通過超聲波處理容易地將顆粒分散在溶劑中。粒化后的納米粉末的流動性使得它能被篩分而不堵塞篩。最后，水分含量不高于未處理的納米粉末的初始水分含量。與在納米粉末領域中常規使用的其他方法相比，根據本發明的粒化方法的簡易性可預期該方法以低成本快速工業化和實施。目前正在開展由這些顆粒塑形為固體材料的測試。初步結果顯示，顯著改進操作的簡易性、降低貯存體積并簡化材料成形規程。正如我們剛才看到的，根據本發明的粒化方法的應用非常容易，但可能會誤導認為本方法對于本領域技術人員是顯而易見的。正如我們上面已提到的，納米粉末自然地傾向于團聚。這就是為什么本發明人為了本發明的目的而將自發的納米粉末團聚狀態(自發粒化)和誘導的粒化狀態之間進行區分的原因。因為根據顆粒是團聚物的定義進行該區分很重要。正如上文所提到的，納米粉末自然地為團聚物形式。然而，由自發的粒化產生的顆粒或團聚物仍然是粉末狀和揮發性的。通過本發明的粒化方法得到的顆粒是優選具有球形輪廓和形狀的微米尺寸的對象或毫米尺寸的對象。雖然納米粉末自然地傾向于團聚，但同時它們傾向于占據全部可用空間。眾所周知，對于溫度，納米粉末的性質傾向于像氣體一樣。換言之，熱運動傾向于使納米粉末晶粒占據整個給定體積。因此，想到在容 器中旋轉納米粉末可使自發形成的預團聚物密度增加是非顯而易見的，想到其可增加它們的尺寸從而形成具有幾微米尺寸的顆粒甚至是更非顯而易見的。納米粉末通常具有非常低的堆密度，對于大多數納米粉末該堆密度小于IOOg/I (即0.lg/cm3)。例如，由Degussa公司生產的編號P25的鈦氧化物TiO2是納米科學領域內非常廣泛使用的參考納米粉末，具有0.09g/cm3的堆密度。除了低的堆密度，納米粉末微粒之間的吸引力使得難以使大量的粉末(換言之，一組微粒)處于移動。此外，基本微粒的低質量意味著它們只具有低的動能。然而，動能對于使微粒靠近在一起并確保有足夠的有效的微粒碰撞以確保它們團聚來講是必要的。綜上所述，雖然微粒傾向于自發地團聚，但涉及如上面所述的其他物理現象。這就是為什么本領域技術人員從來沒想到通過旋轉納米粉末床的微粒的簡單移動可使它們粒化的原因。相反，很長時間以來，納米科學界一直在試圖開發用于粒化納米粉末的在一定程度上復雜的方法，而從來沒有想到本文描述的解決方案。閱讀與根據本發明的制備顆粒的實施例以及這些顆粒與等同的現成的顆粒的比較相關的以下描述后，將會更好地理解本發明。顯然，這些實施例僅作為本發明主題的示例而給出，并不以任何方式限制該主題。


圖1示意性地示出可用于根據本發明的粒化的裝置的第一實施例。圖2a 2c是使用常規照相機獲得的照片，上述照片示出根據本發明的方法的第一示例實施方式中使用的一堆100毫克的原料粉末(圖2a)和在圖1中示出的粒化裝置中旋轉6小時后得到的顆粒(圖2b和2c)。圖3a和3b示出通過掃描電子顯微鏡(SEM)得到的根據第一示例實施方式6小時后得到的顆粒的照片。圖4示出可用于根據本發明的粒化的裝置的第二實施例。圖5a 5c示出在掃描電子顯微鏡下觀察到的根據本發明的方法的第二示例實施方式不同粒化時間的顆粒的照片。圖6a和圖6b示出在掃描電子顯微鏡下以兩個不同的放大倍數觀察到的根據本發明的方法的第二示例實施方式4小時后得到的顆粒的照片。圖7a 7c示出在掃描電子顯微鏡下觀察到的原料粉末和根據使用本發明方法的第二實施方式分別粒化22小時和100小時后得到的顆粒的照片。圖8a 8c示出在掃描電子顯微鏡下觀察到的根據使用本發明方法的第二示例實施方式分別粒化22小時、100小時和120小時后得到的顆粒的照片。
具體實施例方式關于使無機納米粉末粒化的文獻的量極少，表明將它們制約成顆粒形式的難度。只有極少數使氧化物(Ti02、Si0jPAl2O3)納米粉末粒化的實例，并且據我們所知，還沒有由碳化硅類納米粉末的碳化物的成功粒化(除壓實粉碎外)。現在，我們將描述一些粒化實施例，并將它們與在文獻中發現的極少數的納米粉末顆粒進行比較，以使該發明處于其上下文中。選擇進行該比較的粉末是由Degussa供應的鈦氧化物納米微粒P25的粉末以及使用物理方法(激光熱解)合成的碳化硅納米微粒的粉末。因為現有技術中沒有微米或毫米尺寸的顆粒的實例，所以不能進行碳化硅的比較。

A.鈦氣化物P25的粒化鈦氧化物粉末P25是由納米尺寸的鈦氧化物微粒構成的粉末，這些微粒具有50m2/g(+/-15)的比表面積，21nm的平均直徑和在0.09 0.1 lg/cm3之間的堆密度。我們在現有技術中發現闡明用于使該鈦氧化物粉末P25粒化的兩種不同技術的兩項研究，即在Faure等人的研究(文獻[4])和在Moritz等人的研究中(文獻[6])的噴霧干燥粒化，以及在Moritz等人的研究中的噴霧冷凍粒化(文獻[6])。Faure等人使該納米粉末粒化開始于使用大量的分散劑(例如Dispex MO)制備TiO2納米粉末在水中的懸浮液。使用的比例是對于18升水中的10千克TiO2，分散劑為240克(干重)。由此得到的懸浮液必須進行篩分步驟，以去除可堵塞噴嘴的大團聚物。然后連續攪拌篩分后的懸浮液，直到它被加入到噴嘴干燥器裝置中。在這些條件下，Faure等人得到了大尺寸分散的(從11 μ m到87 μ m)且平均直徑(D50)為33 μ m的球形顆粒。在這些微粒中的殘余水分含量為2.5%。粒化后的納米粉末的密度從0.1 lg/cm3增加至0.69g/cm3。得到的顆粒通過超聲波處理容易地再分散在懸浮液中。幾乎所有的有機分散劑(Dispex 40)仍保留在顆粒中。因此，可以得出結論，該分散劑還起到有機粘合劑的作用，另一方面意味著，沒有粘合劑不能發生粒化。Moritz等人致力于通過冷凍干燥和噴霧干燥來粒化。他們使用具有不同質量含量(質量計從25% 45% )的粉末的懸浮液。在一些情況下，他們向懸浮液中添加質量計為4%的分散劑。
Moritz等人用兩種技術得到一定程度上壓實的球形顆粒。使用沒有分散劑的冷凍干燥粒化法，他們得到密度為0.18g/cm3 0.3g/cm3的粒化納米粉末。添加分散劑(在干燥階段還可起到粘合劑的作用)可將該密度增加至0.44g/cm3。通過噴霧干燥(具有粘合劑)得到的粒化后的納米粉末的密度，其等于0.75g/cm3,大于使用冷凍干燥粒化法得到的納米粉末的密度。通過噴霧干燥比通過冷凍干燥得到的球形顆粒似乎更緊密且具有更光滑的表面。根據Moritz等人所述，這通過以下事實來解釋:噴霧干燥促進在液體揮發過程中毛細力的出現。據他們所述，這些力使顆粒更加凝聚。在冷凍干燥的情況下，不存在這些力，只有小的物理力，例如倫敦/范德華(London/Van-der-Waals)類的力使顆粒凝聚。我們使用相同的商業粉末，即鈦氧化物粉末P25，以論證根據本發明的方法的效率。實施例Al在本發明的該示例實施方式中用于粒化的裝置示意性地示于圖1中。該裝置由定子4 (電動機的固定(靜止)部分)和轉子3 (電動機的移動部分)構成。在這種情況下，容器2是玻璃圓底燒瓶。該燒瓶固定在轉子3的末端并且圍繞旋轉軸5旋轉。計算添加到玻璃燒瓶中的鈦氧化物納米粉末P25的量，使得納米粉末約占該燒瓶內部體積的25%。上述轉子使燒瓶圍繞旋轉軸旋轉。轉子的旋轉軸可以以從水平至90° (包括本數)的角傾斜(在圖1中，燒瓶直接朝下)。在我們的示例實施方式中，使用的玻璃燒瓶的內部體積為2升，其內徑約為10厘米，在使用模式下其旋轉速度是每分鐘50轉。添加到燒瓶中的粉末質量為50g。燒瓶的旋轉時間固定為6小時。 燒瓶的壁引起納米粉末床移動。圖2a 2c是分別示出原料粉末(圖2a)和在上述粒化裝置中旋轉6小時后得到的顆粒(圖2b和2c)的三張照片。對于粒化后的粉末，用肉眼能區分兩個不同的顆粒群:“大”顆粒(圖2c)，構成得到的粒化后的粉末總質量的約10%，和“小”顆粒(圖2b)，表示其余得到的納米粉末，即得到的粒化后的粉末質量的約90 %。通過篩分可以將兩個群分離。增加粒化時間(換言之，玻璃燒瓶的旋轉時間)可減少“大”顆粒的數量。圖3a和3b示出在掃描電子顯微鏡下觀察到的6小時后得到的顆粒的照片。圖3a中示出的照片是大顆粒的照片。它示出具有在其中心處有裂紋的不規則表面、直徑約為2.7mm的近似球形的顆粒。該裂紋是顆粒形成機制的結果。在粒化開始時(第I小時)觀察到非常大且尺寸大大不同的顆粒(直徑大至Icm)形成 ，然后在反復撞擊的作用下，在整個過程中顆粒破裂。這些撞擊使顆粒密度增加。
圖3b中的照片示出小顆粒(粒化后的粉末質量的90% )。可以看出，小顆粒的尺寸分布為600μπι 1.2mm。此外，雖然“大”顆粒通常是球形，“小”顆粒更不規則。實施例A2用于該實施方式的粒化裝置不同于在前述實施例中使用的粒化裝置；該裝置示于圖4中。可以看出，我們使用了簡單的圓柱形罐作為容器2，在這種情況下，是由Curtec 生產的高密度聚乙烯密封罐。它的體積是5升，添加到其中的納米粉末的質量是200g(未示出)。將上述罐放在兩個橡膠涂覆的輥6上。一個輥是驅動輥，它圍繞其旋轉軸7旋轉，而另一個輥自由轉動。上述驅動輥使圍繞旋轉軸5旋轉的罐旋轉，并且該罐將相應地使另一個棍6旋轉。驅動輥的旋轉速度設置為每分鐘60轉。在第一次實驗過程中，我們使實驗繼續了 12小時，其中每小時停止旋轉罐一次以觀察粉末的狀況。我們觀察到，每小時停止旋轉罐一次然后打開罐觀察粉末，即使在12個一小時循環后也對粒化有負作用。雖然12小時后粉末的密度相對于初始粉末的密度增加了一倍，但仍不能觀察到根據本發明限定的顆粒。得到的粉末非常具有凝聚性(流動性非常差)并且呈粉末狀，即類似于初始粉末的狀態。我們進行了 4個相同的實驗，只改變粒化時間。粒化時間分別固定為4小時、24小時、48小時和72小時。如果旋轉不被中·斷，那么4小時后得到的粒化狀態類似于在第一粒化方法中觀察到的粒化狀態，沒有大顆粒。圖5a 5c示出在掃描電子顯微鏡(SEM)下以低放大倍數觀察到的在不同粒化時間后得到的顆粒的照片，即24小時后(圖5a，放大倍數23倍)、48小時后(圖5b，放大倍數50倍)，以及72小時后(圖5c，放大倍數22倍)。首先，觀察到顆粒的形狀類似于在第一實施方式中得到形狀(如實施例Al中所描述)。但是，觀察到微粒的表面更加粗糙，并且它們具有尖銳的邊緣。還觀察到顆粒的尺寸減少，具有細化的作為旋轉時間的函數的顆粒尺寸分布。對于粒化時間24小時、48小時和72小時，顆粒尺寸分布分別為300μπι lmm、100ym 700 μ m 和 200 μ m 500 μ m。我們以兩個不同的放大倍數(X200(圖6a)和X 50000(圖6b))拍攝了使用根據本發明的方法4小時后得到的顆粒的SHM照片。4小時后，我們得到尺寸為幾微米或甚至幾百微米的分散的且非團聚的顆粒。圖6a示出這些微米尺寸的顆粒中一個顆粒的SEM照片。更仔細地觀察，看出該顆粒是由納米尺寸的團聚晶粒構成。這兩張SEM照片還示出根據本發明得到的顆粒內部具有兩級組織(two-levelorganisation)。下表示出在恒定速度下不同粒化時間后，換言之，在時間O以及分別粒化4小時、30小時和72小時后得到的堆密度。
權利要求
1.一種通過使納米尺寸的無機微粒團聚來形成微米尺寸的無機顆粒或毫米尺寸的無機顆粒的方法，所述方法包括將一組納米尺寸的無機微粒(I)添加到具有圓形截面或近似圓形截面的內壁表面的容器(2)中，并通過使所述容器圍繞穿過所述容器(2)的旋轉軸(5)旋轉，使所述一組微粒沿所述內壁表面移動，其特征在于，使所述微粒移動是在干燥狀態下進行，且所述容器以恒定的速度持續旋轉連續的若干小時。
2.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，所述容器(2)的旋轉軸(5)位于所述內壁表面的圓形截面或近似圓形截面的中心。
3.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，所述容器的旋轉速度在臨界速度的25% 40%之間，所述臨界速度對應于在該速度下所述容器仍在旋轉，但所述一組微粒不再沿所述內壁表面移動的旋轉速度。
4.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，所述容器是封閉的容器。
5.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，所述容器的旋轉軸(5)傾斜于水平方向。
6.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，所述容器的內部體積是添加到所述容器中的所述一組微粒的體積的至少五倍。
7.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，所述容器的內部體積在形狀上是球形或圓柱形。
8.根據權利要求1所述的形成顆粒的方法，其中，添加到所述容器中的微粒由無機材料制成。
9.根據權利要求8所述的形成顆粒的方法，其中，所述無機材料是氧化物、金屬或碳化物。
10.根據權利要求9所述的形成顆粒的方法，其中，所述無機材料是鈦氧化物、硅氧化物、鋁氧化物、碳化硅或碳化鈦。
11.一種無機材料的微米顆粒或毫米顆粒，其特征在于，所述微米顆粒或毫米顆粒僅由該無機材料的納米微粒構成，所述微粒彼此團聚。
12.根據權利要求11所述的顆粒，其中，所述無機材料是氧化物、金屬或碳化物。
13.根據權利要求12所述的顆粒，其中，所述無機材料是鈦氧化物、硅氧化物、鋁氧化物、碳化鈦或碳化硅(SiC)。
14.根據權利要求13所述的顆粒，其中，所述無機材料選自二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或氧化鋁(Al2O3)。
15.根據權利要求11所述的顆粒，其中，所述顆粒為球形或近似球形，并且具有納米尺寸的面。
16.根據權利要求11所述的顆粒，其中，所述顆粒的堆密度是添加到容器中的任何一種微粒的堆密度的至少兩倍。
全文摘要
本發明涉及一種通過使納米微粒團聚來形成微米顆粒或毫米顆粒的方法。根據本發明，將一組納米微粒引入到包括具有圓形橫截面或基本圓形橫截面的內壁的容器中，并通過使所述容器圍繞橫切所述容器的旋轉軸旋轉，使所述一組微粒沿所述內壁移動。在干燥條件下使上述微粒移動，且所述容器以恒定的速度持續旋轉連續的若干小時。本發明還涉及僅由無機材料的納米微粒形成的無機材料的微米顆粒或毫米顆粒，所述微粒彼此團聚。
文檔編號B01J2/12GK103249479SQ201180058837
公開日2013年8月14日 申請日期2011年12月9日 優先權日2010年12月10日
發明者希查姆·馬斯克洛特 申請人:原子能和替代能源委員會