中國(guó)粉體網(wǎng)訊 輕質(zhì)（納米）碳酸鈣作為優(yōu)異的材料，它的性能取決于它的技術(shù)指標(biāo)，包括形態(tài)、化學(xué)組成、粒徑分布、平均粒徑等，其中粒子形態(tài)是一個(gè)關(guān)鍵因素。

不同形態(tài)的輕質(zhì)（納米）碳酸鈣，其功能和應(yīng)用領(lǐng)域不同，因此，如何通過工藝條件的控制及晶形控制劑的加入，制備不同形貌的輕質(zhì)（納米）碳酸鈣產(chǎn)品，從而提高其應(yīng)用性能與附加值，一直都是行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。

1、碳酸鈣形貌控技術(shù)

（1）工藝導(dǎo)向

通過調(diào)節(jié)碳化溫度、攪拌速度、CO₂、氣體流速、通氣方式、液相濃度等條件，來控制碳酸鈣不同結(jié)晶階段的反應(yīng)速度，最終達(dá)到控制晶體大小與形貌的目的。

（2）晶型控制劑

晶形控制劑，物質(zhì)所帶電荷、幾何空間，對(duì)碳酸鈣晶體的生長(zhǎng)產(chǎn)生了不同的影響，主要表現(xiàn)在晶形和粒徑方面。

發(fā)展至今，工藝導(dǎo)向和晶型控制劑技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)不同形貌碳酸鈣必備技術(shù)，二者已經(jīng)逐漸融合為一種相輔相成的綜合性技術(shù)了。

晶形控制劑對(duì)晶體形狀和粒徑的影響

（3）碳化法

碳化法通過控制氫氧化鈣濃度、反應(yīng)溫度和窯氣中的二氧化碳濃度、氣液比、添加劑種類及數(shù)量等工藝條件，可制取不同形貌不同粒徑的納米級(jí)碳酸鈣，如立方形、圓形、紡錘狀、鏈鎖形、花型等。

碳化法工藝流程

（4）復(fù)分解法

復(fù)分解法可通過控制反應(yīng)物的濃度、溫度及生成物碳酸鈣的過飽和度，加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┑戎迫∏蛐蔚牧�徑小�?.1μm、比表面積很大、溶解性很好的無定形碳酸鈣產(chǎn)品，其純度高、白度好。

復(fù)分解法工藝流程

2、不同形貌碳酸鈣應(yīng)用

（1）紡錘狀

紡錘狀碳酸鈣比較常見，在一定反應(yīng)條件下，甚至不需要加入晶形控制劑就可以直接制備出長(zhǎng)徑6~12μm，短徑1~3μm的紡錘狀碳酸鈣。加入螯合劑則可以制備更細(xì)微的紡錘狀碳酸鈣，干燥過程不易凝聚，分散性好。紡錘狀碳酸鈣主要還是用于造紙行業(yè)，填充在紙張纖維中功能與微纖維類似，賦予成品紙張優(yōu)良的書寫性能、平滑度和可印刷性。

（2）球形

球形納米碳酸鈣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堆積體積小、吸油值低，具有良好的平滑性、流動(dòng)性，遮蓋度高、對(duì)油墨吸收性強(qiáng)，主要用于造紙、潤(rùn)滑油、電子陶瓷中。

（3）針棒狀

針棒狀碳酸鈣主要是在復(fù)合材料中起到補(bǔ)強(qiáng)增韌性的作用，該碳酸鈣晶體本身結(jié)構(gòu)完整性高，強(qiáng)度要遠(yuǎn)超一般的增強(qiáng)材料，在復(fù)合材料中添加顯著提升材料強(qiáng)度；針棒狀碳酸鈣吸油量大，白度高，耐磨性好，亦用于熱感材料。

（4）鏈鎖形

鏈鎖形納米碳酸鈣是優(yōu)良的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填料。在與橡膠混煉過程中，鏈鎖狀的鏈被打斷，形成高活性點(diǎn)與橡膠鏈健接，這使它的分散性提高，補(bǔ)強(qiáng)作用也大大增強(qiáng)。鏈鎖形納米碳酸鈣還可以和其他填料，如，炭黑、白炭黑、鈦白粉等混合使用，達(dá)到改善制品加工性、調(diào)色或部分替代鈦白粉等昂貴的白色填料的目的。

（5）立方形

立方形納米碳酸鈣屬常溫常壓下碳酸鈣所有相中最穩(wěn)定的方解石相，它穩(wěn)定的性質(zhì)使其成為工業(yè)中用量最大的納米碳酸鈣品種。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堆積體積小、流動(dòng)性好，用在紙張中，表現(xiàn)出很高的遮光度、平整度和白度，添加到塑料中，可以提高塑料的強(qiáng)度、耐沖擊性和加工性。

（6）片狀

片狀碳酸鈣擁有較強(qiáng)的涂覆和遮蓋能力，分散性能好，光學(xué)性能優(yōu)異，應(yīng)用在優(yōu)質(zhì)紙品當(dāng)中有效節(jié)約紙漿用量，提高產(chǎn)品白度和亮度，大幅降低成本，可逐步取代片狀高嶺土，應(yīng)用于高性能紙張生產(chǎn)。而國(guó)內(nèi)片狀碳酸鈣技術(shù)尚處于研究階段，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中使用較少。

（7）無定形體（ACC）

無定形碳酸鈣是一種自然界不存在的非晶碳酸鈣，是合成各種特殊晶體結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體相。無定形納米碳酸鈣同其它結(jié)晶產(chǎn)品相比，比表面積高達(dá)600m²/cm³，約為結(jié)晶產(chǎn)品的20倍，所以對(duì)色、臭的吸附性極高，在一定條件下又可放出被吸附的氣體。它還可以作為廉價(jià)的有毒金屬吸收劑以及許多聚合物的單分散填料。所以，它已經(jīng)成為一種引人注目的產(chǎn)品。

2025年4月10-11日，由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的第四屆全國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會(huì)將在安徽·池州舉行，屆時(shí)中南大學(xué)金勝明教授將在大會(huì)上作《碳酸鈣結(jié)構(gòu)與形貌調(diào)控合成技術(shù)》主題報(bào)告，根據(jù)碳化法等主流工藝，分析不同形貌碳酸鈣制備技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，講解工藝控制和晶型控制的要點(diǎn)。

專家介紹

金勝明，中南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。主要從事粉體功能材料、固廢資源化利用、傳統(tǒng)材料低碳制備工藝開發(fā)等領(lǐng)域的研究工作。

主持和參與國(guó)際合作項(xiàng)目、國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、省級(jí)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、校企合作委托項(xiàng)目50余項(xiàng)，參與完成的“礦物材料關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果榮獲湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)，申請(qǐng)發(fā)明專利40余項(xiàng)，獲授權(quán)發(fā)明專利14項(xiàng)、發(fā)表本專業(yè)學(xué)術(shù)論文80余篇;獲湖南省高等教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，出版編著2部。

參考來源：

楊春玲，納米碳酸鈣的制備及粒徑、形貌控制，東華大學(xué)

王向科，不同形態(tài)納米碳酸鈣制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展，五邑大學(xué)

馬藍(lán)宇，碳酸鈣微粒的形貌控制與應(yīng)用，廣西科技大學(xué)

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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