微纳米颗粒由于小尺寸效应与量子尺寸效应具有许多常见块体材料所没有的物理化学特性,对微纳米颗粒的表面进行进一步的修饰、改性或包覆,使其具有适合应用需求的物理化学特性,是其广泛应用于环境、能源、电子、医疗、军事等领域的基础。原子层沉积是一种特殊的用于制备纳米薄膜的气相沉积方法,具有均匀性好、高保形性、成膜致密、反应温度相对较低等优点,能够精确控制颗粒包覆厚度和组分。然而,微纳米颗粒由于其比表面积巨大,所需前驱体量非常多,且其易于团聚,获得饱和均匀的生长需要的工艺时间过长,前驱体利用率不高,因此限制了其实际应用。本学位论文基于颗粒离心流化技术,促进了前驱体的扩散、与颗粒间的传质,探究各个工艺参数对沉积效率的影响机理,最终获得了均匀一致、高效的沉积工艺,并用于实际颗粒材料的表面原子层改性中。本文主要研究工作和创新之处在于:基于流体动力学理论建立了微纳米颗粒沉积过程中前驱体在反应器尺度上扩散的多相流模型,以及前驱体分子在团聚体内部分子流状态下的扩散吸附理论模型,研究了微纳米颗粒的团聚和流态化现象。提出了离心流化颗粒原子层沉积方法,克服纳米颗粒流化缺陷,促进前驱体与颗粒表面的快速质量交换。利用颗粒之间的碰撞和附加的离心力增强团聚体动态破裂,在此基础上设计和搭建了离心流化式ALD系统,获得了优良的均匀一致性和高包覆率。研究了在线监测和仿真模拟这两种工艺优化的方法,借此研究了流速、转速、前驱体浓度、床层厚度等工艺参数对反应进程的影响机理。通过对上述参数的优化,工艺时间相比传统的静态沉积方式缩短1个数量级以上,前驱体利用率约98%。探索了上述离心流化原子层沉积方法在纳米Fe3O4颗粒和AlH₃颗粒表面改性中的应用。研究了纳米Fe3O4颗粒和AlH₃颗粒表面沉积致密均匀Al2O3薄膜的工艺。实现了对Fe3O4颗粒有效的抗氧化保护,同时对其饱和磁化强度的削弱小于10%,为已有相关技术报道的最佳水平;利用Al2O3薄膜实现了对AlH₃颗粒有效的水和氧气隔绝,且摩擦感度从96%降低到68%,满足了AlH₃颗粒在运输或与其他浆料混合制备推进剂的过程中,出于安全性考虑,摩擦感度需低于70%的要求。包覆后颗粒整体含氢量与快速放氢特性没有发生明显变化,证明了这种基于原子层沉积的表面钝化是一种有效的AlH₃颗粒稳定化提升手段。