微纳米颗粒具有比表面积大、表面能高等特性,使其在能源、航天和军事等领域有着广泛的应用。但同时微纳米颗粒也易受到环境中水分和氧气的氧化而失效。在微纳米颗粒表面包覆一层阻隔膜是提高微纳米颗粒稳定性常见的表面改性方法。原子层沉积技术是一种新兴的表面改性技术,能够严格的控制报复层薄膜的厚度和组成成分。本文首先以铝纳米颗粒为例,利用原子层沉积技术在其表面包覆一层超薄氧化锆薄膜,成功实现了铝纳米颗粒在热水中的稳定存在。随后针对目前用于微纳米颗粒的原子层沉积设备在扩大化过程中存在成本较高、结构复杂等问题,设计了用于微纳米颗粒的扩大化原子层沉积设备。本文的主要研究内容和创新之处在于:利用原子层沉积技术在铝纳米颗粒表面成功制备超薄的氧化锆薄膜,实现了包覆后铝纳米颗粒在80oC热水中的稳定化。同时,铝纳米颗粒中活性金属铝含量保持为82.2wt%,与未包覆样品相比活性金属铝保持量为93.4%。通过实验研究将其内在机理归结为氧化锆薄膜自身的稳定性及超强的疏水性。设计了用于微纳米颗粒的扩大化原子层沉积装备,建立了颗粒在不同激励下的运动模型,通过离散单元法对颗粒运动进行仿真,研究了单个颗粒在不同振动频率下的运动模式,验证了理论运动模型的正确性。以多颗粒为研究对象研究了振动频率、振幅大小和颗粒粒径分布对颗粒的水平方向运动速度和速度分布的影响。对颗粒输送组件进行了详细的设计,并通过流固耦合热仿真分析其加热及散热方式,使其能够同时满足原子层沉积反应过程中所需要的高温条件和压电驱动电机正常工作所需要的低温环境。搭建该设备原型机,并在氧化硅颗粒表面沉积氧化铝薄膜,实验结果证明了该设计的总体可行性。最后,对该扩大化设备的颗粒输送反应组件进行了优化改进,提出了基于该原型机原理的循环式原子层沉积装备和连续型原子层沉积装备。