【正文】 原料比較昂貴，粉末粒度粗大，活性低，不利于粉末的燒結(jié)以及后加工處理，所以無(wú)法工業(yè)化生產(chǎn)。利用上述結(jié)果可以得出以下推論，當(dāng)A、B溶液在快速地以微液團(tuán)方式互相混合時(shí)，將有：①在一定數(shù)量的A、B溶液之間快速地產(chǎn)生面積巨大的新鮮交界面，進(jìn)而爆發(fā)性生成數(shù)量巨大的原生核，微液團(tuán)尺寸越小則新鮮交界面越大，生成的原生核總數(shù)越多；②當(dāng)微液團(tuán)尺寸減小時(shí)，分子擴(kuò)散以及化學(xué)反應(yīng)全過(guò)程時(shí)間也將隨之變小。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第21頁(yè)圖 (a) 圖 (b) 圖 (c)圖 新鮮溶液交界面上隨反應(yīng)進(jìn)行濃度變化情況示意圖同時(shí)，由于該制備方法是連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的，在體積很小的反應(yīng)器中，納米粒子剛生成就流出了反應(yīng)器，在反應(yīng)器中停留的時(shí)間非常短，大大減少了與前一階段所生成的納米粒子處于同一容器的幾率，因此保證了所制得的納米粒子具有良好的單分散性。??????α、β和析出組分γ的濃度為C C 和C。 特殊液相沉淀法法制備納米粉體的原理該方法是一種制備納米粒子的新方法，是由導(dǎo)師與實(shí)驗(yàn)組老師經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗(yàn)與理論分析研究而得出的，這種方法的原理是，通過(guò)高強(qiáng)度機(jī)械攪拌，在短時(shí)間內(nèi)形成大量的反應(yīng)溶液的新鮮交界面，從而使得析出組分在新鮮交界面上爆發(fā)性地成核。,39。)(39。該方程的具體表述如下 [15]： （）39。(爆發(fā)性)析出組分剛開(kāi)始析出時(shí)，由于析出組分生成的速率較大，而且所生成的核較少，消耗的析出組分就較少，核長(zhǎng)大所需要消耗的析出組分也較少，故析出組分的濃度c仍然在增大。 Fig Picture of Lamer從Lamer圖可以看出，沉淀法制備納米顆粒時(shí)晶粒的形成過(guò)程如下：從t=0時(shí)刻開(kāi)始，隨反應(yīng)進(jìn)行，沉淀產(chǎn)物的濃度由 c=0開(kāi)始逐漸增大，慢慢的達(dá)到飽和濃度 c0。這一點(diǎn)可以從成核速率公式中看到： ，即固液界面能增大將會(huì)使ΔG k迅速增大，成核速率大大減慢。實(shí)踐證明，溫度升高20℃，隨沉淀鹽類(lèi)不同，晶粒增大10～25%。隨著溫度的升高，晶粒的生成速率可以達(dá)到極大值。若能維持適當(dāng)?shù)倪^(guò)飽和度，提供晶粒長(zhǎng)大所需物料，則可得到較大粒子的沉淀。后一種情況也可看作后面討論的團(tuán)聚過(guò)程。如果微粒通過(guò)聚結(jié)生長(zhǎng)的速率隨半徑增大而減小，則最終也可以形成粒度均勻一致的顆粒集合體。晶粒長(zhǎng)大過(guò)程速度為： 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第17頁(yè) （）)39。因此，Weimarn公式還不夠完善，需要進(jìn)一步修正。界面張力主要與形成臨界晶核的速率有關(guān)，從上述公式可以看出，晶粒與溶液之間的界面張力越大，則臨界晶核形成的速率就越小，總的成核速率也越小，說(shuō)明晶粒與溶液之間的界面張力太大不利于晶核形成。T??所以成核速率公式為： （）)exp()exp()exp(I kTGNBkTGBkTN aaK ?????????從上述公式可以看出，成核過(guò)程必須克服一個(gè)綜合位壘，它由二個(gè)位壘所組成：一是臨界晶核形成所需要克服的位壘ΔGk，它與溶液的過(guò)飽和度有關(guān)，隨過(guò)程而變；另一個(gè)位壘是擴(kuò)散過(guò)程所需要克服的位壘ΔGa，這一位壘受過(guò)飽和度影響較小，可以認(rèn)為不隨過(guò)程而變。也就是說(shuō)，ΔG k為成核位壘。亦即r k是形成穩(wěn)定晶核的最小尺寸。此時(shí)不能形成穩(wěn)定的晶核。而ΔG v和ΔG s的相對(duì)大小則取決于形成膠粒的大小。而 即為相對(duì)過(guò)飽和度，作為溶液析晶過(guò)程的推動(dòng)力 [2]。此時(shí)系統(tǒng)有過(guò)渡到平衡態(tài)的趨勢(shì)，亞穩(wěn)相(舊相)也有轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相(新相)的趨勢(shì) [12]。 納米ZrB 2的CO 2沉淀法制備采用CO 2沉淀法制備納米ZrB 2，原料來(lái)源廣泛且有利于環(huán)保，制備工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化. 本文所采用的工藝與已報(bào)道的相關(guān)文獻(xiàn)不同點(diǎn)在于：采用硼酸鈉和CO 2同時(shí)通入初始溶液，使反應(yīng)在預(yù)定可調(diào)的pH 值范圍內(nèi)進(jìn)行 [5]. 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第11頁(yè)第三章 納米粉體制備機(jī)理的探討 液相中膠粒析出過(guò)程 亞穩(wěn)態(tài)及亞穩(wěn)相在溶液體系中，存在著描述固體溶解度與固體表面曲率關(guān)系的GibbsThomason公式 [1]： （）0ln2CRTMaa????其中，σ—析出組分在溫度T時(shí)與溶液之間的界面張力；a—析出晶粒的曲率半徑；M—析出組分的摩爾質(zhì)量；—析出組分密度；?C0—析出組分表面為平面時(shí)的溶解度；Ca—析出晶粒在曲率半徑為a時(shí)的溶解度。由于水相在反膠團(tuán)微乳液中以極小的液滴形式分布在油相中，形成了彼此分離的微區(qū)。該方法反應(yīng)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。傳質(zhì)單元高度降低了1—2個(gè)數(shù)量級(jí)，并且顯示出許多傳統(tǒng)設(shè)備所完全不具備的優(yōu)點(diǎn)。值得注意的是，水熱合成過(guò)程中的溫度、壓力、樣品處理時(shí)間以及溶液的成分、酸堿性、所用的前驅(qū)體種類(lèi)、有無(wú)礦化劑和礦化劑的種類(lèi)等對(duì)所生成的氧 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第9頁(yè)化物顆粒的大小、形式體系的組成、是否為純相等有很大的影響。2. 4 水熱合成法水熱反應(yīng)是高溫高壓下，在水溶液或蒸汽等流體中進(jìn)行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的總稱。用SolGel法反應(yīng)溫度較其他方法低，能形成亞穩(wěn)態(tài)化合物，具有納米粒子的晶型、粒度可控，且粒子均勻度高，純度高，反應(yīng)過(guò)程易控制，副反應(yīng)少、分相，并可避免結(jié)晶等優(yōu)點(diǎn)。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第8頁(yè)2. 3 SolGel法SolGel技術(shù)由于其自身獨(dú)有的特點(diǎn)成為當(dāng)今重要的一種制備ZrB 2材料的方法。1：5，實(shí)際ZrO B 2O3和C加入量物質(zhì)的量比為1：1：10。干法包括氣相法和電弧法，濕法有沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法、超重力反應(yīng)法和水熱合成法等 [56]。X射線衍射在材料的表征和分析方面具有廣泛的使用性和優(yōu)越性，它發(fā)展較早，制造技術(shù)成熟，實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性高，理論發(fā)展較完善而且X射線衍射技術(shù)測(cè)量的是材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)信息統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果，得到的X射線衍射譜具有較高的統(tǒng)計(jì)性，人為誤差含量較小，可靠性高 [1]。透射電鏡觀測(cè)法是粒度觀測(cè)法的絕對(duì)方法，因而具有可靠性和直觀性。 納米粉體的表征方法目前，人們對(duì)納米粉體評(píng)估方法很多，主要包括透射電鏡（TEM）觀察法、比表面積法、X射線衍射線寬法（XRD）、X射線小角衍射法等，但其中最廣泛采用的是透射電鏡觀察法和X射線衍射寬法。吸墨涂層中的主要成分一般是兩類(lèi)：高分子樹(shù)脂和顏料顆粒。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第5頁(yè) 在噴墨打印紙中的應(yīng)用二硼化鋯還可以用于噴墨打印紙的涂覆材料。用納米ZrB 2改性聚苯乙烯防水卷材，其性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)三元乙丙橡膠防水卷材；對(duì)聚丙烯添加納米ZrB2改性后，其主要性能指標(biāo)（吸水率、絕緣電阻、壓縮殘余變形、撓曲強(qiáng)度等）均達(dá)到或超過(guò)工程塑料尼龍，實(shí)現(xiàn)了聚丙烯鐵道配件替代尼龍使用。（3）用于補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠制備薄膜、墊片。如用于復(fù)印機(jī)或激光打印機(jī)的半導(dǎo)電性膠輥，電子攝影機(jī)連續(xù)輸送膠片的膠輥，金屬芯硅橡膠輥。如今，研究者們?cè)谔沾芍破分刑砑舆m量的納米ZrB 2，不但大大降低了陶瓷制品的脆性，而且使其韌性提高了幾倍甚至幾十倍，光潔度亦明顯提高，還使陶瓷在較低溫度下燒制，從而使陶瓷制品檔次提高數(shù)級(jí) [34]。采用美國(guó)Varian公司 Cary5E分光光譜儀對(duì)納米ZrB 2抽樣測(cè)試表明，對(duì)波長(zhǎng)200～280 nm紫外光短波段，反射率為70%～80%；對(duì)波長(zhǎng)280～300 nm 的紫外中波段，反射率為80%以上；在波長(zhǎng)300～800 nm之間，納米ZrB 2材料的光反射率達(dá)85%；對(duì)波長(zhǎng)在800～1300 nm 的近紅外光反射率也達(dá)70～80%。 納米二硼化鋯的性質(zhì)及應(yīng)用 納米二硼化鋯的性質(zhì) 基本物性 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第3頁(yè)納米二硼化鋯粉體是一種黑色粉體，其化學(xué)式為：ZrB ，密度，是六方晶系的準(zhǔn)金屬機(jī)構(gòu)化合物，是一種高級(jí)工程材料，在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，使以二硼化鋯為原料制成的復(fù)合陶瓷綜合性能優(yōu)異。它的基本內(nèi)涵，是以納米顆粒以及由它們組成的納米絲和管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系，包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜鑲嵌體系。第二階段(l994年前)人們關(guān)注的熱點(diǎn)是如何利用納米材料已開(kāi)發(fā)出來(lái)的奇特物理、化學(xué)和力學(xué)性能，設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料，通常采用納米微粒與納米微粒復(fù)合、納米微粒與常規(guī)塊體復(fù)合以發(fā)展復(fù)合材料。自70年代納米顆粒材料問(wèn)世以來(lái)，80年代中期在實(shí)驗(yàn)室合成了納米塊體材料， 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第2頁(yè)至今已有20多年的歷史，但真正成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理研究的前沿?zé)狳c(diǎn)是在80年代中期以后。納米材料包括納米無(wú)機(jī)材料、納米聚合物材料、納米金屬材料、納米半導(dǎo)體材料及納米復(fù)合材料等。納米科學(xué)和技術(shù)有時(shí)稱為納米科技,是研究一堆原子(團(tuán)簇)甚至于單個(gè)原子或分子的一門(mén)學(xué)科。原子的～，也就是說(shuō)，幾十個(gè)原子、分子或成千個(gè)原子和分子“組合”在一起時(shí)，表現(xiàn)出不同于單個(gè)原子、分子的性質(zhì)。關(guān)鍵字：納米；二硼化鋯；制備；表征 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第II 頁(yè)P(yáng)reparation of nanoZrB2 powderAbstractDiboride zirconium ceramic powder is a black powder, the chemical formulas for ZrB2, molecular weight , g/cm3 density, is six FangJing department must metal structure pound, is a kind of advanced engineering materials, has a wide application in all fields. High melting point (3040 ℃ ), high hardness and high stability and good electrical conductivity and thermal conductivity, oxidation resistance and corroZrB2 resistance of chemical resistance, make with diboride zirconium as raw material made of posite ceramic prehensive performance is excellent. In addition, diboride zirconium has good neutron control ability, can be used for the nuclear industry. The variety of fine properties that make it a very promising high performance refractory. This paper used the nano experimental center of our patent technology, special liquid preparation of nanometer particle ZrB2 precipitation. Using transmisZrBn electron microscopy (TEM) test technology on the preparation of nanometer powder characterized. To chlorine zirconia for zirconium source, NH3 ?H 20 and ZrOCL2 ?8 H 20 precipitation agent production, use special liquid preparation of nanometer Zr precipitation (OH) 2 powder. As for NH4BO3 solution will precipitation, respectively for drying and boiling water were eliminated, eliminate make boric acid adsorption nano Zr (OH) 2, through in the hydrogen environment, calcining Zr (OH) 2 and NH4BO3 eliminate nitrogen hydrogen and oxygen, which made the nano boron zirconium. By scanning electron microscopy (sem) in the source concentration, NH3 ? zircon