【正文】 .............25 粒的影響 ........................................................................................27 小 結(jié) ................................................................................................................................28總 結(jié).....................................................................................................................28致謝參考 文獻(xiàn) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1頁第一章 緒論 納米科學(xué)與納米材料納米科學(xué)是研究1～100 nm范圍內(nèi)物質(zhì)所特有的現(xiàn)象和功能的科學(xué)，是研究在十億分之一到千萬分之一米內(nèi)，原子、分子和其他類型物質(zhì)的運動和變化的科學(xué)。以 氯氧化鋯為鋯源，以NH 3?H 20與ZrOCL 2?8 H20生產(chǎn)沉淀 劑，利用特殊液相沉淀法制備了納米Zr(OH)2粉體。另外，二硼化 鋯具有良好的中子控制能力，可用于核工業(yè)。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（論文） 第II 頁Preparation 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 ? zirconium H 20 and the dosage of the H3BO3, sol pH value, Chen factors such as the time of boron zirconium of particle size effect. The experiment research part is used to study the NH3 ? H 20 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第III頁precipitation agent for the legal system of the nano boron zirconium powder, with the particle size of boric acid solution concentration and decreases. Research in different temperature burning Zr (OH) 2 and NH4BO3 mixture of NH4Cl and together as the precipitation agent of the method, the nano diboride zirconium powder, the concentration of the particle size with temperature and decreases. Key Words: nano。納米科學(xué)和技術(shù)有時稱為納米科技,是研究一堆原子(團(tuán)簇)甚至于單個原子或分子的一門學(xué)科。自70年代納米顆粒材料問世以來，80年代中期在實驗室合成了納米塊體材料， 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第2頁至今已有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是在80年代中期以后。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。采用美國Varian公司 Cary5E分光光譜儀對納米ZrB 2抽樣測試表明，對波長200～280 nm紫外光短波段，反射率為70%～80%；對波長280～300 nm 的紫外中波段，反射率為80%以上；在波長300～800 nm之間，納米ZrB 2材料的光反射率達(dá)85%；對波長在800～1300 nm 的近紅外光反射率也達(dá)70～80%。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。用納米ZrB 2改性聚苯乙烯防水卷材，其性能指標(biāo)均達(dá)到或超過三元乙丙橡膠防水卷材；對聚丙烯添加納米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)到或超過工程塑料尼龍，實現(xiàn)了聚丙烯鐵道配件替代尼龍使用。吸墨涂層中的主要成分一般是兩類：高分子樹脂和顏料顆粒。透射電鏡觀測法是粒度觀測法的絕對方法，因而具有可靠性和直觀性。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]。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第8頁2. 3 SolGel法SolGel技術(shù)由于其自身獨有的特點成為當(dāng)今重要的一種制備ZrB 2材料的方法。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。傳質(zhì)單元高度降低了1—2個數(shù)量級，并且顯示出許多傳統(tǒng)設(shè)備所完全不具備的優(yōu)點。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)。此時系統(tǒng)有過渡到平衡態(tài)的趨勢，亞穩(wěn)相(舊相)也有轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相(新相)的趨勢 [12]。而ΔG v和ΔG s的相對大小則取決于形成膠粒的大小。亦即r k是形成穩(wěn)定晶核的最小尺寸。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，成核過程必須克服一個綜合位壘，它由二個位壘所組成：一是臨界晶核形成所需要克服的位壘ΔGk，它與溶液的過飽和度有關(guān)，隨過程而變；另一個位壘是擴(kuò)散過程所需要克服的位壘ΔGa，這一位壘受過飽和度影響較小，可以認(rèn)為不隨過程而變。因此，Weimarn公式還不夠完善，需要進(jìn)一步修正。如果微粒通過聚結(jié)生長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。若能維持適當(dāng)?shù)倪^飽和度，提供晶粒長大所需物料，則可得到較大粒子的沉淀。實踐證明，溫度升高20℃，隨沉淀鹽類不同，晶粒增大10～25%。 Fig Picture of Lamer從Lamer圖可以看出，沉淀法制備納米顆粒時晶粒的形成過程如下：從t=0時刻開始，隨反應(yīng)進(jìn)行，沉淀產(chǎn)物的濃度由 c=0開始逐漸增大，慢慢的達(dá)到飽和濃度 c0。該方程的具體表述如下 [15]： （）39。,39。??????α、β和析出組分γ的濃度為C C 和C。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，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，分子擴(kuò)散以及化學(xué)反應(yīng)全過程時間也將隨之變小。本實驗以Zr02凝膠和B203為原料，分別用碳和炭纖維作為還原劑，PEG作為分散劑，在氬氣氣氛下1750℃保溫1h制備出ZrB2粉體，粉體純度高，工藝簡單安全。其中酒精的作用為分散劑。應(yīng)給旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的閥門打開通氣，再關(guān)閉真空泵。氨水溶液的濃度越大，所得二硼化鋯顆粒的球體聚合物的直徑越小。氨水的濃度與合成ZrB 2的粒度成正比,所以,要制得粒徑較小、比表面積大的產(chǎn)品,合成用氨水濃度必須控制在一定的范圍內(nèi)。感謝曹震、金玉、郭正軒與李曉茜同學(xué)給予我的幫助。氨水濃度增大,產(chǎn)品的單產(chǎn)量提高。下面是分別在500 oC，600 oC ，700 oC下煅燒混合物的能譜在500 oC下的ZrB 2能譜 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第28頁在600 oC下的ZrB 2能譜700 oC下的ZrB 2能譜 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第29頁 陳化時間對ZrB 2顆粒的影響原料：氨水、氯化氨、鹽酸實驗步驟: A：氨水溶液（）B：氯氧化鋯與鹽酸（80%）混合溶液兩種反應(yīng)液，并將其分別放入 A、B 貯液瓶內(nèi)； A 液與 B 液同時倒入大燒杯中，同時用攪拌機(jī)快速攪拌，將反應(yīng)物置于大燒杯中陳化 24h；、洗滌；、洗滌后與硼酸的飽和溶液混合放入干燥箱中自然干燥；；透射電鏡分析: 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第30頁球體平均粒徑為165nm由電鏡圖可以看出陳化24小時后ZrB 2顆粒的分散較差。直至回收器的管壁為單相，或者有液滴滴入回收器時，無氣泡上升到液面，則證明藥品里面的水已經(jīng)基本除去。稱量后的氯氧化鋯l倒入燒杯中用去離子水稀釋。SHS方法簡單、速度快、時間很短、能耗較小，合成粉末活性高，有利于燒結(jié)和后加工，但由于其反應(yīng)速度太快，反應(yīng)有時進(jìn)行得很不完全，雜質(zhì)相應(yīng)也會比較多，而且其反應(yīng)過程、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及性質(zhì)不易控制。因此，無數(shù)個微液團(tuán)就有無數(shù)個交界面，(b)所示情況發(fā)生；而且由于受擴(kuò)散、化學(xué)反應(yīng)及成核條件的限制，只有兩種交界面附近很薄的區(qū)域(aob)才是膠粒成核的空間區(qū)域。具體分析如下：當(dāng)兩種能快速反應(yīng)生成沉淀的反應(yīng)物溶液相遇時，在兩種溶液的新鮮交界面處將爆發(fā)性生成一批核，爆發(fā)性成核過后，該處不再形成新核。1dtt?dn(t’)到了t時刻因長大所造成的析出組分的濃度損耗速率；——單位體積內(nèi)所有的全部膠粒到了t時刻因長大所造成39。當(dāng)其濃度下降到臨界成核濃度時(