納米材料的制備(2)(編輯修改稿)
2025-05-28 07:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 P非晶合金。 材料制備技術(shù) 2022128 碳熱還原法 ? 2. 碳熱還原法 ? 碳熱還原法師一種制備非金屬化合物粉末的有效方法 。 ? 基本原理：以炭黑、 SiO2為原料，在高溫爐內(nèi)急氮氣保護下，進行碳熱還原反應(yīng)獲得微粉。 ? 目前研究較多的是 Si3N4， SiC粉體制備。 材料制備技術(shù) 2022128 微乳液法 微乳液通常是由 表面活性劑 、 助表面活性 劑 (通常為醇類 )、 油類 (通常為碳?xì)浠衔?)組成的透明的、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。 微乳液中，微小的“水池”為表面活性劑和助表面活性劑所構(gòu)成的單分子層包圍成的微乳顆粒，其大小在幾至幾十個納米間，這些微小的“水池”彼此分離，就是“微反應(yīng)器”。它擁有很大的界面，有利于化學(xué)反應(yīng)。這顯然是制備納米材料的又一有效技術(shù)。 與其它化學(xué)法相比，微乳法制備的粒子不易聚結(jié)，大小可控，分散性好。 材料制備技術(shù) 2022128 模板合成法 ?利用基質(zhì)材料結(jié)構(gòu)中的空隙作為模板進行合成。結(jié)構(gòu)基質(zhì)為多孔玻璃、分子篩、大孔離子交換樹脂等。 ?例如將納米微粒置于分子篩的籠中，可以得到尺寸均勻，在空間具有周期性構(gòu)型的納米材料。 ? Herron等將 NaY型沸石與 Cd(NO3)溶液混合，離子交換后形成 CdY型沸石，經(jīng)干燥后與 N2S氣體反應(yīng)，在分子篩八面體沸石籠中生成 CdS超微粒子。 材料制備技術(shù) 2022128 電解法 ?此法包括水溶液電解和熔鹽電解兩種。用此法可制得很多用通常方法不能制備或難以制備的金屬超微粉， 尤其是負(fù)電性很大的金屬粉末。還可制備氧化物超微粉。 ?采用加有機溶劑于電解液中的滾筒陰極電解法，制備出金屬超微粉。滾筒置于兩液相交界處，跨于兩液相之中。當(dāng)滾筒在水溶液中時，金屬在其上面析出，而轉(zhuǎn)動到有機液中時，金屬析出停止，而且已析出之金屬被有機溶液涂覆。當(dāng)再轉(zhuǎn)動到水溶液中時，又有金屬析出，但此次析出之金屬與上次析出之金屬間因有機膜阻隔而不能聯(lián)結(jié)在一起，僅以超微粉體形式析出。 材料制備技術(shù) 2022128 材料制備技術(shù) 2022128 1. 什么是塊體納米材料？ ?塊體納米材料是 晶粒尺寸小于 100 nm 的多晶體 ，其晶粒細(xì)小，晶界原子所占的體積比很大，具有巨大的顆粒界面，原子的擴散系數(shù)很大等獨特的結(jié)構(gòu)特征，其表現(xiàn)出一系列奇異的力學(xué)及理化性能 。 ? 強度和硬度。 ? 韌性和超塑性。 ? 擴散率和導(dǎo)電率。 ? 熱學(xué)、磁化率、催化性能等 ?? 材料制備技術(shù) 2022128 2. 塊體納米材料的制備方法 按其界面形成過程可分為： 外壓力合成法 惰性氣體凝聚原位加壓成形法 高能機械研磨法 粉末冶金法 高溫高壓法 電解沉積法 相變界面成形法 非晶晶化法 脈沖電流直接晶化法 大塑性變形法 塊體納米材料的制備方法 深過冷直接晶化 材料制備技術(shù) 2022128 惰性氣體凝聚原位加壓成形法 ?該法首先由 H. Gleiter 教授提出。 惰性氣體凝聚原位加壓裝置示意圖 ?其裝置主要由 蒸發(fā)源 、液氮冷卻的納米微粉 收集系統(tǒng) 、 刮落輸運系統(tǒng) 及 原位加壓成型系 統(tǒng) 組成 。 ?原理 ： 在低壓的氬、氦等惰性氣體中加熱 金屬 ,使其蒸發(fā)后形成超微粒 ( 1 000 nm) 或納米微粒。由惰性氣體蒸發(fā)制備的納米 金屬或合金微粒 ,在真空中由四氟乙烯刮 刀從冷阱上刮下 ,經(jīng)低壓壓實裝置輕度壓 實后 ,再在高壓下原位加壓 ,壓制成塊狀 試樣。 ?優(yōu)點 ：納米顆粒具有清潔的表面， 很少團聚成粗團聚體 ,塊體純度高 , 相對密度高，適用范圍廣。 材料制備技術(shù) 2022128 高能機械研磨法（ MA） ? MA是美國 INCO公司于 60年代末發(fā)展起來的技術(shù)。 ?原理： 它是利用 粉末粒子 與 高能球 之間相互碰撞、擠壓 ,反復(fù)熔結(jié)、斷裂、再熔結(jié)使晶粒不斷 細(xì)化 ,直至達(dá)到納米尺寸。納米粉通過熱擠壓、熱等靜壓等技術(shù)加壓后 ,制得塊狀納米材料 。 ? 優(yōu)點： 該方法成本低、產(chǎn)量大、工藝簡單， 在難熔金屬的合金化、非平衡相的生成及開發(fā)特殊使用合金等方面顯示出較強的活力 ，可以制備純金屬納米塊體材料、不互溶體系納米合金、納米金屬間化合物及納米尺度的金屬 陶瓷粉復(fù)合材料等 。 ? 缺點 ：但其研磨過程中易產(chǎn)生雜質(zhì)、污染、 氧化 ,很難得到潔凈的 納米晶體界面 。 材料制備技術(shù) 2022128 粉末冶金法 ?原理： 粉末冶金法 是把納米粉壓實成實體，然后放到熱壓爐中燒結(jié) 。 ? 優(yōu)點：
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