納米材料的制備(2)-資料下載頁
2025-05-01 07:59本頁面
【正文】 擠壓 擠壓 是對(duì)放在容器 (擠壓筒 ) 內(nèi)的坯料施加力 ,使之從特定的?？字辛鞒? ,獲得所需斷面形狀尺寸的一種塑性加工方法 。對(duì)于用 粉末冶金 法制而成的塊體納米材料 ,利用高溫?cái)D壓變形時(shí) ,強(qiáng)三壓應(yīng)力和強(qiáng)剪切變形作用 ,可以破壞塊體表面的化膜 ,改善塊體顆粒之間的接觸狀態(tài) ,壓合內(nèi)部的洞和孔隙 ,從而提高塊體納米材料的致密度及力性能 。 材料制備技術(shù) 2022128 材料制備技術(shù) 2022128 1. SiO2微球基本性質(zhì) ? 納米 SiO2是 無定形白色粉末 ； ? 表面存在 不飽和的殘鍵 及 不同鍵合狀態(tài)的羥基 。 ? 其分子狀態(tài)呈 三維鏈狀結(jié)構(gòu) 。 ? 傳統(tǒng)單分散 SiO2微球制備方法是由 Stober等人在 1968年提出，它是在 醇介質(zhì) 中由 氨催化 水解TEOS來合成單分散 SiO2微球。 其化學(xué)反應(yīng)總式為： 4 2 44 2 2( ) 4 ( ) 4 ( )( ) 2Si O R H O Si O H R O HnS i O H nS iO nH O? ? ???材料制備技術(shù) 2022128 2. SiO2微球的制備方法 氣相法 等離子體法 激光化學(xué)法 濺射法 氣相水解法 液相法 溶膠 凝膠法 微乳液法 SiO2微球的制備方法 溶膠種子法 沉淀法 材料制備技術(shù) 2022128 氣相法 ?原理： 該法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質(zhì)變成氣體，使之在 氣體狀態(tài) 下發(fā)生 物理變化 或 化學(xué)反應(yīng) ，最后在冷卻過程中凝聚長大形成納米微粒。 ? 氣相法可制備晶型結(jié)構(gòu)好、純度高、粒徑分布均勻的納米二 氧化硅 ,且重復(fù)性好。 ? 但該法一般需要高溫反應(yīng) ,對(duì)設(shè)備的要求較高 ,投資較大 ,操作 條件較苛刻。 材料制備技術(shù) 2022128 溶膠 凝膠法 ?原理： 溶膠 凝膠法指金屬醇鹽 [M(OR) n,其中 R = Si、 Ti、Al、 Zr 等 ]在 酸或者堿 的醇溶液下水解生成 氧化物溶膠 ,經(jīng)過 陳化 、 干燥 等后處理得到粒子的方法。 ?由于單分散二氧化硅微球的形成受諸多因素的影響 ,如 原材料 的選擇和濃度 、 反應(yīng)溫度 、 陳化時(shí)間等 ,系統(tǒng)研究這些影響影 響因素對(duì)拓寬粒徑的選擇范圍和提高單分散性有重要意義。 ? 通過溶膠 凝膠法制得的 SiO2微球雖然顆粒比較均勻 ,但是這種 方法所制得的微球顆粒 粒徑較小 ,一般粒徑在幾十納米到幾百 納米之間 ,目前尚未見到用這種方法制備更大粒徑的 SiO2微球。 總體來看傳統(tǒng)的 Stober 方法用來制備粒徑較小的 SiO2微球是 比較適宜的 。 材料制備技術(shù) 2022128 溶膠種子法 ?原理： 溶膠種子法是利用 起始單分散性膠粒作種子 ,再通過物理或者化學(xué)的方法提供 SiO2, 在種子上同步生長 , 從而得到單分散性的 SiO2。 ? 溶膠種子法可使二氧化硅微球粒徑增至幾微米 ,這種方法適合 制備粒徑比較大的二氧化硅微球 ,但是對(duì)整個(gè)體系的要求比較 嚴(yán)格 ,如果控制不當(dāng)很容易有新核生成 ,使得制備粒徑均一的 二氧化硅微球比較困難。 材料制備技術(shù) 2022128 微乳液法 ?原理： 微乳液法一般指事先 加入表面活性劑 ,配成微乳液體系 ,然后加入反應(yīng)物 ,通過 膠束表面滲透 擴(kuò)散進(jìn)入到乳液里面 ,反應(yīng)生長得到粒子的方法。 ? 對(duì)于微乳液法 ,除了 改變體系的配方 外 ,也可通過 調(diào)節(jié)水與表面活 性劑等各個(gè)成分的比例 來制得不同粒徑的二氧化硅微球。 材料制備技術(shù) 2022128 沉淀法 ?原理： 沉淀法主要是以硅酸鈉和無機(jī)酸為原料，經(jīng)沉淀過濾洗滌和干燥得到二氧化硅顆粒。 ? 制得的二氧化硅所用原料廉價(jià) ,但是制得的二氧化硅 粒徑分布 較寬 ,很難制得單分散的二氧化硅微球。所制得的產(chǎn)品主要在工 業(yè)上用于橡膠的增補(bǔ)劑。 材料制備技術(shù) 2022128 3. SiO2微球的改性 SiO2微球表面時(shí)親水性 → 與有機(jī)物配合 時(shí)相容性差，難混入，難分散。 SiO2比表面積大，粒徑小 → 空中易飛 揚(yáng)，存儲(chǔ)和運(yùn)輸都不方便。 對(duì)其進(jìn)行表面改性 。 主要是 熱處理 和 化學(xué) 改性 。 目的：利用一定的化 學(xué)物質(zhì)，通過一定的 工藝方法，使 SiO2表 面上的羥基發(fā)生反應(yīng)， 消除或減少表面硅醇 基的含量， 使 SiO2微 球有親水性變?yōu)槭杷? 性 。 材料制備技術(shù) 2022128 課題作業(yè) ?（ 1）簡述納米材料制備過程中的主要問題及解決方法。 ?（ 2）塊體納米材料的制備技術(shù)有哪些？簡述其基本原理。
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