【正文】 以晶粒又會(huì)重新溶解，而無晶粒析出。 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頁第三章 納米粉體制備機(jī)理的探討 液相中膠粒析出過程 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。反膠團(tuán)微乳液法制備超微粒子有以下優(yōu)勢(shì)：（1）實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)簡(jiǎn)單、操作容易。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)。 微乳液反應(yīng)法微乳液法，又稱反相膠束法，是液相制備法中的較為新穎的一種手段。該方法反應(yīng)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高。據(jù)估算成核特征時(shí)間tN(即成核誘導(dǎo)期)約為1 ms級(jí)。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)。利用旋轉(zhuǎn)填料床中產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力—超重力環(huán)境，使氣液的流速及填料的比表面積大大提高而不液泛。值得注意的是，水熱合成過程中的溫度、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、有無礦化劑和礦化劑的種類等對(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。粉體的形成經(jīng)歷了溶解、結(jié)晶過程。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。該法原料與沉淀法相同，只是不直接生成沉淀，而是形成凝膠，然后干燥脫水。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)過程易控制，副反應(yīng)少、分相，并可避免結(jié)晶等優(yōu)點(diǎn)。該法最早源于十九世紀(jì)中葉，Ebelman和Graham發(fā)現(xiàn)正硼酸四乙酯(TEOS)在酸性條件下會(huì)產(chǎn)生玻璃態(tài)的ZrB 2；到本世紀(jì)50和60年代，Roy等發(fā)現(xiàn)用此法制備的物質(zhì)可以獲得很高的化學(xué)均勻性，并運(yùn)用此法大量制備了包含有Al、Si、Ti、Zr等金屬氧化物的復(fù)合陶瓷，而這些材料用普通的粉末法是制不出來的；Stober等人發(fā)現(xiàn)用氨作為TEOS水解反應(yīng)的催化劑可以控制ZrB 2粒子的形狀和粒徑；Overbeek等發(fā)現(xiàn)若粒子的成核作用可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并接著在不存在過飽和的情況下生長(zhǎng)就可得到單分散的氧化物膠粒。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第8頁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。 [6]。1：5，實(shí)際ZrO B 2O3和C加入量物質(zhì)的量比為1：1：10。溶液在磁力攪拌器攪拌下，將NaBH 4．溶液滴定到ZrOCL 2溶液中，得到白色溶膠，反應(yīng)式為：NaBH4＋2H 2O→NaBO 3＋4 H 2NaBO3＋H 2O→HBO 3＋OH ＋Na +ZrO2++H2O+2OH→Zr(OH) 4將溶膠過濾，用無水乙醇洗滌3次，得到濕凝膠，再將濕凝膠放入干燥箱中80℃干燥24h成為干凝膠，然后將干凝膠研碎放入馬弗爐中，在700℃煅燒1h得到白色粉末，最后計(jì)算出ZrO 2的轉(zhuǎn)化率。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]。而且制得的二硼化鋯顆?？梢杂脕肀碚髌渌{米微粒，具有很好的環(huán)保價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。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]。可與X衍射線寬法等方法結(jié)合起來。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。當(dāng)電子束穿透樣品是，透射束和衍射束形成投射電子像。 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。這些二硼化鋯的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)吸墨涂層的質(zhì)量有決定性的影響。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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2022年彩色打印紙的市場(chǎng)容量為1000萬平方米。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第5頁 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。另外，納米ZrB 2還具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，擁有龐大的比表面積，表現(xiàn)出極大的活性，能在涂料干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅增加了涂料的強(qiáng)度和光潔度，而且還能保持涂料的顏色長(zhǎng)期不變。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(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)到或超過工程塑料尼龍，實(shí)現(xiàn)了聚丙烯鐵道配件替代尼龍使用。 塑料制品常規(guī)ZrB 2作為補(bǔ)強(qiáng)劑添加到塑料中，可提高塑料的使用性能，而納米 ZrB2的作用不僅是補(bǔ)強(qiáng)，它還具有許多新的性能，這主要是利用納米ZrB 2透光、粒度小，可以使塑料變得更加致密。（3）用于補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠制備薄膜、墊片。最大的應(yīng)用是制造綠色輪胎，如白炭黑補(bǔ)強(qiáng)順丁橡膠用于輪胎胎面，該胎面能在滾動(dòng)阻力和牽引性能、耐磨性之間達(dá)到較佳平衡，應(yīng)用于胎側(cè)膠增長(zhǎng)趨勢(shì)也較快，二硼化鋯替代炭黑，能顯著增加胎側(cè)的撕裂強(qiáng)度和耐裂口增長(zhǎng)性能，而對(duì)焦燒及硫化時(shí)間無明顯影響，耐臭氧老化依賴于抗氧劑和二硼化鋯用量。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。目前，隨著二硼化鋯用量的增加，其應(yīng)用的制品種類也越來越多。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]。因而，人們常利用納米ZrB 2的這些特殊結(jié)構(gòu)和性能對(duì)塑料及涂料進(jìn)行改性或制備有機(jī)ZrB 2復(fù)合材料，提高有機(jī)高分子材料的綜合性能 [4]。采用美國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%。其各種優(yōu)良特性使其成為很有發(fā)展前景的高性能耐火材料 [1]。 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。目前，納米材料的概念不斷拓寬，納米結(jié)構(gòu)材料的含意還包括納米組裝體系，該體系除了包含納米微粒實(shí)體的組元，還包括支撐它們的具有納米尺度的空間基體，因此，納米結(jié)構(gòu)材料內(nèi)涵變得豐富多彩。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。第三階段(從1994年到現(xiàn)在)納米組裝體系、人工組裝體系、人工組裝合成的納米結(jié)構(gòu)材料體系越來越受到人們的關(guān)注，正在成為納米材料研究的新的熱點(diǎn)。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發(fā)出來的奇特物理、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。對(duì)納米顆粒和納米塊體材料結(jié)構(gòu)的研究在20世紀(jì)80年代末期一度形成熱潮。自70年代納米顆粒材料問世以來，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。由于這類材料的尺度處于原子簇和宏觀物體的交界區(qū)域，因而具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，并產(chǎn)生奇異的傳統(tǒng)材料和器件所沒有的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、吸附、催化以及生物活性等特殊性能。納米材料包括納米無機(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。它以物理、化學(xué)的微觀研究理論為基礎(chǔ)，以當(dāng)代精密儀器和先進(jìn)的分析技術(shù)為手段，是一個(gè)內(nèi)容廣泛的多學(xué)科群。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)原子或分子的一門學(xué)科。納米技術(shù)是以掃描探針顯微鏡為技術(shù)手段在納米尺度上研究、利用原子、分子結(jié)構(gòu)的特性及其相互作用原理，并按人類需要在納米尺度上直接操縱物質(zhì)表面的分子、原子、甚至電子來制造特定產(chǎn)品，或創(chuàng)造納米級(jí)加工工藝的一門新興交叉學(xué)科技術(shù)。原子的～，也就是說，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)。 Preparation。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