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納米版主題月活動【納米材料合成】之等離子體法法制備納米金屬材料
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響應(yīng)納米主題月，淺談一下納米金屬的合成。 納米金屬算是納米材料合成的元老級材料了。自1963年日本上田良二教授首創(chuàng)氣體冷凝法制備超微金屬納米粒子以來，世界上對金屬納米粉體的研究蓬勃開展，并取得了很大的進(jìn)展。現(xiàn)在就我了解的一點納米金屬的合成知識算給大家拋磚引玉吧。 1 納米金屬的主要合成方法 （1）固相法：主要有熱分解法、固相反應(yīng)法、火花放電法、高能球磨法等 （2）氣相法：主要有氣相冷凝法、活性氫—熔融金屬反應(yīng)法、濺射法、混合等離子法、激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法、爆炸絲法、燃燒火焰—化學(xué)氣相凝聚法等。 （3）液相法：主要有沉淀法、噴霧法、水熱法、溶劑揮發(fā)分解法、溶膠—凝膠法、輻射化學(xué)合成法等。 2 等離子體法法制備 因為曾經(jīng)接觸過等離子體法法制備，所以重點說一下等離子體法法制備。等離子體法法制備屬于氣相法的一種。氣相法制備金屬納米粉體始于60年代初期，1984年西德Searlands大學(xué)材料系H.Gleiter教授的研究小組在氣相法制備金屬納米粉體的基礎(chǔ)上首次采用惰性氣體保護(hù)原位加壓成型法成功制備出了高性能的塊體金屬納米Fe、Pd等材料，隨后，氣相法制備金屬納米粉體、固體材料在世界范圍內(nèi)掀起高潮，現(xiàn)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。 其原理是在等離子體的高溫火焰流中(大于2000K)，存在著大量的高活性原子、離子或分子。它們以約100~500m/s的高速到達(dá)金屬原料表面，使其熔融并大量地迅速溶解于金屬熔體中，在金屬熔體內(nèi)形成溶解的超飽和區(qū)、過飽和區(qū)和飽和區(qū)。這些原子、離子或分子與金屬熔體的對流與擴(kuò)散使金屬蒸發(fā)。同時，原子或離子又重新結(jié)合成分子從金屬熔體表面溢出。蒸發(fā)出的金屬原子經(jīng)急速冷卻后收集，即可得到超細(xì)粉體。見附圖一。 其制備過程是：首先將真空室抽成高真空，隨后通入惰性氣體,使壓力保持在約1000Pa，然后利用高能量蒸發(fā)源使金屬蒸發(fā),惰性氣流將蒸發(fā)源附近的超微粒子帶到液氮冷凝器上,待蒸發(fā)結(jié)束后，將主真空室抽至高真空，將納米粉體刮下，通過漏斗接收送入與主真空室相連的原位成型裝置中，在一定溫度、70MPa~1.5GPa的壓力下壓制成型，得到金屬納米塊體材料。見附圖二。 3 等離子體法法的應(yīng)用 用此等離子法可以制備最近比較熱的納米磁性材料如納米Fe3O4和儲氫材料等。 [ Last edited by gshsheng on 2009-6-20 at 13:18 ] |
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