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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，并取得了很大的進展�，F(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—熔融金屬反應法、濺射法、混合等離子法、激光誘導化學氣相沉積法、爆炸絲法、燃燒火焰—化學氣相凝聚法等。 （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、輻射化學合成法等。 2 等離子體法法制備 因為曾經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上首次采用惰性氣體保護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掀起高潮，現(xiàn)已進入產業(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散使金屬蒸發(fā)。同時，原子或離子又重新結合成分子從金屬熔體表面溢出。蒸發(fā)出的金屬原子經急速冷卻后收集，即可得到超細粉體。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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