| 查看: 833 | 回复: 3 | |||
| 【有奖交流】积极回复本帖子，参与交流，就有机会分得作者 201214760216 的 3 个金币 ，回帖就立即获得 1 个金币，每人有 1 次机会 | |||
[交流]
等离子球磨原位气固反应合成金属氮化物
|
|||
|
需要英文原文的私信我邮箱，发送220609，我看到后会发给大家 一句话了解全文 普通球磨实现气固反应，即实现球磨室内的气体与金属粉末的原位机械化学反应，通常需要两个条件：（1）球磨室内反应气氛有较高的气压；（2）对金属粉末的长时间机械活化。然而，等离子球磨可以在常压或者负压条件下，通过对球磨室内气氛的离化，在较短时间内快速实现气固反应。在等离子球磨中设计相应气路，在NH3气氛下，等离子处理金属Mg和Ti原料粉体，可以快速制备出Mg3N2和TiN等纳米晶粉体。 图1 DBD等离子球磨装置中氨气等离子发生气路的示意图 氨气等离子球磨原位合成氮化镁 图2 Mg粉在NH3等离子球磨后XRD图谱 通过氨气后，氨气等离子球磨处理高纯Mg粉，从XRD图谱可以看出：等离子球磨1h便检测到Mg3N2相，且Mg3N2相的峰强随着等离子球磨时间的增加而明显增加，但同时由于球磨室内高分子材料的污染也出现了MgF2相。结果表明在NH3等离子球磨过程中发生了两种化学反应。第一个反应是通过高压放电使电离的氨与Mg发生化学反应，生成Mg3N2相。 第二个反应是Mg与阻挡介质高分子材料反应生成MgF2。但是在球磨进行到一定时间后，介电阻挡层被研磨的粉末覆盖，阻止了第二个反应的进行。未通电的氨气条件下的普通球磨过后仅有Mg相存在。 氨气等离子球磨原位合成氮化钛和氢化钛 图4 Ti粉在NH3等离子球磨处理后XRD图（a-f）氨气等离子球磨：（a）0h，（b）1h，（c）3h，（d）6h，（e）10h，（f）16h，（g）氨气普通球磨10h 通过氨气后，氨气等离子球磨处理高纯Ti粉，从XRD图谱可以看出：在等离子球磨3h首先出现TiH2的衍射峰；在等离子球磨10 h时，TiN开始生成。随着球磨时间的延长，大部分金属Ti逐步消失并完全转变为TiH2和TiN相。等离子球磨16 h时，TiN相的衍射峰强度进一步增加，相应的TiH2相含量降低。在等离子球磨过程中，TiH2相首先形成，进一步球磨TiH2转变为TiN。因为略高于室温条件下H在Ti中的体积扩散系数比N在Ti中的体积扩散系数大12个数量级。因此，从氨气中电离的H自由基在Ti中流动性更高，并且具有较高的溶解速率。当等离子球磨到一定时间后不再有游离的N与Ti之间反应时，游离的N原子与TiH2反应形成更稳定的TiN相。对于未通电的氨气条件下的普通球磨的Ti粉，未发生任何气固反应合成新相。 图5为球磨后，粉体的SEM图，可以看出，随着球磨时间的增加，粉末粒径逐渐减小，将氨气等离子球磨时间增加到10h后，球磨粉末颗粒的尺寸减小到亚微米级。对于普通球磨10h，由于粉末颗粒是塑性较好的金属钛，因此难以破碎细化，许多颗粒的尺寸保持在10–20μm。 图5 NH3等离子球磨处理后粉体的SEM图 结论 Mg3N2、TiH2和TiN纳米晶粉末球磨合成，是在不使用任何催化剂的情况下，利用NH3等离子球磨，在数小时内通过原位气固反应直接合成的。对比等离子球磨和普通球磨，等离子体具有明显的协同作用。得出以下结论： （1）通过NH3等离子球磨在数小时内成功合成了Mg3N2，TiH2和TiN粉末。相反，经过10h以上的普通球磨，NH3和Mg / Ti之间没有发生化学反应。 （2）Ti粉在NH3等离子球磨中，先生成TiH2和TiN，随着球磨时间延长，TiH2进一步分解再与N自由基反应，生成为TiN。 （3）在等离子球磨过程中，等离子体产生的活化作用、高能电子轰击作用与球磨的机械作用相互协同，显著提高了其热力学以及氢化和氮化反应的动力学进程。 上述研究成果来自于： Li Y, Zeng M Q, Liu J W, et al. Evolution of metal nitriding and hydriding reactions during ammonia plasma-assisted ball milling[J]. Ceramics International, 2018, 44(15): 18329-18336. 等离子球磨技术由华南理工大学朱敏教授团队研制，是将冷场放电等离子体引入到机械振动球磨中，利用近常压下气体在球磨罐中形成高能量的非平衡等离子体和机械球磨的协同作用，促进粉末的组织细化、合金化、活性激活、化合反应及加速原位气-固相反应等，能极大的提高球磨效率，显著降低球磨污染，并形成独特的结构而显著提高材料的性能。 为科研人员发表高水平论文助力，为企业材料创新服务。 一代装备，一代材料，我们一直奔跑在原创技术的路上！ |
回复此楼» 猜你喜欢
2026年中南民族大学化学与材料科学学院调剂公告
已经有40人回复
-
武汉纺织大学招生物材料、化学、高分子相关专业硕士生
已经有0人回复
-
有机高分子材料论文润色/翻译怎么收费?
已经有55人回复
-
武汉纺织大学招生物材料、化学、高分子相关专业硕士生-另有少量士兵计划可咨询
已经有0人回复
-
[武汉纺织大学]材料学院[姜伟团队名称]课题组-2026年硕士研究生调剂信息
已经有0人回复
-
中国科学院·过程工程研究所·招聘海内外高层次人才---过程所“百人计划”
已经有1人回复
-
中国科学院·过程工程研究所·招聘海内外高层次人才---过程所“百人计划”
已经有5人回复
-
2026考博自荐
已经有4人回复
-
温敏水凝胶收缩
已经有0人回复
-
PDMS膜在溶液中的离子透过率
已经有0人回复
-
攒人品 论文祈福
已经有139人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 抢金币啦！回帖就可以得到:
-
北京理工大学集成电路学院-柔性电子器件与智造研究所-2027级博士招生
+1/468
-
上海男征女 条件优秀可加微信联系
+1/452
-
祈福
+5/430
-
主流离心机品牌横评
+1/95
-
招聘机械领域专利代理人
+1/77
-
新人投稿arxiv 需要cs.IT/CR大佬背书
+1/68
-
物理学报录用，散币感谢合作者和审稿人
+2/58
-
广东医科大学博士后招聘-基础医学，生信等方向
+1/41
-
2027 Chemical Engineering Ph.D 招生
+1/38
-
天津大学环境学院童银栋教授招收博士后（生源要素循环/温室效应/新污染物方向）
+1/31
-
中国石油大学（华东）计算机科学与技术学院/智能化新能源系统设计和开发方向 特聘副教
+2/26
-
北京航空航天大学 能源与动力工程学院 微尺度力学/空天智能结构/增材制造 招生信息
+1/16
-
UTS 招收2027年入学博士生
+1/12
-
浙江大学医学院附属第一医院招聘科研助理
+1/11
-
澳大利亚 Murdoch University 全奖博士招生（3个名额）地质化工冶金领域
+1/9
-
北理工集成电路杰青团队 | 诚招科助理
+1/6
-
北京理工大学-集成电路与电子学院杰青团队-招博士后
+1/3
-
请大家抽空欣赏一下我们网站的配图
+1/2
-
澳门大学 应用物理及材料工程研究院 潘晖教授课题组诚招2027/2028年博士生
+1/2
-
中山大学AI传感仪器方向招2027届考核制博士生
+1/2
2楼2022-06-09 09:49:33
简单回复
tzynew3楼
2022-06-09 10:28
回复
201214760216(金币+1): 谢谢参与
i 发自小木虫Android客户端
2022-06-15 16:29
回复
201214760216(金币+1): 谢谢参与
