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纳米版主题月活动【纳米材料合成】之等离子体法法制备纳米金属材料
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响应纳米主题月，浅谈一下纳米金属的合成。 纳米金属算是纳米材料合成的元老级材料了。自1963年日本上田良二教授首创气体冷凝法制备超微金属纳米粒子以来，世界上对金属纳米粉体的研究蓬勃开展，并取得了很大的进展。现在就我了解的一点纳米金属的合成知识算给大家抛砖引玉吧。 1 纳米金属的主要合成方法 （1）固相法：主要有热分解法、固相反应法、火花放电法、高能球磨法等 （2）气相法：主要有气相冷凝法、活性氢—熔融金属反应法、溅射法、混合等离子法、激光诱导化学气相沉积法、爆炸丝法、燃烧火焰—化学气相凝聚法等。 （3）液相法：主要有沉淀法、喷雾法、水热法、溶剂挥发分解法、溶胶—凝胶法、辐射化学合成法等。 2 等离子体法法制备 因为曾经接触过等离子体法法制备，所以重点说一下等离子体法法制备。等离子体法法制备属于气相法的一种。气相法制备金属纳米粉体始于60年代初期，1984年西德Searlands大学材料系H.Gleiter教授的研究小组在气相法制备金属纳米粉体的基础上首次采用惰性气体保护原位加压成型法成功制备出了高性能的块体金属纳米Fe、Pd等材料，随后，气相法制备金属纳米粉体、固体材料在世界范围内掀起高潮，现已进入产业化阶段。 其原理是在等离子体的高温火焰流中(大于2000K)，存在着大量的高活性原子、离子或分子。它们以约100~500m/s的高速到达金属原料表面，使其熔融并大量地迅速溶解于金属熔体中，在金属熔体内形成溶解的超饱和区、过饱和区和饱和区。这些原子、离子或分子与金属熔体的对流与扩散使金属蒸发。同时，原子或离子又重新结合成分子从金属熔体表面溢出。蒸发出的金属原子经急速冷却后收集，即可得到超细粉体。见附图一。 其制备过程是：首先将真空室抽成高真空，随后通入惰性气体,使压力保持在约1000Pa，然后利用高能量蒸发源使金属蒸发,惰性气流将蒸发源附近的超微粒子带到液氮冷凝器上,待蒸发结束后，将主真空室抽至高真空，将纳米粉体刮下，通过漏斗接收送入与主真空室相连的原位成型装置中，在一定温度、70MPa~1.5GPa的压力下压制成型，得到金属纳米块体材料。见附图二。 3 等离子体法法的应用 用此等离子法可以制备最近比较热的纳米磁性材料如纳米Fe3O4和储氢材料等。 [ Last edited by gshsheng on 2009-6-20 at 13:18 ] |
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