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行业技术|用等离子体技术制备纳米粉末

   更新日期:2017-03-26     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:51    评论:0    
核心提示:纳米粉末具有大的比表面积,高的比表面能及催化活性,表现出常规粒子所不具备的光学、磁学、力学、电学和化学活性等特性,因而在国防、化工、轻工、航天、冶金等多个领域得到重要应用。等离子体技术作为一种超高温技术,为纳米粉末的制备提供了一条重要的途径。用等离子体技术制备纳米粉末,是在等离子体蒸发法得到的高温蒸汽中,引入反应性气体,进行化学气相合成超细粉末。等离子体不仅作为一个高温热源,同时还作为反应源。反应

装修选材|贵妃椅的摆放技巧 你不可不知的五个风水知识

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博一建材讯:纳米粉末具有大的比表面积,高的比表面能及催化活性,表现出常规粒子所不具备的光学、磁学、力学、电学和化学活性等特性,因而在国防、化工、轻工、航天、冶金等多个领域得到重要应用。等离子体技术作为一种超高温技术,为纳米粉末的制备提供了一条重要的途径。用等离子体技术制备纳米粉末,是在等离子体蒸发法得到的高温蒸汽中,引入反应性气体,进行化学气相合成超细粉末。等离子体不仅作为一个高温热源,同时还作为反应源。反应性气体通常有两种方式引人等离子体反应器中,一是将反应性气体作为等离子体工作气体;二是直接将反应性气体喷入到反应器中。反应性气体和高温蒸汽反应后经过淬冷,得到化合物超细粉末。在现有等离子技术中,射频等离子体是利用射频电磁场的感应作用对各种气体进行感应加热产生等离子体,其特点为无极放电,无电极损耗,污染小、等离子炬寿命长、反应气氛可控、弧区大、功率范围0.5kW~1MW,是制备组分均匀、球形度高、缺陷少、流动性好的纳米粉末的良好手段。已有的工作证明,由于射频等离子体可通入不同状态的前驱体粉末,通过调控工艺参数,如反应温度、加料速率和反应气体的种类和浓度,可制备出多种组分的金属或陶瓷纳米粉末。

比如,采用射频等离子体技术,可以用SiCl4和NH3为原料合成纳米氮化硅(Si3N4),Si3N4的产率最高时氨气与Si3N4的最佳摩尔比为6∶1。该方法属于气-气反应合成,反应速率快,制备的粉末粒度微细。又如,以乙醇溶解的Fe(NO3)3·9H2O和Zn(NO3)2·6H2O的溶液为前驱体,采用载气携带雾化的前驱体液滴送入射频等离子体中可合成纳米级尖晶石结构的ZnFe2O4,同时,还有部分的铁磁性的ZnFe2O4生成。该方法充分利用等离子体的高温环境,使反应原料的雾化液滴发生了气相等离子合成反应。还有,采用射频等离子体可以合成纳米TiCN粉末,所获得的粉体平均粒径可小于30nm,其中前驱体粉末在高于其沸点的等离子体区域的停留时间和等离子体的化学成分,决定了最终制备粉末的相组成。

另外,采用机械混合的La2O3和B粉为原料,经过射频等离子体处理,可合成制备出LaB6,平均粒径为10~50nm,说明射频等离子体不仅可以应用于气-气合成反应也可以应用于和固-固合成反应。

另据报道,以Ni(OH)2和NiCO3为原料,通过射频等离子体辅助氢还原处理,可以得到球形纳米Ni粉。所获得的纳米Ni粉分散性良好,粒度在60~100nm,振实密度为3.7g/cm3。该方法利用等离子体的高温使Ni(OH)2和NiCO3原料粉末发生分解反应,制备出纳米级微细金属粉末。可以看出,利用射频等离子的高温特性,可为分解反应提供热源和提供反应气体的气氛环境,使射频等离子体广泛应用于不同状态的前驱体原料进行合成反应。

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