纳米材料的制备方法及其应用ppt课件.ppt
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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主要讲述纳米材料的制备方法及其应用等内容。一、纳米粉末的制备方法(一)纳米粉末的物理制备方法(二)纳米粉末的化学制备方法二、纳米固体(块体、膜)的制备方法三、纳米材料的应用上次课的主要内容严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止
2、、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主要讲述纳米材料的制备方法及其应用等内容。一、纳米粉末的制备方法(一)纳米粉末的物理制备方法(二)纳米粉末的化学制备方法(三)纳米粉体的团聚问题和表面修饰二、纳米固体(块体、膜)的制备方法三、纳米材料的应用本次课的主要内容严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(1)按反应物状态可分为干法和湿法)按反应物状态可分为干法和湿法(2)按反应介质可分为固相法、液相法、气相法)按反应介
3、质可分为固相法、液相法、气相法v(3)按反应类型可分为物理法和化学法)按反应类型可分为物理法和化学法 纳米材料包括纳米粉末和纳米固体两个层次。纳米固体是用粉末冶金工艺以纳米粉末为原料,经过成形和饶结制成的。一、纳米粉末的制备方法一、纳米粉末的制备方法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(一)、纳米粉末的物理制备法 主要有:蒸发-冷凝法、机械合金化法、物理粉碎法、气相冷凝法等。严格执行突发事件上报制度、校外活动
4、报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。这种方法又称为物理气相沉积法(PVD),是用真空蒸发、激光、电弧高频感应、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体,然后在介质中骤冷使之凝结。该方法的特点:纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。根据加热源的不同,该方法又分为7种。1、蒸发、蒸发-冷凝法冷凝法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外
5、活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。其原理是对蒸发物质进行真空加热蒸发,然后在高纯度惰性气体(Ar,He)中冷凝形成超细微粒。该方法仅适用于制备低熔点、成分单一的物质,是目前制备纳米金属粉末的主要方法。如1984年Gleiter教授首次用惰性气体冷凝和原位加压成形,研制成功了Fe、Pd、Cu等纳米金属材料。但该方法在合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米粉末时还存在局限性。(1)真空蒸发冷凝法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等
6、相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。是利用高压气体雾化器将2040C的氦气和氩气以超音速射入熔融材料的液流内,熔体被破碎成极细颗粒的射流,然后急剧骤冷而得到超微粒。(2)高压气体雾化法)高压气体雾化法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活
7、动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。以激光为快速加热源,使气相反应物分子内部很快地吸收和传递能量,在瞬间完成气相反应的成核、长大和终止。v 但由于激光器的出粉效率低,电能消耗较大,投资大,故该方法难以实现规模化生产。(3)激光加热蒸发法)激光加热蒸发法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。是以高频线圈为热源,使坩埚内的物质在低压(120kPa)的He、N2等惰性气体中
8、蒸发,蒸发后的金属原子与惰性气体分子相碰撞冷却凝聚成微粒。图 高频感应加热法制备纳米微粒的实验装置v 该方法不适于高沸点的金属和难熔化合物,且成本较高。(4)高频感应加热法)高频感应加热法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。用等离子体将金属、化合物原料熔融、蒸发和冷凝,从而获得纳米微粒。该方法制得的纳米粉末纯度高、粒度均匀,且适于高熔点金属、金属氧化物、碳化物、氮化物等。图 等离子体加热法制备纳米微粒的实验装
9、置 v 但离子枪寿命短、功率低、热效率低。(5)等离子体法)等离子体法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。是利用高能电子束照射母材(一般为金属氧化物如Al2O3 等),表层的金属-氧(如Al-O键)被高能电子“切断”,蒸发的金属原子通过瞬间冷凝、成核、长大,最后形成纳米金属(如Al)粉末。v 目前该方法仅限于获得纳米金属粉末。(6)电子束照射法)电子束照射法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章
10、制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。图图 电阻加热制备纳米微粒的实验装置图电阻加热制备纳米微粒的实验装置图(7)电阻加热法)电阻加热法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发
11、事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。激光加热蒸发制纳米颗粒激光加热蒸发制纳米颗粒严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。是典型的固相法。该法是将待制备的材料,置于特制的球磨机内,在高真空氩气保护下,通过机械研磨过程中高速运行的硬质钢球与研磨体之间相互碰撞,对粉末粒子反复进行熔结、断裂、再熔解的过程使晶粒不断细化,达到纳米尺寸。2、机
12、械合金法、机械合金法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。该方法工艺简单、制备效率高,能制备出用常该方法工艺简单、制备效率高,能制备出用常规方法难以获得的高熔点金属和合金、金属间化合规方法难以获得的高熔点金属和合金、金属间化合物、金属陶瓷等纳米粉末。如物、金属陶瓷等纳米粉末。如19881988年日本年日本ShingShing等等人首次利用机械与金属制备人首次利用机械与金属制备10nm10nm的的Al-FeAl-
13、Fe合金粉末。合金粉末。v 但是,该方法在制备过程中易引入杂质,粉末纯但是,该方法在制备过程中易引入杂质,粉末纯度不高、颗粒分布也不均匀。度不高、颗粒分布也不均匀。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点是操纵操作简单、成本低。v 但产品纯度低、颗粒分布不均匀。3、物理粉碎法、物理粉碎法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、
14、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4、溅射法、溅射法 利利用用两两块块金金属属板板分分别别作作为为阳阳极极和和阴阴极极,阴阴极极为为蒸蒸发发用用的的材材料料,在在两两电电极极间间充充入入ArAr气气(4040250Pa250Pa),两两电电极极间间施施加加的的电电压压范范围围为为0.30.31.5kv1.5kv。由由于于两两电电极极间间的的辉辉光光放放电电使使ArAr电电离离成成离离子子,在在电电场场的的作作用用下下ArAr离离子子冲冲击击阴阴极极靶靶材材表表面面,使使靶靶材材原原子
15、子从从其其表表面面蒸蒸发发出来形成超微粒子并在附着面上沉积下来。出来形成超微粒子并在附着面上沉积下来。vv 但产量较低、颗粒分布不均匀。但产量较低、颗粒分布不均匀。图图溅溅射射法法原原理理图图严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5、放电爆炸法(、放电爆炸法(Exploding Method)利利用用经经在在高高压压电电容容器器瞬瞬间间放放电电作作用用下下的的高高能能电电脉脉冲冲,使使金金属属丝蒸发、爆炸而形成
16、纳米粉体的方法。丝蒸发、爆炸而形成纳米粉体的方法。可可制制备备WW、MoMo等等金金属属粉粉末末,也也可可在在通通氧氧气气的的条条件件下下制制备备A1A12 2O O3 3 、TiOTiO2 2 等氧化物粉体。等氧化物粉体。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。热蒸镀法制备的纳米热蒸镀法制备的纳米Si粒子粒子在在GaSb基板以自基板以自组组成法成法制制成的成的粒粒子子严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等
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