理论教育 金属合金与无机非金属纳米颗粒的制备方法

金属合金与无机非金属纳米颗粒的制备方法

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在合成第2和3类合金的纳米颗粒时,由于随着纳米颗粒的形成,母材的成分会发生变化,所以应当考虑成分控制的手段,如在制备过程中添加蒸发快的元素。表17-5给出了用电弧等离子体法合成的纳米颗粒的种类和条件。所以在制备新的化合物纳米颗粒时仍然要注意制备的安全问题,尤其是合成量比较大时更是如此。

金属合金与无机非金属纳米颗粒的制备方法

与沉淀法、加水分解法等其他方法相比,等离子体法的一个显著优点是可以制备合金型的纳米颗粒[10-20]。合金纳米颗粒制备可以分成3类:纳米颗粒和母材合金的成分几乎一样,如Fe、Co、Ni系统的合金(见图17-53);纳米颗粒与母材合金有负的成分偏离,如Fe-Cu合金(见图17-54);纳米颗粒与母材合金有正的成分偏离,如Fe-Si合金。在合成第2和3类合金的纳米颗粒时,由于随着纳米颗粒的形成,母材的成分会发生变化,所以应当考虑成分控制的手段,如在制备过程中添加蒸发快的元素。

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图17-53 Fe-Ni,Fe-Co和Fe-Cr合金颗粒在制备过程中的成分变化

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图17-54 Fe-Cu合金颗粒在制备过程中的成分变化(www.daowen.com)

除了金属以及合金纳米颗粒外,通过改变气氛或使用化合物原料还可以合成多种化合物的纳米颗粒。表17-5给出了用电弧等离子体法合成的纳米颗粒的种类和条件。一般来说,

表17-5 等离子体法合成的各类纳米颗粒

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化合物的纳米颗粒可以不经钝化处理就拿到大气中,但有些化合物纳米颗粒也会出现自燃现象。所以在制备新的化合物纳米颗粒时仍然要注意制备的安全问题,尤其是合成量比较大时更是如此。另外使用活性气体时,原料与气体的亲和力不同也会对形成的颗粒有很大影响。如在N2气氛下,与氮亲和力大的Ti、Zr会生成纯的TiN和ZrN;与氮亲和力中等的Al则生成AlN和Al的混合物;与氮亲和力小的Si则生成纯Si;原料为与氮亲和性差的Mo、Fe、Co、Ni时,等离子体稳定性差对试料有强的溅射作用,生成物则是粗大的颗粒。

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