纳米镍粉制备技术研究进展

纳米镍粉制备技术研究进展
纳米镍粉制备技术研究进展

粉末冶金技术2009年4月

法,也是制备超细镍粉的常用方法酗8|。它是将砖.S0。、NiCI:等水溶液或Ni(OH):悬浮液与具有还原性的硼氢化镳和联氨混合渡反应,还原文来的镍粉凝聚体用乙醇或丙酮处理,可褥颗粒分散均匀的高纯度超细镍粉。其反应方程式可表示为:

Ni2++20珏一叫两(OH)2(2)

2Ni(OH)2+N2H4—qNi+N2+4鞭20(3)

KeningYu¨引等采用溶液还原法,以NiSO。?6飘:O为原料,角乙爝醇溶解疆iS0。与N柏颡的生成物Ni(OH)2,联氨做还原剂,通过控制碱加入量、反腋物浓度、反应温度和还原时间,制备出了长度为l~8≯m、厚度为O。l—O。5陋的棒状超缨镍粉(如阌2所示)。Jung等汹’在水溶液中还原联氨镍化合物(Ni(N2H4)。c12,肛=2、3、6,托通过调越N2H4与Ni2+的摩尔毙来确定),制备出粒径力|50一180魏嫩的球形镍粉。张传福等人啪1以NiSO。?6H:O为原料,采用NaOH或Na2CO,调节溶液pH值,联氨(援:珏;)徽还原荆,穰糟超声波分散剃备凼了形状毙较规则、粒度在300一400nm的超细镍粉。石玉光、镑青Bu采朋相同的原料,但通过加入表聪活性剂和采蠲低温液糨还原,制备出平均粒径蠹75nm的缡米镍粉。秦振平等人mo以四水醋酸镍[Ni.(CH3COO):?4H:O]为原料,采用一缩二乙二醇为还原剂,割备出25一∞nm的缡米镍粉。谈玲牮等四’以NiS04?6H20为原料,N2H4?H20和NaOH为反应剂,采用溶液还原法制备出了50nm的纳米镰粉。

图2棒状超缀镶粉

Fi昏2

Ul妇?6舱斑ckelpoWderwimcllIbbed8hape

溶液还原法具有工艺简单、产物的形貌及粒度霹控等优点;但粉末容易团聚,产出率褶对较低。l。2.3固裙反应法

固相反应法是近年来新兴的一种制备纳米材料的薪方法。它是利用高能球磨(或机摭研磨)对反应提供特定条件,郎在研磨或球磨过程中,粉末得到了细化,比表面积增加,表面能升高,活性增加;同时摩擦、碰撞产生的热量进一步诱导圊耀反应的发生,而反应一旦发生,产生的热量又为反应的继续进行提供能量。

采用圈相反应法制备纳米镍粉,是在特定惰性气氛中对无水NiCl:与N拽或Mg采厢高能球磨(或机械研磨),由固态置换反应制备超细镍粉。Babu.恻等人瞄3以N蛇l:稔鹾g为反应原料,Ar徽保护气体,采用高能球磨同相反应,制备出lO一500嗍的超细镍粉。DingJ等Ⅲ1采用高能球磨,使NiCl2与翼a发生匿程反应,制备出lO一筠nm的纳米镣粉;在纳米镍粉的制备过程中,为了防止反应过于剧烈,添加了大量的NaCl来减缓反应的发生。

豳耜反应法制备黪粉末粒径很小,但耪末的提纯分离具有一定难度,目前圜外学者在这方面研究相对较多。

l。2。碡雾纯一热分解法/喷雾于燥法

雾化一热分解法/喷雾干燥法怒一种生产具有独特性质微粒的重要方法,也是制备纳米/超细粉体的一种适合工业纯生产的重要方法。雾化一热分解法是将前驱体母液经过高速雾化器产生微米级的雾滴并被气流带入高温反应器中发生热分解,得到均匀粒径的超细粉体材料(醒3为雾化一热勰法示意图)。喷雾干燥法与雾化一热解法具有大致相同的流程,只是喷雾干燥法不发生高温反应,所得粉末需另外遴行煅浇、还原,嚣雾化一热解法将喷雾干燥法的喷雾干燥和还原一体化,二者的原理相同。但雾化一热解法对设备要求高,设备成本较大。

在制备纳米镍粉时,邋常以礁(N0,)2?6瓣20或NiCl2?6H20为原料,将其配成一定浓度的溶液,利用超声波对溶液体系遴行分散稳定,然后将翦驱俸母液经过喷雾干燥器产生微米级的雾滴,雾滴被气流带入高温反应器中发生热分解,从而得到均匀粒径的超细粉体材料。在制备过程中,前驱体母渡浓度、还原剜类猹、热解温度、热解时闻、气体流速稀压力都会对镍粉的粒度、形貌和晶粒产生影响。wang等人【拍1在采用低压雾化一热解法制备纳米镍

粉时(所得粉末平均颗粒尺寸为35啪),通过对前

不同形貌纳米镍粉的制备

Material Sciences 材料科学, 2014, 4, 218-224 Published Online September 2014 in Hans. https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html,/journal/ms https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html,/10.12677/ms.2014.45031 Preparation of Nanoparticles of Metallic Nickel with Different Morphology Longhui Liu1,2, Shaobo Shen1,2*, Tianjiao Zhao1,2, Yao Cheng1,2, Xiaoyu Chen1,2 1Beijing Key Lab of Green Recycling and Extraction of Metals, Beijing 2School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing Email: d_fishier@https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html,, *shaoboshen@https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html, Received: Jul. 20th, 2014; revised: Aug. 18th, 2014; accepted: Aug. 29th, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Some anhydrous eutectics composed of nickel chloride and sodium chloride were obtained by chlorinating the mixtures of sodium chloride and row nickel (average particle size 24.6 μm) with different molar ratios at 700°C. The eutectics were smelt and vaporized at 900°C and the vapo-rized eutectics were reduced by H2 into nickel powders of high purity with different shapes and different particle sizes. When the molar ratio of NaCl/Ni was 4.0, some spherical nanoparticles of nickel with average particle size 97.42 nm were synthesized. When the molar ratio of NaCl/Ni was 2.0, some cubic superfine particles of nickel with average particle size 101.92 nm were synthe- sized. Without addition of NaCl, some sintered nickel particles of irregular shape were synthesized. The plausible reasons were given to explain above phenomena. Keywords Nanoparticle of Ni, Spherical, Cubic, Eutectic of NiCl2-xNaCl, Gas Phase Synthesis 不同形貌纳米镍粉的制备 刘龙辉1,2,沈少波1,2*,赵天骄1,2,成瑶1,2,陈小雨1,2 1稀贵金属绿色回收与提取北京市重点实验室,北京 2北京科技大学,冶金与生态工程学院,北京 Email: d_fishier@https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html,, *shaoboshen@https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html, *通讯作者。

镍基复合材料 57-1

镍基复合材料是以镍及镍合金为基体制造的。由于镍的高温性能优良,因此这种复合材料主要是用于制造高温下工作的零部件。 镍基复合材料主要用于液体火箭发动机中的全流循环发动机。这种发动机的涡轮部件要求材料在一定温度下具有高强度、抗蠕变、抗疲劳、耐腐蚀、与氧相容。在目前正在研制的系统中这些部件选用镍基高温合金。虽然用SiC 颗粒或纤维增强的复合材料可以达到高强度、高刚度和抗蠕变。但在全流循环发动机的富氧驱动气体环境下,这些材料不能兼顾与氧的相容性。发动机起动瞬变过程的热冲击环境,排除了涡轮叶片采用加涂层的材料系的可能。 因此,用整体材料制作的涡轮叶片,必须经受住富氧燃烧产物所形成的环境。因为涡轮部件和涡轮盘在大约9min 运行中一般不用冷却,所以在短时运行中,整体材料温度达到730℃是正常的。对某些设计,希望密度低于6.5g/cm3 的材料的强度要大于1040MPa。应力、温度和化学环境都十分苛刻,要延长维修平均间隔时间(MTBR)使这些材料性能目标更难达到。其它非旋转部件也必须经受住极端运行环境的考验。喷注器面板、喷注壳体和预燃烧器在高温下都必须抗氧化、耐腐蚀、抗氢脆。喷嘴调节和控制流入主燃烧室的推进剂流量。预燃烧室是个小型燃烧室。在这个燃烧室里,产生涡轮驱动气体。在目前一些系统(其中一些被有效冷却)中,这些部件使用钴合金。未来发动机的这些部件,预计有极端的热环境(气体温度接近918℃)和高达62MPa 的压力。Si3N4 整体材料正在用作喷嘴壳体,但陶瓷壳体与金属推力室的匹配困难还没有解决。由于喷嘴壳体的形状是轴对称的,所以早就有人建议这种壳体采用连续纤维增强的复合材料,但部件的匹配条件向连续纤维增强的复合材料提出挑战。 以下为两种比较典型的镍基复合材料及其主要性能: (一)、镍基变形高温合金 以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍基变形高温合金以汉语拼音字母“GH”加序号表示,如GH36、GH49、GH141等。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材。按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金,弱时效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温合

金属镍纳米材料研究进展

万方数据

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金属镍纳米材料研究进展 作者:张磊, 葛洪良, 钟敏, ZHANG Lei, GE Hongliang, ZHONG Min 作者单位:浙江省磁性材料实验基地中国计量学院材料学院纳米材料化学制备室,杭州,310018 刊名: 材料导报 英文刊名:MATERIALS REVIEW 年,卷(期):2008,22(z1) 参考文献(32条) 1.Zeng H;Li J;Liu J P Exchange-coupled nanocomposite magnets via nanoparticle self-assembly 2002 2.Xiao Y;Patolsky F;Katz E Plugging into enzymes:Nanowiring of redox enzymes by a gold nanoparticle 2003 3.Xia Y;Yang P;Sun Y One-dimensional nanostructures:synthesis,characterization,and applications 2003 4.Gudiksen M S;Lauhon L J;Wang J F Growth of nanowire superlattice structure for mnoscale photonics and electronics 2002 5.Chu S Z;Wada K Fabrication and characteristics of ordered Ni nanostructures on glass by anodization and direct current electrodeposition[外文期刊] 2002(11) 6.谈玲华;李勤华;杨毅纳米镍粉的制备及其催化性能研究[期刊论文]-固体火箭技术 2004(03) 7.葛秀涛;焦健;肖建平常温常压下吡咯及其衍生物的镍催化加氢反应考察[期刊论文]-化学物理学报 2001(02) 8.Glerter H Nanocrystalline materials 1989(04) 9.魏智强;温贤伦;王君工艺参数对阳极弧放电等离子体制备镍纳米粉的影响[期刊论文]-稀有金属材料与工程2004(03) 10.左东华;张志琨;崔作林纳米镍在硝基苯加氢中催化性能的研究 1995(04) 11.屈子梅羰基法生产纳米镍粉[期刊论文]-粉末冶金工业 2003(05) 12.Eckert J;Holzer J C;Krill C E Structural and thermody-namic properties of nanocrystalline fcc metals prepared by mechenical attrition 1992 13.韦钦;刘雄飞;曹建纳米Ni的制备与微观结构的研究 1994(01) 14.Baburaj E G;Hubert K T;Fores F H S Preparation of Ni powder by mechanoehemical process 1997 15.Tepper F Nanosize powders produced by electro-explosion of wire and their potential applications [外文期刊] 2000(04) 16.Chatterjee A Chakravorty n Preparation of nickel nanoparticles by metalorganic route 1992(01) 17.高宝娇;高建峰;周加其超微镍粉的微乳液法制备研究[期刊论文]-无机化学学报 2001(04) 18.Ni Xiaomin;Su Xiaobo;Yang Zhiping The preparation of nickel nanorods in water-in-oil microemulsion[外文期刊] 2003(4) 19.Liu Z P;Li S;Yang Y Complex-surfactant-assisted hydrothermal route to ferromagnetic nickel nanobelts[外文期刊] 2003(22) 20.Niu H L;Chan Q W;Ning M Synthesis and one-dimensional self-assembly of acicular nickel nanocrystallites under magnetic fields 2004 21.Liu Qi;Liu Hongiiang;Han Min Nanometer-sized nickel hollow spheres[外文期刊] 2005(16) 22.Wang Xuewei Size-dependent orientation growth of large area ordered Ni nanowire arrays 2005 23.Mock J J;Oldenburg S J;Smith D R Composite pias mon resonant nanowires 2002

纳米镍粉的形貌与磁性能_王大鹏

纳米镍粉的形貌与磁性能* 王大鹏,俞宏英,孙冬柏,王旭东,樊自拴,孟惠民 (北京科技大学材料科学与工程学院北京表面纳米技术工程研究中心,北京100083) 摘 要: 采用多元醇液相还原法,在乙二醇中还原制备出了球形、刺球形、线形、花状4种形貌的镍纳米材料。通过XRD和FESEM对镍粉的结构、形貌进行了分析,并用振动样品磁强计对不同形貌的纳米镍粉进行了磁性能分析。结果表明所制备的纳米镍粉为面心立方的单晶结构,晶粒尺寸在10~30nm之间,颗粒直径在200~300nm之间,主要为球形、刺球形、线形、花状4种形貌。线形纳米镍粉的矫顽力最高,刺球形和花状次之,球形的矫顽力最小。 关键词: 镍纳米粉;液相还原法;磁性能 中图分类号: TQ031.6;TQ050.4文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2008)03 0499 04 1 引 言 磁性金属纳米材料由于具有优异的磁学性能,在高密度磁记录、隐身材料、催化剂、靶向给药等领域有着广泛的应用前景[1]。低维镍纳米材料作为一类常用的磁性材料,在高效催化剂、光吸收材料、高密度磁记录材料、高性能电极材料等领域具有广阔的用途,成为材料科学和凝聚态物理领域中的重要研究课题[2]。 目前,纳米材料的液相制备方法主要包括溶剂热法和氧化还原法[3~5]。溶剂热法制备出的纳米材料形貌较好,然而该法的制备条件比较苛刻,一般在密闭体系和高温高压条件下进行,成本较高,不利于批量生产。多元醇还原法的制备条件温和,制备的纳米材料分散性较好,形貌易于控制,成本较低[6~12]。本文以水合肼为还原剂,在乙二醇溶剂中还原镍的无机盐,成功制备了不同形貌的,分散性较好的镍的低维纳米材料,并对它们的磁性能进行了分析比较。 2 实 验 2.1 试剂与实验 分析纯试剂包括六水合硫酸镍、乙二醇、水合肼、乙醇、丙酮、氢氧化钠。 实验以乙二醇为溶剂,用两个烧杯各自量取一定体积的乙二醇,然后分别加入一定量的NiSO4 6H2O 和NaOH,室温下置于超声波清洗器中超声20~ 30m in,得到二者的乙二醇溶液。在60的恒温水浴中加热并磁力搅拌,将溶解完全的两种溶液混合保温10m in后得到浅黄绿色的Ni(OH)2前躯体,然后将体系升温至80~95,逐滴加入80%的水合肼,反应一定时间,溶液逐渐澄清后,停止反应,所得镍粉分别用蒸馏水、无水乙醇和丙酮超声清洗数次后,干燥保存。 用SU PRA55型场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察镍粉的尺寸和形貌,用Sim ens D5000型X射线衍射仪对镍粉进行结构分析,Lake Shore 7410VSM振动样品磁强计测试镍粉的磁性能。 3 结果与讨论 3.1 纳米镍粉的结构与晶粒大小 在实验中,通过控制盐碱比、搅拌速度等制备条件可得到不同形貌的粉体。图1为不同形貌镍纳米粉体的X射线衍射图。可以看到,本方法制得的各种形貌粉体的衍射峰位置基本相同,图谱的(111)、(200)、(220)峰对应于标准卡中面心立方晶系镍的峰,晶胞参数a= 3.524nm,与标准值(a=3.525nm)相差很小,即通过上述方法在乙二醇中制备出了不含杂质的纯镍材料。以(111)晶面衍射峰为基准,用Scher rer公式: L=k cos 式中为掠射角, 为入射线波长, 为Scherrer常数,L为引起该衍射的晶面的法线方向上的晶粒尺寸。计算可得:线形镍粉的晶粒尺寸为26.9nm,花状镍粉和3种不同粒径球形镍粉的晶粒尺寸均为10nm 左右。 图1 不同形貌镍粉的XRD图谱 Fig1XRD spectra o f nickel po wders w ith different mo rpho logies 3.2 纳米镍粉的微观形貌 用FESEM对纳米镍粉的微观形貌进行观察,得到如图2所示的电镜照片。溶液体系的水含量、盐离子浓度、表面活性剂、搅拌速度对镍粉的形貌起着决定 *基金项目:国家自然科学基金资助项目(50374010);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20030008019)收到初稿日期:2007 08 02收到修改稿日期:2007 11 09 通讯作者:俞宏英 作者简介:王大鹏 (1981-),男,河北保定人,在读硕士,师承孙冬柏,从事纳米材料的研究。

纳米粉体材料行业分析报告行业基本情况

报告概要 行业评级:纳米粉体新材料行业推荐 行业内重点公司推荐:广东羚光 行业分析师:袁熠 执业证编号:S123011470019 电话:(021)64318677 Email:YuanYi@https://www.360docs.net/doc/eb3656084.html, 纳米粉体材料行业分析报告 一、行业基本情况 1、行业主管部门及监管体制 公司属于金属制品制造业,行业主管部门是国家发展与改革委员会、工业和信息化部及其各地分支机构,主要负责产业政策的制定并监督、检查其执行情况;研究制定行业发展规划,指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造等工作。 中国微米纳米技术学会(CHINESE SOCIETY OF MICRO-NANO TECH-NOLOGY,英文缩写为 CSMNT)是全国范围纳米行业的自律性管理组织,其主要筹办各种学术活动,包括组织各种学术会、展览会、战略研讨会、国际交流等等,为我国微米纳米技术的计划与规划、关键技术联合攻关、技术交流、人才培养、科学普及发挥重要作用,为国内外各界微米纳米技术研究人员和单位的交流、科研成果的转化和产业化提供交流平台。 江苏省新材料产业协会是江苏省内的新材料行业自律性组织,协会由全省新材料产业领域的企事业单位、大专院校、科研机构以及其他相关经济组织自愿组成,是实行行业服务和自律管理的全省性、行业性、非盈利性的社会组织。主要开展新材料产业全面调查,研究发展趋势,参与制定新材料产业规划和产品技术、质量行业标准,构建综合服务平台,促进产业体制和技术创新,促进新材料企业

持续发展,为江苏省新材料产业发展提供助力。 目前,国家发展与改革委员会、工业和信息化部对行业的管理仅限于宏观管理、政策性引导,行业协会进行指导性管理,公司自主从事业务发展、内部管理和生产经营。纳米材料行业市场化程度较高,主要表现在市场主体和交易方式上,政策壁垒已经完全消除,企业可以自由进入,产品价格由市场供求关系决定,国家不干预企业产品定价,行业运作已经充分市场化。 2、行业主管法律法规 (1)主要法律法规 行业相关法规: (2)国家标准 国家质检总局与国家标准委联合发布的与纳米材料有关的国家标准,主要有: 3、行业主要产业政策 公司处于前沿技术细分行业,公司产品主要运用于片式元件(电容器、电感器和电阻器)、新能源等领域,公司产品的应用领域符合国家的产业政策,属于国家鼓励发展行业,影响本行业发展的法律法规及政策主要有: 2016年6月江苏省政府发布的《江苏省国民经济和社会发展“十三五”规划

纳米材料粒度分析(可编辑修改word版)

纳米材料粒度分析 一、实验原理 纳米颗粒材料(粒径<100nm)是纳米材料中最重要的一种,可广泛用于纳米复合材料 制备中的填料、光催化颗粒、电池电极材料、功能性分散液等。粒径(或粒度)是纳米颗粒材 料的一个非常重要的指标。测试颗粒粒径的方法有许多种,其中,电子显微镜法和激光光散射 法均可用纳米材料粒度的测试,电子显微镜法表征纳米材料比较直观,可观察到纳米颗粒的形态,但需要通过统计计数(一般需统计1000 个以上颗粒的粒径)方法来得到颗粒粒径,比较烦 琐费时,尤其是在纳米颗粒的粒径分布较宽时,统计得到的粒径及粒径分布误差将增大。激光 光散射法得到的纳米颗粒粒径具有较好的统计意义,制样简单,测试速度快,但激光光散射法 无法观察到颗粒形态,在测试非球形颗粒时测试误差也较大。因此,上述两种纳米材料的测试方 法各有优缺点。本实验选用激光光散射法测试纳米材料的粒径及粒径分布。所用仪器为Beckman-coulter N4 Plus 型激光粒度分析仪。 图1 为N4 Plus 型激光粒度分析仪的测量单元组成图,主要由HeNe 激光光源、聚焦透镜、 样品池、步进马达、光电倍增管(PMT)、脉冲放大器和鉴别器(PAD)、数字自相关器、6802 微处理器和计算机组成。 图1 N4 Plus 型激光粒度测试仪的测量单元组成图 N4 Plus 型激光粒度分析仪的测量原理主要基于颗粒的布朗(Brownian)运动和光子相关光 谱(Photon Correlation Spectroscopy, PCS)现象。在溶液中,粒子由热导致与溶剂分子发生随机碰 撞所产生的运动称为布朗运动,由于布朗运动,粒子在溶液中可发生扩散移动。在恒定温度及某 一浓度下,粒子的平移扩散系数与颗粒的粒径成反比,即符合Stokes-Einstein 方程: D =k B T 3πηd (1) 式中k B为玻尔兹曼常数(1.38×10-16erg/?K),T 为温度(?K),η为分散介质(或稀释剂)粘度(poise),d 为颗粒粒径(cm)。当激光束照射到溶液中的悬浮颗粒上时,由于颗粒的随机布朗运动,颗

镍基复合材料

镍 基 复 合 材 料 的 应 用 10级金属(1)班 1007024101

镍基复合材料的应用 镍基复合材料是以镍及镍合金为基体制造的。由于镍的高温性能优良,因此这种复合材料主要是用于制造高温下工作的零部件。 镍基复合材料主要用于液体火箭发动机中的全流循环发动机。这种发动机的涡轮部件要求材料在一定温度下具有高强度、抗蠕变、抗疲劳、耐腐蚀、与氧相容。在目前正在研制的系统中这些部件选用镍基高温合金。虽然用SiC 颗粒或纤维增强的复合材料可以达到高强度、高刚度和抗蠕变。但在全流循环发动机的富氧驱动气体环境下,这些材料不能兼顾与氧的相容性。发动机起动瞬变过程的热冲击环境,排除了涡轮叶片采用加涂层的材料系的可能。 因此,用整体材料制作的涡轮叶片,必须经受住富氧燃烧产物所形成的环境。因为涡轮部件和涡轮盘在大约9min 运行中一般不用冷却,所以在短时运行中,整体材料温度达到730℃是正常的。对某些设计,希望密度低于6.5g/cm3 的材料的强度要大于1040MPa。应力、温度和化学环境都十分苛刻,要延长维修平均间隔时间(MTBR)使这些材料性能目标更难达到。其它非旋转部件也必须经受住极端运行环境的考验。喷注器面板、喷注壳体和预燃烧器在高温下都必须抗氧化、耐腐蚀、抗氢脆。喷嘴调节和控制流入主燃烧室的推进剂流量。预燃烧室是个小型燃烧室。在这个燃烧室里,产生涡轮驱动气体。在目前一些系统(其中一些被有效冷却)中,这些部件使用钴合金。未来发动机的这些部件,预计有极端的热环境(气体温度接近918℃)和高达62MPa 的压力。Si3N4 整体材料正在用作喷嘴壳体,但陶瓷壳体与金属推力室的匹配困难还没有解决。由于喷嘴壳体的形状是轴对称的,所以早就有人建议这种壳体采用连续纤维增强的复合材料,但部件的匹配条件向连续纤维增强的复合材料提出挑战。 以下为两种比较典型的镍基复合材料及其主要性能: (一)、镍基变形高温合金 以镍为主要基体成分的变形高温合金。镍基变形高温合金以汉语拼音字母“GH”加序号表示,如GH36、GH49、GH141等。它可采用常规的锻、轧和挤压等冷、热变形手段加工成材。按强化方式可分为固溶强化镍基变形高温合金,弱时效强化镍基变形高温合金和强时效强化镍基变形高温合金3类。

纳米氧化镍综述

纳米氧化镍综述 1、氧化镍性质 氧化镍的化学式为NiO,是一种绿色至黑绿色立方晶系粉末,密度为 6.6---6.89/cm3,熔点为1984℃,溶于酸和氨水,不溶于水和碱液。Ni原子周围有6个O原子,O原子周围也有6个Ni原子,他们的配位数均为6。由于多面体的型式主要取决于正负半径比,且Ni2+的半径值为69pm,0的半径值为140pm,正负离子的比值为0.1507,大于O.1414,所以得出氧化镍是八面体配位,也是由于这样的特殊结构成为了氧化镍不导电的主要原因。过渡金属氧化物P型半导体 2、应用 2.1催化剂 乙烷脱氢制乙烯的反应过程中作为催化剂,在甲酸盐分解中的非凡催化作用 2.2纳米NiO在光电材料方面的应用 能产生3.55eV的不连续光带,呈现出很强的原子电致变色特性。以此材料制成的灵巧窗不仅可根据季节的变化改变最佳光,还可以实现对光能控制的智能化;以此材料制成的反光镜用于汽车后视镜,可以根据改变电致变色层的吸收特性达到强光照射下的无炫光效果,已成为美国多数汽车制造商提供的标准配置。 2.3纳米NiO在电池、电极材料方面的应用 普通氧化镍蓄电池放电30min后,其端电压就接近衰竭,而纳米氧化镍蓄电池到了90min以后才出现衰竭,表现出良好的放电性能。产生这一现象的原因是因为这些纳米微粒与导电材料分布于正极活性物质的空隙中,这样既有利于电子电荷的传递,也有利于离子电荷的传递。并且其小尺寸效应增加了活性物质的空隙率和反应的表面积。普通氧化镍蓄电池一开始就表现为较大电流的充电,而纳米氧化镍蓄电池则表现为小电流充电,60min后电流趋于相等,表现出良好的充电性能。因此纳米氧化镍蓄电池具有优良的应用前景。有研究表明颗粒状氧化镍比针形氧化镍具有更好的电化学性能和更高的比电容. 2.4新型光电化学太阳能电池(DSSC)中的应用 为了提高DSSC效率和稳定性,HeJia~un等¨考虑到NiO作为P型半导体具有稳定性和宽带隙等优点而首次将其作为DSSC 中的阴极。 2.5在电化学电容器中的应用 过渡金属氧化物RuO ,IrO等作为电极材料虽具有较大比容,但由于高成本限制了其商品化。LiuXianming等制成的海胆状纳米NiO电极材料具有典型的电容性能,恒流充放电实验证明电极材料比容可达290F/g,循环使用500次以后仍具有217F/g。WangYonggang 等。。利用复制模板SBA一15合成的有序中空结构纳米NiO电容量可达120F/g。还有一种复合材料制作的电池如

纳米镍粉制备项目分析

纳米镍粉制备 1 应用领域 (1)导电浆料 用此方法生产的100纳米以下尺寸的镍粉配成镍电子浆料,可以烧结出仅有0.6个微米厚的电极,从而生产1000层以上的MLCC,使MLCC器件小型化,优化微电子工艺,代替银钯等贵金属电子浆料,大幅度降低成本。 (2)高效催化剂 纳米镍粉具有极强的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。 (3)活化烧结添加剂 在粉末冶金中大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度,同时大幅度提高烧结后产品的机械性能和致密性。 (4)纳米镍粉可以做为高导电导热填料用于抗静电材料或者导电材料。 (5)纳米金属自修复剂 添加至各种机械设备金属摩擦副润滑油中,实现金属摩擦已磨损部分自修复,节能降耗,提高设备使用寿命及维修周期。 (6)高性能电极材料 此法生产的纳米镍粉粒径小,分散容易,比表面积大,催化活性高,导电能力好,加以适当工艺,能制造出具有巨大表面积的电极,大幅度提高放电效率;还可替代铂颗粒用于燃料电池催化剂,大幅度降低成本。 (7)纳米级镍粉对电磁波有很强的吸收能力,可用于军事隐身领域。 (8)高效助燃剂 将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率,改善燃烧的稳定性。 (9)金属和非金属的表面导电涂层处理 在无氧条件下、低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。 (10)焊接粘结剂 纳米镍粉用于不锈钢和金属钛的焊接粘结剂。 (11)磁流体

用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。 (12)生物医药领域 纳米镍粉作为磁性材料被广泛用作各种抗癌药物的载体,形成一种磁靶向给药系统;用纳米镍粉磁性制成的磁性微球还可广泛用于磁性免疫细胞的分离,核磁共振造影成像等方面。利用纳米镍粉磁性在外加交变电磁场作用下能产生热量的特性,杀死肿瘤细胞,达到治疗肿瘤的目的。 (13)磁保健领域 众所周知,人体具有生物磁场,人体的每一个细胞都是一个磁微单元,因此外界磁场的变化都会影响人体的生理机能。据报道可知,磁场对人体的神经系统、心脏功能、血液成份、血管系统、血脂、血液流变学、免疫功能、内分泌功能和的活性等具有影响作用。因此,对人体具有疾病治疗和保健作用。基于这种原理,我们将纳米镍粉添加到产品中达到调整人体机能和提高抗病能力,起到医疗保健作用的。 2 生产技术 纳米镍粉生产技术有物理法(等离子电弧法、高能球磨、蒸发冷凝法)、化学法(羰基镍热分解法、溶液还原法、固相反应法、雾化-热分解法/喷雾干燥法、化学气相法、电沉积法)。 目前国际市场上批量生产的纳米镍粉主要有日本通过化学气相沉积法,加拿大通过羰基镍分解法,以及美国量子球公司(QuantumSphere)和中国宁波采用的蒸发-冷凝法。 3 市场需求 目前普通镍粉仅在催化剂行业用镍量为5000吨。我国现有镍粉生产生产能力约1000吨,生产能力远远不能满足国内市场的需求,需要大量进口。 从国内市场发展前景看,建筑业用的金刚石薄壁钻头、切割片,石油天然气等矿用金刚石钻头、硬质合金钻头的胎体粘接材料大多采用镍粉;金属材料加工、汽车、摩托车机械打磨加工等用的工具大多采用金刚石磨料磨具,其胎体材料也大都采用普通镍粉。随着金刚石工具业、电工合金业、粉末冶金机械零件等行业的快速发展,镍粉需求量呈现快速发展的势头。纳米镍粉由於其特殊的小尺寸效应在催化剂上比普通镍粉催化效率要高很多。在金刚石工具中加入适量的纳米镍粉可以大大提高工具的烧结温度和烧结密度,提高工具的质量。 最新研究结果表明纳米镍粉在燃料电池上可以代替贵金属铂,大大降低燃料电池的成本,为燃料电池走向民用汽车市场创造了条件。

实验2-纳米氧化铝粉体的制备及粒度分析

实验2 纳米氧化铝粉体的制备及粒度分析 一.实验目的 1.了解纳米材料的基本知识。 2.学习纳米氧化铝的制备。 3. 了解粒度分析的基本概念和原理。 4. 掌握马尔文激光粒度分析仪的使用。 二.实验原理 纳米氧化铝因其具有耐高温、耐腐蚀、比表面积大、反应活性高、烧结温度低,比普通氧化铝粉有着更优异的物化特性,在人工晶体、精细陶瓷、催化剂等方面得到广泛的应用。到目前为止纳米氧化铝粉末的制备方法众多,大致可分为气相法、固相法和液相化学反应法等,其中液相法制备Al2O3具有平均粒径小,分布范围窄、纯度高、活性高、设备简单、制备工艺影响因素可控等优点。 许多学者就纳米氧化铝的合成进行了广泛深入的研究。采用各种方法制备出纳米氧化铝粉体,但困扰纳米超细制备和应用的一个严重问题就是由于表面能造成的粉体的团聚,转相温度高而使颗粒明显长大,人们一般通过添加分散剂来克服团聚,因此对分散剂的合理选择,制备条件的有效控制及分散机理、分散效果的研究显得十分重要。 本实验以不同聚合度的聚乙二醇(PEG)为分散剂,采用沉淀法制备氢氧化铝胶体,胶体经800~1100℃高温煅烧2 h得到纳米氧化铝粉体,其在煅烧过程中经历Al(OH)3→AlOOH(勃姆石)→γ-Al2O3→δ-Al2O3→θ-Al2O3→α-Al2O3的相变过程,此方法能得到的最小平均粒径约为25 nm。 三.仪器与试剂 试剂:硫酸铝铵、浓氨水(25-28%)、聚乙二醇(PEG,聚合度n=200、600、2000、4000)、无水乙醇等,纯度均为AR级。 仪器:集热式恒温磁力搅拌器、40ml陶瓷坩埚、陶瓷研钵、500ml烧杯、真空水泵、布氏漏斗、抽滤瓶、马弗炉、50ml量筒、分析天平、空气塞、干燥箱、磁铁、容量瓶250ml、称量纸、滤纸、玻璃棒、钥匙、表面皿、分液漏斗。 Mastersizer 2000激光粒度仪。 四.实验步骤 1.查文献 《分散剂聚合度对纳米氧化铝粉体特性的影响》 2.样品的制备 将十二水合硫酸铝铵(M=453.33)配成0.2 mol/L的溶液(需加热溶解),分别取出100 ml加入3 g不同聚合度的聚乙二醇(PEG),恒温磁力搅拌(45±5 ℃)使PEG迅速溶解,保持水浴温度,用分液漏斗将25 ml氨水逐滴加入匀速搅拌的溶液中(10 min),形成白色胶状沉淀,氨水加完后,继续搅拌5 min,然后抽滤(抽滤时要防止滤纸穿破),用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤1次,得到胶体样品。胶体经70~80℃烘干,再800~1100 ℃煅烧2h,得到α型氧化铝纳米粉体,研磨后保存。 查阅文献《粒度分析基本原理》。 五.结果与讨论 采用不同聚合度的PEG作分散剂,测氧化铝粉体的粒径分布曲线,曲线的峰宽反映体系中所含颗粒尺寸的均匀程度,峰宽越窄则粒子的粒度越均匀。 1.完成表1内容。

羰基镍粉_国内市场潜力较大

42-POWDER 今年化工原料价格不断攀升,作为钛白粉主要生产原料的硫酸、盐酸价格一路走高,也为钛白粉的生产增加了来自原料方面的成本压力。这一因素也是支撑钛白粉价格保持坚挺的主要因素。 随着“十一五”计划“节能减排”工作的加强,国家宏观调控政策对钛白粉行业的影响因素的不断发挥作用,在国家8部委大力度的检查下,各地环保不达标化工企业关停、限产将在全国出现,高污染行业产品的产量将受到扼制,钛白粉后市依然呈现较大涨势。 20万吨矿粉深加工等项目落户五峰县 五峰土家族自治县赴香港招商团在“三峡.宜昌(香港)投资洽谈会”取得重要成果:5月21日上午,五峰亚泰化工有限公司20万吨方解石矿粉深加工项目正式与楚昌(澳门)实业有限公司签约,按照合同约定,楚昌(澳门)实业有限公司将为该项目投资8000万元,落户五峰亚泰的还有黄磷尾气发电项目。两个项目的投资总额将突破亿元。 五峰亚泰化工有限公司是一家以黄磷生产为主的民营化企业,有年产2000吨黄磷电炉2台、年产7500吨黄磷电炉2台,同时,食品磷酸、工业磷酸生产线各一条,已形成年工业总产值2.3亿元、售销收入2.2亿元,利税过千万的综合生产经营能力。 据悉,在黄磷生产加工时,黄磷尾气在一定程度上造成对大气的污染。为彻底治理污染,合理利用资源,五峰亚泰公司决定通过招商引资,投资2880万元,兴建黄磷尾气发电项目,建设6台500kw燃气发电机组。项目建成后,可全部回收黄磷尾气,彻底清除尾气排出对大气造成的污染,同时,年增发电量1900万kwh,缓解公司电力紧张局面。 羰基镍粉——国内市场潜力较大 羰基镍的生产工艺并不是一项最新技术,已有近百年的研究历史,我国亦有几十年的研究时间。羰基法精炼镍是一种工艺简单,能耗低、提取率高,而且有利于贵金属富集的无三废环保工艺,可生产出高纯金属镍丸、金属粉末、合金粉末、包覆粉末、泡沫镍及纳米镍粉等产品,但长期以来,由于市场对高纯镍粉等产品需求不大,限制了羰基镍的发展。 行业资讯 News 近十几年来,在高科技产业迅速发展的形势下,特别是随着能源、通讯技术和家庭汽车的不断发展,羰基镍产品呈迅速上升的趋势,年增长率为10%左右。由于热解羰基镍可以制备出性能各异、形状不同的多种产品,如零维材料(纳米、微米级粉末材料)、一维材料(针状及丝状材料)、二维材料(薄膜材料)及三维材料(镍丸、包覆、梯度及空心材料)等特殊结构状态的镍产品,这些产品具有优良的物理和化学特性,是许多领域,尤其是高技术产业的重要原料,因此市场需求迅速扩大且前景十分广阔。 目前国外发达国家生产羰基镍的技术先进、工艺成熟,并能大规模化生产,年产能在18万吨左右,消费量在16~18万吨。随着能源、通讯、精密电子等行业的不断发展,羰基镍产品需求仍将以10%的年增长率递增。世界羰基镍产品市场一直由加拿大INCO公司所主导,国际市场上羰基镍的价格也成为垄断价格。 目前我国国内对羰基镍产品的年需求4000至5000吨。国内最早生产羰基镍粉末的是核工业总公司属857厂生产。857厂经过8615工程改造后,设计能力为年产500吨羰基镍粉末,但由于种种原因,一直未能达产。主要产品有羰基镍粉末、包覆粉末及羰基镍——铁合金粉末,主要供军工使用。此外,2001年底由金川集团有限公司、中国有色工程设计研究总院、钢铁研究总院、北京矿冶研究总院等单位共同承担的《羰基法镍精炼生产工艺及羰基镍系列产品开发》课题,在金川公司建设了一条500t/a羰基镍中试生产线,并已在2002年试生产,不过产量一直不稳定。 金川公司羰基镍项目总投资为2.65亿元,采用国际先进的加拿大CVMR公司的常压羰基法技术设备。该项目建成后,羰基镍系列产品的产能可达到2000吨/年,其中包括:羰基镍丸1000吨;微米级羰基镍粉末580吨;微米级羰基铁粉末80吨;纳米级羰基镍粉末20吨;羰基镍-铁合金粉末200吨;包覆粉末100吨;特殊功能材料20吨。 今年1月该项目已竣工验收,目前正处于前期调试试生产阶段,预计07年产量在600吨左右。公司表示,由于羰基镍的价格较为稳定,镍价低时毛利率较高,但镍价大幅上涨后,其盈利能力下降。因此,公司将根据市场情况灵活调整羰基镍的产量。

微纳米粉体制备中形貌与粒度控制的重要意义(一)

微纳米粉体制备中形貌与粒度控制的重要意义(一) 1、前言 功能粉体材料是有色金属重要的应用形式之一,如金、银、铂族、铜、镍粉末用于电子浆料、导电胶的制备;锌粉用于防腐涂料、碱性锌锰电池电极材料;镍、钴氧化物用于镍氢、锂离子、固体氧化物燃料电池电极材料;SnO2用于Ag-SnO2电接触材等,不胜枚举。有色金属功能粉体材料制备,已成为产业链延伸、产品深加工增值的重要方向,是高新技术发展的重要基础。因此研究功能粉体材料有很重要的意义。 材料的性能,主要决定于其组成与结构;而对粉体材料而言,还有其特殊性,颗粒形貌与粒度,亦是决定粉体材料性能的重要因素。 本文将对微纳粉末制备的形貌与粒度控制及国内外的研究进展进行综述。 2、形貌与粒度控制的意义及复杂性 2.1纳米粉末形貌要求举例 对微纳粉末的粒度和形貌的要求因用途而异。三氧化铁α、β、γ三种晶型。其中水煤气转化反应、丁烷脱氢反应催化剂用三氧化铁要求为α晶型,而磁记录介质用超细三氧化铁磁粉要求为γ晶型,粒度小于0.3pm、形状是长径比大于8的针状。另外颜料用α-Fe2O3 最好是棒状、盘状、薄板状。 A12O3有α、γ、θ、η等八种晶型,催化剂及载体用的氧化铝应为η-A12O3或γ-A12O3,而α-A12O3是重要的陶瓷材料。氧化铝的水合物主要有三种三水合物和两种一水合物,阻燃材料用要求是三水合物,并且粒度细,有合理级配、透明性好、粒子形状为片状、细棱状。 用作镍氢电池材料的球形氢氧化亚镍粉末则要求其粒度有一定的分布宽度,以便小粒子可以填充在大粒子的空隙之间,提高电极的能量密度;而作为制备电子工业用的氧化镍粉末的煅烧前驱体,则要求粒度在亚微米且分布尽可能狭窄。 2.2 形貌与粒度控制的复杂性 在超细粉末制备过程中,对粒度和形貌加以控制是相当困难的,这主要是由于制备过程本身的复杂性造成的。液相沉淀是最普遍采用的湿法制粉方法之一,它以其制粉质量优良、方法简便、成本低、容易扩大生产等优点得到广泛的应用。该法的沉淀反应是湿法制粉中非常关键的步骤之一,对最终粉末粒子的粒度和形貌等具有决定性的影响。 沉淀粒子粒度和形貌控制的物理模型也是非常复杂的。产品与过程之间存在着耦合互动关系,在实际应用过程中必须充分利用体系的边界条件、限制条件或者某些特殊条件对其中的某些项进行简化,才能比较方便、合理地计算求解和讨论,而这个求解过程本身就是十分烦琐的。 因此,粉末颗粒的形貌与粒度控制是一个复杂的过程。 2.3 形貌与粒度控制的意义 粉末的粒度及其分布是最基本的形态特征,它基本上决定了粉末的整体和表面特性。除此而外,粉末的结构形貌特征还包括粉末的形状、化学组成、内外表面积、体积和表面缺陷等,它们一起决定粉末的综合性能。因此,最近几年,粉末结构形貌与粒度控制正逐渐成为粉体研究的一个重要内容。 在大多数粉体材料的制备过程中都有粒度和形貌等方面的特殊要求。不同应用领域对功能粉体材料形貌与粒度的多样性要求,为粉体材料制备技术发展提出了新的课题,即在其制备与加工中颗粒形貌与粒度的控制。因此,在微纳粉末制备过程中,根据其应用需要进行

金属基纳米复合材料

金属基纳米复合材料 摘要:本论文主要介绍了纳米复合材料的设计(包括结构设计和功能设计),讨论了金属基复合材料的制备方法以及对所制备的金属基纳米复合材料的性能进行了分析,最后对金属基纳米复合材料的发展进行了展望 。 关键词:纳米复合材料简介金属基复合材料特性金属基复合材料制备方法碳纳米管金属基纳米复合材料展望 引言:金属基纳米复合材料是以金属及合金为基体,与一种或几种金属或非金属纳米级增强相相结合的复合材料。金属基纳米复合材料具有力学性能好、剪切强度高、工作温度较高、耐磨损、导电导热好、耐湿性好、不吸气、尺寸稳定、不老化等优点,故以其优异的性能应用于自动化、航天、航空等高技术领域。各种复合新工艺,如压铸、半固态复合铸造,喷射沉积和直接氧化法、反应生成法等的应用,促进了纳米颗粒、纳米晶片、纳米晶须增强金属基复合材料的快速发展,使成本不断降低,从而使金属基纳米复合材料的应用由自动化、航空、航天工业扩展到汽车工业,而使其应用越来越广泛,进入到生产生活的各个方面。 纳米复合材料简介 纳米材料是由纳米量级(1—100nm)的纳米粒子组成的固体材料。纳米微粒有4个基本效应:小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。因此,纳米材料表现出一些特殊性能,如高热膨胀系数、高比热容、低熔点、奇特的磁性、极强的吸波性能等。纳米微粒尺寸很小,纳米粒子的表面原子数与其总原子数的比值随着粒径尺寸的减小而急剧增大,所以纳米材料有高密度缺陷、高的过剩能、大的比表面积和界面过剩体积。纳米材料也因此具有许多特殊的性能,如高的弹性模量、较强的韧性、高强度、超强的耐磨性、自润滑性和超塑性等。由于纳米材料的特异性能,纳米材料有着广泛的应用。 根据纳米复合材料的功能特性和使用时的侧重点,可将其粗略地分为结构纳米复合材料和功能纳米复合材料两大类。前者主要用在产品或工程的结构部件上,着重在材料的结构强度、刚性、韧性、耐热性能等机械、物理、力学性质和耐化学腐蚀与耐恶劣环境能力上的赋予;后者侧重在利用材料的特殊光、电、声、热、磁敏感应、信息贮存与传输、能量贮存与释放等性能及效应来实现某种功能。根据纳米复合材料的复合途径可分为:纳米相—纳米相复合材料,纳米相—常规块体复合材料及复合纳米薄膜。根据复合材料组分的性质可分为无机—无机纳米、有机—有机纳米以及无机—有机纳米复合材料。 金属基纳米复合材料的特性 金属基纳米复合材料的力学性能主要具有如下的特点:高强度和高韧性,高比强度和高比模量,抗蠕变和抗疲劳性好,高温性能好,断裂安全性高等。 1.微观结构 研究人员用超声波气态原子化法和热挤压锻造制备纳米复合材料,研究其微观结构演化、热稳定性和ɑ-Al纳米相生长动力学,发现:原子化粉末的微观结构受基体中溶质过饱和度、隐含微应力、溶质大小、分布状态和沉积纳米相的体 (Ni,Fe)纳米相积分数等因素影响;在热的结晶过程中,ɑ-Al相的沉积和Al 3

Malvern Zetasizer Nano ZS90 纳米粒径电位分析仪操作规程

Malvern Zetasizer Nano ZS90纳米粒径电位分析仪 操作规程 1.开启电源:等待30min以稳定激光光源; 2.开启电脑,双击桌面的工作站快捷图DTS(Nano);等待仪器自检(指示灯颜色变为绿色即自检成功),进入NanoZS90系统工作站; 3.建立测量条件的存储路径(单击File→new→磁盘D→个人数据→个人文件夹); 4.测量粒度: (1)单击工作栏上的Mesurement→Manual→Meaurement,在Manual-setting 窗口单击Meaurement Type→选择Size; (2) 单击Labels , 输入测量样品名(如CSNP-040301); (3)单击Mesurement,设置测量温度(℃)、测量次数(通常选Automatic)、测量循环次数(通常选1次); (4)单击Sample,设置样品参数:单击Manual选择Material Name(如为脂质体,请选择Liposome)/单击Dispersant 选择被分散的介质(通常选Water); (5)单击Cell,选择测量池类型(如聚苯乙烯塑料池选DTS0012测量池、如石英池选PCS1115 Glass-square aperture); (6)单击Result calculation,设置粒度计算模型(通常选General Purpose/若能确认样品为单峰分布则选Monomodal); (7)设置完毕,点击确认。 5.测量样品 按仪器指示,打开样品池盖,放入测量池(带▼符号面朝向测量者),点击Start 即开始测量(单击状态栏Result图标,可对粒度结果实时监控); 6.结果分析 测量结束,选择Records View 栏下任一记录条后 (1)单击状态栏上的Intensity PSD(M), 获得光强度粒度分布图/单击Intensity statistics获得光强度粒度的统计学分布详表/分别单击Number 和V olume,获得数量和体积分布结果图。

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