【摘 要】
:
纳米金属粉在信息、环境、能源和医学等范畴中有着广泛的应用前景。但目前,由于纳米金属粉难以宏量获得,制备成本过高,导致其实际应用非常有限。金属丝电爆法制备纳米金属粉
论文部分内容阅读
纳米金属粉在信息、环境、能源和医学等范畴中有着广泛的应用前景。但目前,由于纳米金属粉难以宏量获得,制备成本过高,导致其实际应用非常有限。金属丝电爆法制备纳米金属粉具有所制粉体纯度高、化学活性高和不易团聚等优点,被认为是具有广阔前景的一种纳米粉工业化制备方法。然而已有的金属丝电爆炸法制备纳米金属粉装置存在一些问题,使得该方法在实际工业化制备中受到一定限制。为此本文在已有研究基础上,基于气体放电原理,开发了一台消融材料约束丝电爆法制备纳米金属粉装置。将细金属丝夹持在由聚乙烯消融材料制成的载丝轮上,送入高压电场实现电爆,通过改变金属丝在载丝轮上的起爆位置,分散爆炸产生的高温和冲击波对载丝轮的烧蚀,从而提高其承受连续电爆炸的次数。利用该装置对三种不同熔点材料金属丝进行电爆制粉试验,表征分析制得的纳米粉;并测量放电回路中的电信号,研究金属丝电爆炸的发展过程;以及通过观察电爆炸前后载丝轮的表面形态,探究爆炸过程中的消融现象。对制备的三种纳米金属粉进行XRD物相分析,发现样品主要成分分别为纯金属铝、镍和钼,未被明显氧化,且衍射峰峰形十分尖锐,表明结晶度良好。通过TEM显微分析发现,制得纳米粉颗粒大小比较均匀,分散性较好。其中熔点较高的金属钼,颗粒粒径分布范围较宽。增加初始充电电压提高作用在金属丝上的能量密度,能够减小所得纳米粉的平均粒径,当增加到一定程度时,粉体平均粒径处于一个相对稳定的值,其分别为平均粒径31 nm的铝纳米粉、33 nm的镍纳米粉和42 nm的钼纳米粉。分析金属丝电爆发展过程,可在电爆铝丝和镍丝的电压电流波形中观测到放电回路中的电流在经历第一个电流高峰之后,迅速回落至零,存在一个微秒级的电流中断时期用于等离子体通道的形成,这个微秒级的时间延迟可使部分金属蒸气逃离等离子体的再次加热,这些金属蒸气会因此形成大颗粒的纳米金属粉,即解释了随着初始充电电压上升,电流中断时间减少,纳米金属粉大颗粒数量减少的原因。电爆高熔点的钼丝时,金属丝表面电弧击穿使沉积在丝上的能量密度明显减小,因此纳米粉中大颗粒的比例也会明显增加。在消融材料约束丝电爆过程中,所使用的聚乙烯消融材料对电爆产物有着消融约束效果,与金属丝接触的位置会产生微小的局部烧蚀。同种材料电爆时,增大初始充电电压,金属丝起爆时间缩短,即高温的金属丝熔化消融材料的时间减少,载丝轮表面微小烧蚀痕迹的宽度逐渐减小;同一初始充电电压下电爆不同材料时,材料熔点越高,电爆炸时金属丝上的温度越高,对载丝轮熔化越明显。结合三种材料制备的纳米金属粉粒径与初始充电电压的关系,可知,铝丝在初始充电电压大于7 k V,镍丝在大于8 k V,钼丝在大于12 k V电爆时载丝轮上形成的熔化痕迹很小,不影响电爆装置的运行,且可得到颗粒较小纳米金属粉,适合电爆制粉。
其他文献
双目视觉技术能够实现目标的识别与距离计算,在自动驾驶领域有很大的应用空间。然而,现阶段双目视觉存在光照干扰、遮挡、弱纹理区域歧义匹配等问题,影响其测量的准确性和可靠性。提出基于双目视觉的跟驰状态实时感知系统,该系统采用基于车辆跟驰模型的扩展卡尔曼滤波方法对车辆跟驰状态进行实时估计,包括跟驰距离、前后车速度差等。通过实际道路试验,证明了该系统能够识别并修正测量数据中的异常值,解决弱纹理区域误匹配问题
本文在基于金兹堡—朗道—德文希尔唯象理论的相场法理论下,应用有限差分方法及四阶龙格—库塔法数值求解,研究不同电学边界条件对铁电纳米点畴结构演化和热电温度效应的影响。
本文采用二级轻气炮进行高速撞击,研究了不同撞击条件下M55J/AG-80复合材料的力学性能和撞击损伤区域的变化规律,及其损伤形式,初步讨论了高速撞击损伤机理,并利用有限元分析
砷污染是亟待解决的环境问题,离子液体是当前研究的热点。本论文以碳纳米管为载体,以离子液体为负载试剂,通过浸渍法制备了离子液体负载型碳纳米管吸附材料,考察了吸附材料对砷的
天然气作为一种清洁能源,在全球一次能源消费中的比例逐年上升。我国天然气消费所占比例已由2004年的2.35%上升至2014年的5.62%,预计在2035年,将达到12%。天然气需求量的急剧增长推动天然气行业的发展,天然气输送管道及管网建设规模随之发展扩大,截止到2014年底,我国已经建成天然气管道8.5万公里。考虑天然气输送过程中的经济性,当前世界输送管道压力普遍在10 MPa以上,我国的“西气东
TiO_2薄膜及TiO_2复合薄膜在紫外光作用下可以实现有机物的光催化降解,在污染治理、室内空气净化、自清洁涂层等方面有着广阔的应用前景。本实验采用溶胶-凝胶法成功的制备了均匀、透明的TiO_2/ZnO纳米复合薄膜,其中TiO_2为锐钛矿晶型,ZnO为纤锌矿结构。系统地研究了TiO_2/ZnO纳米复合薄膜对甲基橙的光催化性能。在试验中,我们还采用两种不同的方法来制备TiO_2/ZnO复合溶胶:直接
随着人口的增长以及对资源掠夺强度的加大,滨海湿地资源日益退化和减少,滨海湿地保护和利用的矛盾日益凸显。一方面,滨海湿地资源退化严重,需要加强对滨海湿地的保护;另一方面,沿海
曲柄压力机是最主要的锻压机床,也是汽车、电器机械、电子信息、仪器仪表、国防工业等制造业最重要的工艺装备之一。用交流伺服电机取代普通异步电动机,是目前成形装备领域的发
目前为止,配位聚合物已经在均相催化、气体吸附分离、磁性材料、铁电材料、化学传感、光学材料等领域表现出了极大的应用潜力。由于结构的高度有序排列、稳定性和较高的荧光颜色纯度,使得配位聚合物在光学方面的应用得到了极大的重视和发展。本文利用相似的两类高共轭度的三角型配体成功同镧系元素自组装得到两个不同系列的结构新颖的配合物。通过元素分析、红外测试、单晶与多晶X一射线衍射、荧光测试等对其进行了结构的测试及表
中老龄垃圾渗滤液是典型的高氨氮、低碳氮比废水,实现其高效低耗处理-直是污水处理领域的难题之一。近年来,厌氧氨氧化生物脱氮工艺的出现为这类废水的处理开辟了崭新的前景