超细晶材料论文

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《超细晶纯镁的阻尼性能及机理研究》

《超细晶纯镁的阻尼性能及机理研究》

《超细晶纯镁的阻尼性能及机理研究》篇一一、引言镁作为一种轻质金属,具有优异的物理和化学性能,广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

近年来,超细晶纯镁因其独特的力学性能和物理性能引起了广泛关注。

其中,阻尼性能是衡量材料在振动和冲击等动态载荷下性能的重要指标。

本文旨在研究超细晶纯镁的阻尼性能及其机理,为进一步优化镁基材料的性能提供理论依据。

二、文献综述随着科技的不断发展,人们对材料的阻尼性能提出了更高的要求。

超细晶纯镁作为一种新型的镁基材料,具有较高的阻尼性能。

通过对国内外相关文献的梳理,我们发现超细晶纯镁的阻尼性能与其微观结构、晶粒尺寸、缺陷等因素密切相关。

此外,超细晶纯镁的阻尼机理涉及到了内耗、位错、晶界滑移等多种机制。

三、实验方法为了研究超细晶纯镁的阻尼性能及机理,本文采用了一种典型的制备方法制备了超细晶纯镁材料。

实验过程中,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对材料的微观结构进行了表征。

同时,采用动态力学分析仪(DMA)对材料的阻尼性能进行了测试。

四、实验结果与分析1. 微观结构分析通过XRD和SEM等手段,我们观察到超细晶纯镁具有较高的晶界密度和较小的晶粒尺寸。

此外,材料中存在大量的缺陷和位错,这些微观结构特征为阻尼性能提供了基础。

2. 阻尼性能测试通过DMA测试,我们发现超细晶纯镁具有较高的阻尼性能。

在一定的温度和频率范围内,材料的阻尼能力随着温度的升高和频率的增加而增强。

这表明超细晶纯镁具有良好的温度和频率依赖性。

3. 阻尼机理分析根据实验结果和文献综述,我们认为超细晶纯镁的阻尼机理主要包括内耗、位错和晶界滑移等多种机制。

在振动过程中,材料内部的位错、缺陷等通过相互作用消耗能量,从而产生阻尼效应。

此外,晶界滑移也是阻尼的重要来源之一。

在振动过程中,晶界处的原子可以通过滑移来吸收能量,从而产生阻尼。

五、结论本文通过对超细晶纯镁的阻尼性能及机理进行研究,得出以下结论:1. 超细晶纯镁具有较高的阻尼性能,其阻尼能力受到温度和频率的影响。

《Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究》范文

《Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究》范文

《Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究》篇一一、引言随着现代科技的不断发展,陶瓷材料在工程领域的应用越来越广泛。

其中,Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料因其独特的物理和化学性质,被广泛应用于机械、电子、生物医疗等多个领域。

对这种材料的常温弹塑性性能进行研究,有助于我们更好地理解和利用其力学特性,进而优化其设计和应用。

本文将详细介绍Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料在常温下的弹塑性性能研究。

二、材料制备与表征Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的制备过程涉及高温烧结、颗粒细化等多个步骤。

首先,通过化学气相沉积法或溶胶凝胶法等手段制备出前驱体粉末,然后通过高温烧结和颗粒细化处理,得到超细晶的陶瓷材料。

该材料的微观结构、成分和相结构等特性通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段进行表征。

三、常温弹塑性性能测试常温弹塑性性能是陶瓷材料的重要力学性能之一,通过一系列的力学测试手段进行评估。

本文采用静态拉伸、压缩、弯曲等实验方法,对Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的常温弹塑性性能进行测试。

在测试过程中,记录材料的应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度等参数,以全面评估其弹塑性性能。

四、结果与讨论1. 弹塑性性能参数通过常温力学测试,我们得到了Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的一系列弹塑性性能参数。

在静态拉伸过程中,该材料表现出较高的弹性模量和屈服强度,显示出良好的弹性性能。

在压缩和弯曲实验中,该材料也表现出较好的弹塑性性能,具有较高的抗压强度和抗弯强度。

2. 微观结构与性能关系结合材料的微观结构和成分分析,我们发现Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的弹塑性性能与其微观结构密切相关。

超细晶的微观结构使得材料具有较高的强度和硬度,同时也有利于提高材料的韧性和抗冲击性能。

此外,材料的化学成分和相结构也对弹塑性性能产生一定影响。

3. 与其他陶瓷材料的比较将Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的弹塑性性能与其他陶瓷材料进行比较,发现该材料在常温下具有较好的综合力学性能。

《叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺研究》范文

《叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺研究》范文

《叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,对材料性能的要求日益提高。

5083铝合金作为一种重要的轻质高强合金,具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域得到了广泛应用。

然而,为了进一步提高其性能,多尺度超细晶工艺成为了研究热点。

叠轧作为一种有效的材料加工方法,可以通过多层叠加和轧制的方式,使金属材料在塑性变形过程中产生细小的晶粒结构,从而提高材料的综合性能。

本文以5083铝合金为研究对象,探讨了叠轧制备多尺度超细晶工艺的研究进展及应用前景。

二、研究背景与意义目前,制备超细晶材料的方法多种多样,但大多存在成本高、效率低等问题。

而叠轧工艺具有简单、高效、低成本等优点,成为制备超细晶材料的重要方法之一。

对于5083铝合金而言,通过叠轧制备多尺度超细晶结构,不仅可以提高其力学性能和耐腐蚀性能,还可以拓展其应用领域。

因此,研究叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺具有重要的理论价值和实践意义。

三、研究内容与方法1. 材料与设备本研究选用的材料为5083铝合金板材,主要设备包括叠轧机、金相显微镜、扫描电子显微镜等。

2. 实验方法(1)叠轧工艺:将5083铝合金板材进行多次叠加和轧制,控制轧制温度、轧制力等参数,以获得不同厚度的超细晶结构。

(2)组织结构观察:利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察叠轧后材料的组织结构,分析晶粒大小、分布等特征。

(3)性能测试:对叠轧后的材料进行力学性能测试和耐腐蚀性能测试,评估其综合性能。

四、实验结果与分析1. 晶粒结构观察通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察发现,经过叠轧工艺处理的5083铝合金板材,其晶粒结构发生了显著变化。

随着叠轧次数的增加,晶粒逐渐细化,呈现出多尺度超细晶结构。

此外,叠轧过程中产生的位错、亚晶界等微观结构也有利于提高材料的综合性能。

2. 力学性能分析实验结果表明,经过叠轧工艺处理的5083铝合金板材具有较高的抗拉强度和延伸率。

《Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究》范文

《Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究》范文

《Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能研究》篇一一、引言随着现代科技的不断发展,陶瓷材料因具有高硬度、高强度、高稳定性等优异性能而广泛应用于各种工程领域。

Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料作为一种新型的陶瓷材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,其常温下的弹塑性性能研究对于理解其力学行为、优化材料设计和提高应用效果具有重要意义。

本文将系统研究Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料在常温下的弹塑性性能。

二、实验方法本实验采用先进的材料制备技术制备了Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料,并利用纳米压痕仪、硬度计等实验设备对材料进行了全面的弹塑性性能测试。

三、结果与分析(一)弹性性能研究通过对Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的弹性模量和泊松比等弹性性能进行测试,我们发现该材料具有较高的弹性模量,表明其具有较好的抗变形能力。

同时,泊松比的值表明该材料在受到外力作用时,能够产生一定的横向变形。

(二)塑性性能研究通过纳米压痕实验,我们研究了Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的塑性性能。

实验结果表明,该材料在受到一定程度的塑性变形后,能够表现出较好的塑性流动能力。

此外,我们还发现该材料的屈服强度和断裂韧性等塑性性能指标均表现出较高的水平。

(三)材料微观结构与性能关系结合材料微观结构分析,我们发现Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料的弹塑性性能与其微观结构密切相关。

超细晶粒尺寸、晶界结构和化学键合等因素均对材料的弹塑性性能产生影响。

此外,我们还发现该材料中存在的少量缺陷和杂质对材料的弹塑性性能也有一定的影响。

四、讨论与展望通过对Si2N2O-Si3N4超细晶脆性陶瓷材料常温弹塑性性能的研究,我们深入了解了该材料的力学行为和性能特点。

该材料具有较高的弹性模量和较好的塑性流动能力,使其在工程应用中具有广泛的应用前景。

然而,该材料的脆性特性在一定程度上限制了其应用范围。

ECAP制备超细晶铜的组织演变、织构特征及力学性能研究

ECAP制备超细晶铜的组织演变、织构特征及力学性能研究

ECAP制备超细晶铜的组织演变、织构特征及力学性能探究1. 引言超细晶材料由于具有良好的塑性变形能力和高强度特性,近年来受到了广泛的关注。

晶粒细化是提高材料强度和塑性的有效方法之一。

等通道转角挤压(ECAP)技术作为一种有效的晶粒细化方法,能够显著降低晶界的能量,从而得到超细晶材料。

在本探究中,我们选取了铜作为探究对象,通过ECAP制备超细晶铜,以探究其组织演变、织构特征和力学性能的变化规律。

2. 试验方法在试验中,我们选取了商用纯铜作为原料。

起首,将铜材加热至950°C,在真空条件下保温30分钟,以消除气体和氧化物的影响。

然后,将铜材通过ECAP模具进行转角挤压,重复挤压过程以增加材料的织构匀称性。

最后,用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对材料的组织演变、织构特征和晶粒尺寸进行分析,用万能试验机对材料的力学性能进行测试。

3. 试验结果与谈论通过金相显微镜观察,ECAP制备的超细晶铜的晶粒尺寸明显减小,且晶界弯曲度增加。

这是因为ECAP过程中的剪切应变导致了晶体的塑性变形,使晶界发生弯曲。

扫描电子显微镜观察结果显示,超细晶铜的织构匀称性较好,没有明显的织构偏好性。

力学性能测试结果显示,ECAP制备的超细晶铜的屈服强度和抗拉强度都有显著提高。

这是由于晶界的存在导致强化效应的出现。

此外,超细晶铜的断裂伸长率也有所增加,说明其具有较好的塑性变形能力。

4. 结论通过ECAP制备超细晶铜,可以有效地实现晶粒细化,并显著改善材料的力学性能。

超细晶铜具有良好的织构匀称性,晶粒尺寸明显减小,且晶界弯曲度增加。

力学性能测试结果显示,超细晶铜的强度和塑性都得到了显著提高。

因此,ECAP制备的超细晶铜在材料科学和工程领域具有重要的探究价值和应用潜力。

通过ECAP制备超细晶铜,可以实现晶粒细化和改善材料的力学性能。

试验结果表明,超细晶铜的晶粒尺寸明显减小,晶界弯曲度增加,织构匀称性较好。

力学性能测试结果显示,超细晶铜的屈服强度和抗拉强度显著提高,且具有较好的塑性变形能力。

《超细晶纯镁的阻尼性能及机理研究》范文

《超细晶纯镁的阻尼性能及机理研究》范文

《超细晶纯镁的阻尼性能及机理研究》篇一一、引言随着材料科学的不断发展,金属材料的性能优化成为当前研究的热点之一。

超细晶纯镁因其良好的物理、化学性能及良好的塑性成形能力在航空、航天、生物医疗和电子工程等领域得到广泛应用。

本文重点研究了超细晶纯镁的阻尼性能及其内在机理,对于提高其力学性能和抗振性能具有重要意义。

二、超细晶纯镁的阻尼性能超细晶纯镁的阻尼性能主要表现在其具有良好的振动能量吸收和耗散能力。

在受到外力作用时,超细晶纯镁通过内部微观结构的变形、摩擦等机制,将振动能量转化为热能,从而实现阻尼作用。

三、阻尼机理研究(一)微观结构与阻尼性能的关系超细晶纯镁的微观结构对其阻尼性能具有重要影响。

超细晶结构具有较高的晶界密度和较多的自由体积,这些特性使得材料在受到外力作用时,更容易发生晶界滑移、位错运动等微观变形,从而产生阻尼效应。

(二)内部摩擦机制超细晶纯镁在受到外力作用时,晶界处的位错运动会受到晶界阻力等内部摩擦的阻碍,导致能量的吸收和耗散。

此外,超细晶结构中的微小空洞、夹杂物等也容易导致位错绕过障碍物时产生额外的摩擦力,进一步增强材料的阻尼性能。

(三)能量耗散机制超细晶纯镁的阻尼性能还与其能量耗散机制密切相关。

在受到外力作用时,材料内部的微观结构发生变形、摩擦等过程,将振动能量转化为热能,从而实现能量的耗散。

此外,材料在循环加载过程中,由于内部微观结构的反复变形和恢复,也会产生能量耗散。

四、实验研究方法及结果分析(一)实验方法本实验采用高能球磨法制备超细晶纯镁,并利用动态力学分析仪等设备对材料的阻尼性能进行测试和分析。

同时,通过透射电镜等手段对材料的微观结构进行观察和分析。

(二)结果分析通过实验测试和分析,我们发现超细晶纯镁具有较高的阻尼性能。

其内部微观结构的特点和变化规律与阻尼性能密切相关。

此外,我们还发现超细晶纯镁在循环加载过程中表现出良好的能量耗散能力,这为其在振动能量吸收和耗散方面的应用提供了良好的基础。

超细晶高强度因瓦合金丝的生产工艺研究

超细晶高强度因瓦合金丝的生产工艺研究

超细晶高强度因瓦合金丝的生产工艺研究超细晶高强度因瓦合金丝是一种具有优异性能的新型材料,广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。

本文将从生产工艺的角度对超细晶高强度因瓦合金丝进行研究。

一、超细晶高强度因瓦合金丝的定义及特点超细晶高强度因瓦合金丝是指直径在10微米以下的金属丝材料,由于其晶粒尺寸小于一般晶体材料,因此具有很高的强度和韧性。

这种材料具有以下特点:1. 高强度:超细晶结构使得因瓦合金丝的晶界数量增加,晶粒尺寸减小,从而提高了材料的强度。

2. 优异的韧性:超细晶结构有助于材料内部位错的运动,增加了材料的塑性变形能力,提高了其韧性。

3. 良好的耐腐蚀性:因瓦合金丝通常由高耐腐蚀性金属合金制成,结合超细晶结构的特点,使得材料具有优异的耐腐蚀性。

二、超细晶高强度因瓦合金丝生产工艺超细晶高强度因瓦合金丝的生产工艺包括以下几个主要步骤:1. 原料选择:选择高纯度的金属合金作为原料,确保材料的纯度和性能。

2. 熔化和铸造:将原料加热至熔点,进行熔化,并通过铸造工艺将熔融金属注入模具,形成初步的因瓦合金棒材。

3. 粗拉制:将初步制备好的因瓦合金棒材进行粗拉制,即通过拉拔机将棒材拉伸成较小直径的棒材。

4. 中拉制:将粗拉制好的棒材进行中拉制,进一步减小直径,形成更细的棒材。

5. 精拉制:将中拉制好的棒材进行精拉制,通过多道次的拉拔,逐渐减小直径,实现超细晶结构的形成。

6. 表面处理:对精拉制好的因瓦合金丝进行表面处理,如酸洗、电镀等,以提高其表面质量和耐腐蚀性。

7. 检测和包装:对生产好的超细晶高强度因瓦合金丝进行质量检测,包括外观检测、化学成分分析、力学性能测试等,合格后进行包装。

三、超细晶高强度因瓦合金丝生产工艺的影响因素超细晶高强度因瓦合金丝的生产工艺受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 原料选择:原材料的纯度和成分直接影响到最终产品的性能。

选择合适的合金成分,能够提高材料的强度和耐腐蚀性。

超细晶钢理论及技术进展

超细晶钢理论及技术进展

超细晶钢理论及技术进展超细晶钢是一种具有优异强度、硬度和耐磨性能的先进材料,广泛应用于汽车、航空航天、能源等领域。

随着科技的不断进步,对超细晶钢的需求和研究日益增多。

本文旨在探讨超细晶钢的理论基础和技术进展,以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

自20世纪80年代以来,超细晶钢的研究取得了长足进展。

在理论上,研究者们利用分子动力学、量子力学等多种手段,对超细晶钢的原子排列、位错结构等进行了深入探讨。

在技术上,各国科研机构和企业纷纷投入巨资,研发出一系列制备超细晶钢的工艺方法,如快速冷却、高压轧制、超声振动等。

然而,超细晶钢的制备和应用仍存在诸多挑战,如成本高昂、工艺复杂等。

本文旨在研究超细晶钢的制备工艺、性能及其应用,并探讨其内在机制。

假设超细晶钢的优异性能主要源于其独特的微观结构和位错行为。

本文采用了文献综述、实验研究及数据分析等多种方法。

对超细晶钢的相关文献进行梳理和评价,了解其研究现状和存在问题。

设计和实施实验,包括超细晶钢的制备、微观结构观察和性能测试等。

运用数据分析方法,对实验结果进行整理和解析,以验证本文提出的假设。

通过实验研究发现,超细晶钢的制备工艺对其微观结构和性能具有显著影响。

采用快速冷却和高压轧制等方法,可获得具有高度均匀的纳米晶结构和优良性能的超细晶钢。

适当的热处理工艺也能够优化超细晶钢的力学性能。

在应用方面,超细晶钢已成功应用于汽车、航空航天等领域的关键部件制造。

例如,在汽车发动机中采用超细晶钢制成的活塞环,能够有效降低摩擦损失,提高燃油效率。

在航空航天领域,超细晶钢可用于制造高性能的航空发动机零部件和结构材料。

本文的研究结果表明,超细晶钢的优异性能主要源于其独特的微观结构和位错行为。

在制备过程中,应工艺参数的优化和成本控制,以实现超细晶钢的大规模生产和广泛应用。

针对不同应用领域的需求,应进一步研究和开发具有更佳性能的新型超细晶钢。

本文对于超细晶钢的理论及技术进展进行了初步探讨。

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超细铜粉的制备及应用周鼎材料学院 1309101班 1130910125摘要:针对目前国内外的研究现状,超细铜粉的各种制备技术及应用的研究已成为国内外关注的热点,超细铜粉颗粒尺寸小,比表面积大,在物理、化学方面表现出许多特殊性能,介绍了超细铜粉在催化剂、涂料、电子、医学和生物等领域的应用。

关键词:超细铜粉;制备技术;应用超细材料是20世纪80年代中期发展起来的新兴学科,而金属超细材料是超细材料的一个分支。

目前,在化学领域对超细材料并没有一个严格的定义,从几个纳米一直到几百个纳米的粉体,都可称之为超细材料。

由于存在着小尺寸效应、表面界面效应、量子尺度效应及量子隧道效应等基本特征,使其具有许多与相同成分的常规材料不同的性质,在力学、电学、磁学及化学等领域有许多特异性能和极大的潜在应用价值。

超细颗粒(ultrafine particles)是指粒径介于1O-9~10-5 m的微小粒子,包括纳米颗粒(10-9~10-7 m)和微细颗粒(10-7~10-5 m),其集合体称为超细粉体。

由于超细颗粒具有比表面积大,表面活性高等特点,使超细粉体在机械、电磁、热、光、化学等方面性能特异,因而被广泛应用于宇航、国防、化工、冶金、电子、生物工程和核工业等方面。

超细金属粉体具有不同于块状和大颗粒金属材料的特殊性能,在催化剂、涂料、电子、医学和生物等领域具有广阔的应用前景,它的研究已成为特殊功能材料研究和开发的重要课题之一超细铜粉作为其中一员,其应用与制备研究已引起人们的广泛关注。

近年来,有关超细铜粉的制备研究,国内外都有不少报道,如气相蒸气法、γ射线法、等离子法、机械化学法、液相还原法等,总的来说可归结为物理法和化学法,现将对各种制备方法的制备过程及优缺点进行评述。

气相蒸气法该方法是制备金属超微粉末最直接、最有效的方法,法国的Lair Liquid 公司采用感应加热法,用改进的气相蒸汽法制粉技术制备了铜超微粉末,产率为0.5kg/h。

感应加热法是将盛放在陶瓷坩埚内的金属料在高频或中频电流感应下靠自身发热而蒸发,这种加热方式具有强烈的诱导搅拌作用,加热速度快、温度高。

在蒸发过程中,惰性气体在温度梯度的作用下携带着粉末在粉末收集器中对流。

粉末弥散于收集室内并沉淀在收集器内的各种表面上。

粉末收集器的结构和规格是决定粉末产率和产量的关键因素之一。

通过工艺参数的控制可以制备出10nm~1μm的金属超微粉末。

Champion等采用气相蒸气法制备了平均粒径为35nm的超细铜粉,颗粒成球形。

γ-射线法,γ-射线辐射制备各类金属颗粒是近年来发展起来的一种新方法,其基本原理是金属盐在γ-射线下还原成金属粒子。

γ-射线使溶液生成了溶剂化电子,不需要使用还原剂即可还原金属离子,降低其化合价,经成核生长形成金属颗粒。

与其它制备方法比较,γ-射线法工艺简单易行,可在常温常压下操作,易于扩大生产规模。

特别是采用该方法制备金属粉时,颗粒的生成和粒径的保护可以同时进行,从而有效地防止颗粒的团聚,特别适于沉淀在固体表面制备高活性的电化学电极,并有可能制备载有金属微粒的金属氧化物粉末。

然而γ-射线辐射法的产物处于离散胶体状态,因此颗粒的收集非常困难,为此人们又将γ-射线辐射法与水热结晶技术结合起来,近年来被用于制备各种金属粉末。

等离子体法,该法是用等离子体将金属等粉末熔融、蒸发变成气体,使之在气体状态下发生物理或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成超细微粉,是制备高纯、均匀、小粒径的金属系列和金属合金系列超细微粒的最有效方法。

等离子体法温度高、反应速度快,可以获得均匀、小颗粒的超细粉体,易于实现批量生产,几乎可以制备任何超细材料。

等离子体法分为直流电弧等离子体法(DC)、高频等离子体法(RF)和混合等离子体法(HP)。

DC法使用设备简单、易操作,生产速度快,几乎可制备任何纯金属超细粉,但高温下电极易于熔化或蒸发而污染产物;RF法无电极污染、反应速度快、反应区大,广泛应用于生产超细粉,其缺点是能量利用率低、稳定性差;混合等离子体法将DC法和RF法结合,既有较大的等离子体空间、较高的生产效率和纯度,也有较好的稳定性。

雾化法又称喷雾法,是用高速喷射的气体或高压水,将熔融状态的金属液流击碎,并冷凝成固体粉末颗粒。

用气体作雾化介质的方法称为气雾化,气体介质一般为氮气,气雾化成本略高。

用水作雾化介质的方法称为水雾化,一般是用净化后的自来水或循环水。

该工艺能耗低、不污染环境,且粉末具有良好的流动性和分散性,粒度也较易控制。

但也存在成形性差,松装密度较高的缺点,容易在混料和运输过程中发生比重偏聚。

针对雾化铜粉的该项不足,许多新的低松装密度雾化铜粉生产工艺相继产生。

该工艺生产的铜粉既具有电解铜粉低的松装密度,又具有水雾化铜粉良好的流动性。

采用氧化还原工艺对其进行处理,有效的改善了雾化铜粉的表面状态,使其成为海绵状多孔组织,而且在很大程度上保持了原有铜粉的良好分散性和流动性。

超细铜粉为棕色或略带紫色的微细粉末,由于其颗粒尺寸小、比表面大,因而具有很高的活性,需存放在惰性气体或有机溶剂中以免氧化。

一般对超细铜粉的制备,要求其产物纯度高、结晶好、颗粒分散不团聚、表面未氧化且粒径分布窄。

根据原料状态的不同,其制备方法主要分为液相法、固相法和气相法。

液相法是目前制备超细铜粉的主要方法,即通过各种途径。

使金属铜在液相中形成一定形状和大小的颗粒,经处理后得到超细粉末。

已见报道的液相法有:反胶团或微乳液法,超声电解法,7射线辐照一水热结晶联合法及液相还原法。

反胶团或微乳液法制备超细粉体的生成机理如图1所示。

反应物以微液滴形式存在,混合时相互碰撞并进行物质交换,产物在微液滴内成核、生长而形成微小颗粒。

该法不仅能有效避免颗粒间的团聚,而且所得产物的粒度分布均匀、易于控制。

I.Lisiecki等报道了在A0T(二(2一乙基己基)磺基琥珀酸钠)/异辛烷/水的反胶团体系及凝胶化的微乳液体系中合成纳米铜粒子的研究。

研究表明,以反胶团体系制备纳米铜粉,必须保证低温条件及N。

气氛,在w(w—EH]为3~8的范围内可制备出粒径3~28nm的铜粉,并且粒径随w的增加而降低。

而在凝胶化的微乳液体系中,还原反应可以在空气环境及较高的条件下进行,生成的铜粉粒径只有2nm,能在较长时间内稳定存在。

邱孙青等_4 在十二烷基硫酸钠/异戊醇/环己烷/水微乳液体系中制备出铜纳米粒子,控制组成微乳液体系物质的加入量可制备出平均粒径约为lOnm的单分散球形铜微粒。

超声为20kHz以上的声波,在溶液中会产生空化作用,可使团聚颗粒分散、粉碎。

将其与传统的电解法相结合,是制备超细金属粉体的一种新方法。

超细铜粉制备过程中所用电解液是加入适量H。

SO 的CuSO 溶液,阳极为纯金属铜板,阴极表面为钛合金。

通入电流时,Cu 向阴极移动并在其表面还原沉积,超声振动及空化使沉积的金属铜迅速脱落,并以微小颗粒悬浮于电解液中,能有效防止颗粒的聚集、长大。

王菊香,潘进等研究指出,所得Cu 粉粒度与电流密度、电解液浓度、电解液温度和超声功率等因素有关,通过控制反应条件,可制备粒径lOOnm以下的铜粉,若加入表面活性剂可进一步降低铜粉粒度。

液相还原法制备超细金属粉体是目前国内外广泛关注的研究热点。

其原理是采用具有一定还原能力的还原剂,将溶液中的金属离子还原至零价,通过控制各种工艺参数来得到不同粒径级别、均匀分布的超细粉末。

超细铜粉制备过程中可采用的还原剂种类繁多,主要有:硼氢化钾(钠)、水合肼、次亚磷酸钠、连二亚硫酸钠、甘油、甲醛、抗坏血酸等。

液相还原法具有设备简单、工艺流程短、可控制性强、生产成本低等优点,较其它液相中的制备方法更容易实现工业化生产。

德国ECKA—Granulate MicroMet GmbH公司采用液相还原法成功开发出Micro Tronic铜粉,通过调整铜盐溶液的浓度、温度和pH值等,可以生产出用户所需的粒度、振实密度、比表面与形态的粉末。

我国上海、无锡、昆明等超细铜粉生产厂家亦采用液相还原法制备超细铜粉,粒度可达一4OO~1000目。

固相法制备粉体材料的特征是原料没有发生相的变化。

其粉化机理可以分为尺寸降低过程和构筑过程,前者是将原料进行机械粉碎或化学处理,制备过程中没有发生化学反应;而后者涉及到热分解、固相反应、火花放电等方法,伴随物质的化学变化。

目前应用于超细铜粉制备的是高能球磨法。

高能球磨法即利用球磨机的转动或振动使硬质球对原料进行强烈的撞击、破碎和研磨,把金属或合金粉末粉碎为超细颗粒,如图2所示。

刘维平采用经过改进的振动球磨机制备出粒度分布符合幂函数规律的超细铜粉。

改进的振动球磨机在不锈钢磨筒中央增添了一个水平中心圆管,能有效消除磨筒中央出现的惰性区域,活化球磨介质的运动状态,提高球磨效率。

在球磨过程中发生化学反应的称为机械化学法。

Din J等将氯化铜和钠粉混合进行机械粉碎,发生固态取代反应,生成铜及氯化钠的纳米晶混合物,通过清洗除去研磨混合物中的氯化钠,可制得粒径为2O~50nm的超细铜粉。

固相法产量高,工艺简单,但存在晶粒尺寸不均匀,易引入杂质等缺点,因而没有得到广泛应用。

气相法是直接利用气体或者通过其它各种手段将物质变成气体,并在气体状态下发生物理变化或化学反应,在冷却过程中凝聚长大形成微细颗粒的方法。

其中,气体冷凝法和化学气相反应法可用于制备超细铜粉。

气体冷凝法是在低压的氩、氮等惰性气体中加热金属,使其蒸发,冷凝后形成超微颗粒或纳米微粒。

对于制备金属铜粉,可采用的加热方法主要有电阻加热法、高频感应加热法、等离子体加热法,激光加热法和电子束加热法。

通过调节蒸发物质的分压、惰性气体压力或温度来控制金属微粒的大小。

化学气相反应法是利用金属化合物的蒸气,通过化学反应生成所需要的物质,在保护气体环境下快速冷凝,从而制备超细微粒的方法,也称为化学气相沉积法。

如将铜化合物真空蒸发后用氢气还原,可制备出粒径为1~8btm的铜粉[2 。

气相法制备超细粉体产物不必进行水洗、过滤等后处理,因而产品度较高。

日本一家公司采用加氢加热气化铜氯化物的化学气相沉积法,生产出直径只有0.1~lbtm的超细铜粉,该产品呈完整的环形,颗粒大小均匀,并可随意调整。

但这种方法所需原料气体价格昂贵,且反应条件苛刻,设备复杂,成本高,影响到工业化的批量生产。

片式多层陶瓷电容器(MLCC),是表面安装电路中最重要的电子元器件之一。

随着陶瓷电容器应用领域的不断扩展,以其微薄型化、大容量、宽温、高频、耐焊接、高可靠性等优势,占据了量大面广的中小容器市场的85%以上,被广泛应用在手机、计算机、液晶显示器、数码相机、便携式摄像机、DVD等产品。

近几年,国际市场对片式MLCC的需求以年均15%~20%的速度增长。

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