水磨法制备金属氧化物粉末研究
粉末预氧化法AgSnO2In2O3电接触材料的制备及性能研究

郭玉石等:粉末预氧化法A g s n o : I I l 2 o , 电接源自材料的制备及性能研究 3
粉 末预氧化法 A g S n O 2 I n 2 O 3 电接触 材料 的 制备及性 能研 究
郭玉石 ,姬婉婷 ,张晨 飞 ,安 国建 ,殷 聪朋 商雪妮 ,孟凡斌
c o mp o s i t e p o wd e r s a r e a c q u i r e d b y b r e a ki ng a nd s i f t i n g .Co n t a c t iv r e t s a re ma nu f a c t u r e d b y me ns a o f c o l d i s o s t a t i c p r e s s i n g,s i n t e r i n g ,e x t r u d i n g ,d r a wi n g ,e t a 1 .Th e c o n ac t t ma t e ia r l wh i c h p r e p re a d
G U O Y u — s h i , J I Wa n — t i n g , Z H A N G C h e n - f e i , A N G u o - j i a n ,
YI N Co n g - pe n g  ̄ ,S HANG Xu e - n i ’ ,M E N G F a n — bi n
度、 抗拉强度 、 抗 电弧侵蚀和抗材料转移性能明显优于 A O M制备的A g S n O : I n 2 0 , 电接触材料。 关键词 : 水雾化法 ; 粉末内氧化法 ; 合金 内氧化法
中图分类号 : T M2 0 5 . 1 ; T G1 4 6 . 3 + 2 文献标志码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 . 8 8 8 7 ( 2 0 1 5 ) 0 5 . 0 0 0 3 . 0 4
《粉末烧结制备多孔泡沫CoCrNi中熵合金及其组织性能研究》

《粉末烧结制备多孔泡沫CoCrNi中熵合金及其组织性能研究》一、引言随着材料科学的不断发展,中熵合金作为一种新型合金体系,因其独特的物理和化学性质,在众多领域中得到了广泛的应用。
其中,多孔泡沫CoCrNi中熵合金作为一种具有优异性能的材料,其制备工艺及性能研究显得尤为重要。
本文采用粉末烧结法,制备了多孔泡沫CoCrNi中熵合金,并对其组织性能进行了深入研究。
二、实验方法1. 材料准备选用Co、Cr、Ni等元素粉末作为原料,按照一定比例混合,制备出CoCrNi中熵合金粉末。
2. 粉末烧结将合金粉末放入烧结炉中,进行高温烧结,制备出多孔泡沫CoCrNi中熵合金。
3. 组织性能检测采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段,对合金的组织结构进行观察;利用硬度计、拉伸试验机等设备,对合金的力学性能进行测试。
三、实验结果与分析1. 显微组织观察通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察,发现多孔泡沫CoCrNi中熵合金具有较为均匀的孔隙分布和良好的相结构。
合金中的各元素分布均匀,无明显偏聚现象。
2. 力学性能测试对多孔泡沫CoCrNi中熵合金进行硬度测试和拉伸试验,结果表明,该合金具有较高的硬度和良好的塑性。
此外,该合金还具有良好的耐腐蚀性能和抗氧化性能。
3. 影响因素分析(1)烧结温度:烧结温度对多孔泡沫CoCrNi中熵合金的显微组织和力学性能有着显著影响。
随着烧结温度的提高,合金的孔隙率和孔径大小逐渐增大,力学性能也会有所变化。
(2)合金成分:合金成分对多孔泡沫CoCrNi中熵合金的显微组织和力学性能也有重要影响。
不同成分的合金具有不同的相结构和性能,需要根据实际需求进行合理设计。
四、结论本文采用粉末烧结法成功制备了多孔泡沫CoCrNi中熵合金,并对其组织性能进行了深入研究。
实验结果表明,该合金具有较为均匀的孔隙分布和良好的相结构,同时具有较高的硬度和良好的塑性、耐腐蚀性能和抗氧化性能。
此外,烧结温度和合金成分对合金的显微组织和力学性能有着显著影响。
粉末冶金课后习题.

第一章1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么?影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些?答:铁氧化物的还原过程是分段进行的,即从高价氧化铁到低价氧化铁,最后转变成金属:Fe2O3→Fe3O4→Fe。
固体碳还原金属氧化物的过程通常称为直接还原。
当温度高于570°时,分三阶段还原:Fe2O3→Fe3O4→浮斯体(FeO·Fe3O4固溶体)→Fe3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时,由于氧化亚铁不能稳定存在,因此,Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2影响因素:(1)原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响(2)固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响(3)还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响(4)添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理制取铁粉的主要还原方法有哪些?比较其优缺点。
2、发展复合型铁粉的意义何在?答:高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。
所谓复合型粉末是指用气体或液体雾化法制成的完全预合金粉末、部分扩散预合金粉末以及粘附型复合粉末。
还原法制取钨粉的过程机理是什么?影响钨粉粒度的因素有哪些?氢还原。
总的反应式:WO3+3H2====W+3H2O。
钨具有4种比较稳定的氧化物W03+0.1H2====W02.9+0.1H20 W02.9+0.18H2 ==== W02.72+0.18H20W02.72+0.72H2 ====W02+0.72H2O WO2+2H2 ====W+2H2O影响因素:⑴原料:三氧化钨粒度、含水量、杂质⑵氢气:氢气的湿度、流量、通气方向⑶还原工艺条件:还原温度、推舟速度、舟中料层厚度⑷添加剂3、作为还原钨粉的原料,蓝钨比三氧化钨有什么优越性,其主要工艺特点是什么?答:采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是可以获得粒度细小的一次颗粒,尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。
纳米ATO粉体的制备及功能性整理

纳米ATO粉体的制备及功能性整理一、引言纳米ATO(铝锑氧化物)粉体是一种重要的无机功能材料,具有优异的光学、电学和热学性能。
由于其可调控的导电性能和透明性,纳米ATO粉体在导电膜、阻燃材料、抗静电涂料和太阳能电池等领域有着广泛的应用。
本文将从纳米ATO粉体的制备方法和其在功能性材料中的应用进行综述,以期为相关研究提供参考。
二、纳米ATO粉体的制备方法1. 水热法制备水热法是一种简单有效的制备纳米ATO粉体的方法。
其步骤为将适量的铝盐和锑盐置于含有适量氢氧化钠的水溶液中,经过搅拌和加热之后,得到纳米ATO粉体。
该方法制备得到的纳米ATO粉体颗粒均匀,粒径可控,但是对反应条件和稳定性要求较高。
2. 气相沉积法制备气相沉积法是一种通过气相反应制备纳米粉体的方法。
在合适的温度和气氛条件下,将铝、锑和氧源的气体混合进入反应室中,经过一系列反应得到纳米ATO粉体。
该方法制备得到的纳米ATO粉体粒径分布较窄,粉体结晶度高,但是设备成本和操作难度较大。
溶剂热法是一种在高温有机溶剂中进行反应合成纳米粉体的方法。
通过溶剂的选择和反应条件的优化,可以得到较为均匀的纳米ATO粉体。
该方法适用范围广,但是溶剂选择和环境保护问题需要重点关注。
以上三种方法都可以制备纳米ATO粉体,不同的方法适用于不同的需求,选择合适的方法可以得到理想的纳米ATO粉体。
1. 导电涂料纳米ATO粉体具有优异的导电性能和透明性,可以作为导电涂料的主要成分之一。
将纳米ATO粉体分散于有机溶剂中,通过喷涂、刷涂等方式涂在基材表面,即可制备出具有优异导电性能的薄膜。
这种导电薄膜在光电显示、防静电、电磁屏蔽等领域有着广泛的应用。
2. 阻燃材料由于纳米ATO粉体在高温下具有较好的阻燃性能,可以作为阻燃材料的添加剂。
将纳米ATO粉体与聚合物基体混合制备成薄膜或复合材料,可以增加基材的耐高温性能,提高其阻燃等级。
3. 太阳能电池纳米ATO粉体作为透明导电层的优良材料,可以应用于柔性太阳能电池、有机太阳能电池等器件中。
氧化铜制模

摘要以Cu(NO3)2·3H2O和浓氨水为原料,通过化学水浴法合成纳米CuO,并通过扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对其进行表征,以甲基橙溶液模拟染料废水,CuO为催化剂,考察了CuO投加量、甲基橙初始浓度、光照时间、溶液pH值、H2O2用量、不同光源及重复利用次数对甲基橙光催化降解效率的影响。
实验结果表明:在紫外灯下,CuO最佳的投加质量浓度为5g/L;光催化反应4 h 后,甲基橙的降解率可达93%;中性和碱性条件有助于甲基橙的去除;TiO 光催化剂在重复使用4次之后仍能保持较高的催化活性,甲基橙的降解率为92%。
关键词:CuO;化学水浴法;光催化;甲基橙AbstractThe nanocrystalline CuO was prepared by the Chemical bath deposition method using CuSO4‘5H20 and NH3.H2O as the starting material,agent.Theases preraed CuO was characterized by Xraydiffraction(XRD)and scanning electron microscopy(SEM).Methyl orange were used to simulate dye wastewater, The effect factors of the amount of CuO ,pH value of solution,reaction time and reuse times were studied with CuO as catalyst ander differdent light. The results indicated that there is an optimal catalyst dosage of 5g/L and the optimal amount of H2O2 of15mL (3%)the degradationrate of methyl orange reached to 93%under uhraviolet light , irradiation after 1h;acidic conditions contribu ted to the removal of methyl orange;photocatalyst maintained a high catalytic activity after 4times reuse and the degradation rate of methyl orange is 92%.Key words:CuO;CBD;photocatalysis;methyl orange第一章前言1.1研究背景纳米粉体材料是指粒径为纳米量级的超细粒子材料, 其粒径尺寸处于微观粒子和宏观物体之间的过渡区域, 具有体积效应和表面效应等[ 1 ]。
雾化法制取金属及合金粉末技术专题

水雾化不锈钢,尤其是适应粉末注射成型要求的<10um的-粉末,且前日本大平洋已经做的很好,一次雾化钢水量超 -5吨,雾化水压己达到150MPa,<20um不锈钢粉的收得率在-75~80%。一些研究指出:超高压水雾化 水压超过50MPa后,-水压与粉末粒度不是很鲜明的正比关系,水压力超过-150MPa给工艺及装备带来很多困 。一般认为水压在-1 00MPa足以。当前正在解决的两个问题:其一是使水雾化-微细粉末的形状球化,日本大平 曾研究气水组合雾化钢流-先经A气喷嘴分散成大液滴再进入水雾化喷嘴,这样对粉末-细化和粉末形状趋于球型均有利 其二是想办法降低水雾化-不锈钢粉的氧含量,因为水雾化不锈钢粉一般氧含量在-300OPPM左右,这直接影响粉 颗粒表面的光滑程度,流动-性变差,松装密度减小,压制性差。研究熔融的钢水液滴与-水及水蒸气之间的作用才能找 降低粉末氧含量的办法。
二.水雾化制粉技术现状及发展-1.水雾化制取金属及合金粉末的应用-水雾化制取的金属及合金粉末其粉末颗粒形状 成-为不规则状,具有良好的压制性和成型性,是制造-粉末治金零件极重要的原料。加之雾化介质是水,-其运行成本 设备投资都比气雾化低,其结果水雾-化金属及合金粉末的产量是气雾化金属及合金粉末-产量的10倍还多。-水雾化 末材料分为两大部分,其一为年产70多万-吨的纯铁粉和少量预合金粉,其二是不锈钢、工具-钢、喷塗(喷焊)合金 磁性材料等粉末。
雾化法制取金属及合金粉末技-术现状及发展
前言-金属及合金粉末做为粉末治金的基礎原料,它的性-能直接影响粉末治金制品的性能,气(水)雾化法-制取金属 合金粉末已成为金属粉末制造业的主要-生产方法。-粉末治金制品向着高强度、高密度、-高精度、形状-复杂方向发 ,对金属及合金粉末的性能要求越来-越高,新技术相继问世,促进气(水)雾化制粉技-术的发展。-气(水)雾化制 技术的机理目前世界尚无定论-发表的气(水)雾化经验公式的普遍性受到质疑-气(水)雾化制粉技术的发展是在不断 践中解决-所遇到的问题而得以前进的。
氧化镁的制备方法
氧化镁的制备方法氧化镁是一种重要的无机化合物,具有许多重要的应用,比如作为阻燃剂、材料填充剂以及医药领域等。
制备方法可以是化学合成法和物理制备法。
化学合成法是指通过化学反应将原料转化成氧化镁的制备方法。
常用的原料包括氧化镁矿石、氢氧化镁、氯化镁等。
具体的制备方法包括煅烧法、沉淀法、水热法等。
煅烧法是通过高温将氧化镁矿石进行煅烧而制备氧化镁。
首先将氧化镁矿石经过碎磨成粉末状,然后在高温下加热,使其发生化学反应生成氧化镁。
该方法可以高纯度的氧化镁。
沉淀法是通过将氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁,然后通过碳酸氢铵或者碳酸锂与氯化镁反应生成沉淀,再将沉淀煅烧得到氧化镁。
该方法简单易行,但得到的氧化镁纯度较低。
水热法是通过将氯化镁和水加热反应生成氢氧化镁,再加入碳酸氢铵进行水热反应生成氧化镁。
该方法制备得到的氧化镁颗粒大小均匀,具有较好的晶体结构。
物理制备法是指通过物理手段将原料转化成氧化镁的制备方法。
常用的原料包括氢氧化镁、碳酸镁等。
具体的制备方法包括煅烧法、水热法、溶剂热法等。
煅烧法是通过将氢氧化镁或者碳酸镁在高温下进行煅烧,使其发生化学反应生成氧化镁。
该方法操作简单,但需要高温条件,且氧化镁的纯度较低。
水热法是将氢氧化镁或者碳酸镁与水在高温高压条件下进行水热反应生成氧化镁。
该方法所得氧化镁颗粒均匀,晶体结构好,但需要较高的反应条件。
溶剂热法是将氢氧化镁或者碳酸镁溶解在溶剂中,然后在高温下进行溶剂热反应生成氧化镁。
该方法操作简单,但需要高温条件,且得到的氧化镁颗粒大小不均匀。
总的来说,氧化镁的制备方法有化学合成法和物理制备法两种。
不同的制备方法各有优势和局限,具体选择哪种方法取决于原料成本、纯度要求、生产规模以及设备条件等因素。
在制备氧化镁时需根据实际情况选择合适的方法,以确保所得的产品符合要求。
片状银粉制备方法的研究进展
2024年第3期/第45卷黄 金GOLD矿业经济片状银粉制备方法的研究进展收稿日期:2023-11-30;修回日期:2024-01-01作者简介:尹 超(1989—),男,工程师,从事金纳米材料、银微纳米材料与金属浆料研发工作;E mail:yinchaoneu@163.com尹 超,李雪嵩,高健宝,刘 鹏(长春黄金研究院有限公司)摘要:片状银粉作为银浆的重要组成部分,其制备方法得到了广泛研究。
阐述了片状银粉制备方法,包括机械球磨法、光诱导法和模板法等3种方法的工艺原理,分析了各方法的优缺点,并对机械球磨法和模板法的研究方向进行了展望,以期为片状银粉的制备提供参考。
关键词:片状银粉;模板法;机械球磨法;化学还原法;光诱导法 中图分类号:TD 9 文章编号:1001-1277(2024)03-0001-04文献标志码:Adoi:10.11792/hj20240301引 言电子银浆作为重要的导电功能材料,被广泛应用于触控屏、薄膜开关、太阳能电池电极等多种电子产品中[1-2]。
银粉是电子银浆中的导电相,其在浆料中占比较大,随着电子银浆需求量快速上升,银粉需求量也迅速增加[3]。
银粉形貌一般分为球形、片状、纤维状等,片状银粉凭借其独特的二维结构,在浆料中可形成面接触和线接触,接触面积更大,使浆料有更好导电性能。
目前,制备片状银粉的主要方法有机械球磨法、化学还原法(光诱导法、模板法)[4-6]。
本文对这3种方法的研究进展进行了详细介绍。
1 机械球磨法机械球磨法是通过控制球料比、球磨时间、分散剂用量等因素,使球形银粉在球磨罐中与磨球在高速运动中相互碰撞、摩擦、挤压,原料反复塑性变形,最终制得片状银粉的一种方法[7]。
通过改变球磨时间、球料比、分散剂种类及用量等可以得到不同粒径的片状银粉。
1)片状银粉形成过程研究。
JU等[8]通过对不同粒径银粉前驱体球磨得到10μm、6μm和2μm的片状银粉。
电镜分析发现,随着球磨时间的增加,球形颗粒逐渐减少,并形成大块颗粒,大块颗粒被磨球挤压并逐渐变薄,经过足够的球磨时间,最终形成片状银粉。
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水磨法制备金属氧化物粉末研究1陈振华,李英芝*,倪颂,陈鼎材料科学与工程学院湖南大学,长沙(410082)E-mail:lyz_0517@摘要:在水溶液中高能机械球磨金属粉末(水磨法)成功地制备了Mn3O4, Cu2O, Fe3O4等金属纳米氧化物以及Zn(OH)2 和ZnO的混合粉末,在球磨过程中金属粉末表面反应层的不断剥落引发固液反应的发生。
制得的粉末平均粒度在20~100nm之间。
调整溶液的PH值可控制反应速率及产物的形成。
关键词:机械力化学,球磨,金属氧化物,PH值1 前言在机械力的作用下诱发固液反应是一种十分古老的研究。
最早的关于固体和溶液的反应球磨报道是在铜碾钵中用铜杆碾磨醋酸和HgS而得到到液体金属汞的描述[1]。
本文采用机械力的作用诱发金属粉末与水溶液反应来制备金属氧化物粉末。
目前国内外有关金属颗粒直接和水球磨生成氧化物的研究非常少。
Janot等人通过在水溶液中球磨铁粉末一次合成纳米级磁赤铁矿γ-Fe2O3粉末[2]。
开展金属-水溶液固液反应球磨有可能成为一种制备金属氧化物粉末的重要方法。
2 实验设备及方法水磨在高能行星球磨机上进行。
将一定比例的金属粉末与蒸馏水放入球磨罐中,依据不同实验体系选择不同材质及尺寸的磨球和球磨罐筒体,通过控制球磨机转速、球料比、溶液pH 值来调节反应速率及产物。
3 实验结果与讨论3.1实验结果分别对Mn、Zn、Cu、Fe等金属粉末进行了固液反应球磨。
实验成功制备了纳米级Mn3O4、Zn(OH)2和ZnO混合物、Cu2O、Fe3O4粉末。
图1给出了各终产物的XRD图。
图2为制得的氧化亚铜的SEM图,图3为制得的Mn3O4的TEM图。
图1 不同金属粉末球磨后的XRD图谱Fig.1 The XRD patterm of (a)◆-Cu2O, (b) the mixture of ▼-Zn(OH)2 and ★-ZnO, (c) ●-Fe3O4, (d) ▲-Mn3O1本课题得到教育部博士点基金(20050532004)的资助。
4图2 氧化亚铜的SEM 图 图3 Mn3O4的TEM 图 Fig.2 SEM micrograph of Cu 2Opowder Fig.3 TEM micrograph of Mn 3O 4 powder3.2反应机理讨论(1)逐层反应机理(水磨过程中的打击-剥落行为)锌粉(99.5%,-200目)在水溶液中球磨,选用球料比60:1,锌粉5g ,球磨机转速300rpm 。
一般条件下,水与锌几乎不发生反应。
因为锌与水作用时,生成的氢氧化锌难溶于水,是一种沉淀在粉末表面的较为致密物质,能够阻碍化学反应的进一步进行。
而本实验引入机械力的作用,磨球之间以及磨球与粉末之间的碰撞打击使粉末的表层反应物不断剥离,不断露出新鲜表面,促使内层锌粉的继续反应。
水磨体系即通过逐层反应机理使反应进行完全。
(2)利用溶液pH 值调节反应速率及产物①利用pH 值调节反应速率将锌粉分别在pH 值为3,6.8,11的水溶液中进行球磨。
表1列出了主要时段的球磨产物。
结果表明,球磨初期,碱性条件有利于锌向氢氧化锌的转变,酸性条件减缓锌的转变。
球磨后期,酸性和碱性条件有利于终产物中越多的氢氧化锌的生成,中性条件有利于越多的氧化锌的生成。
这与氢氧化锌和氧化锌在不同pH 条件下的理论溶解度相符[3]。
由此,通过调整溶液的pH 值可以调节反应速率及产物。
表1 不同溶液中球磨锌粉各时段产物Table 1 Products of ball-milled Zn in different solution(mass %)Milling time(h)6 20 40 90 (1) Zn(65%)+ZnO(10%)+ Zn(OH)2(25%) Zn(12%)+ZnO(18%)+Zn(OH)2(70%)Zn(OH)2(55%)+ZnO(45%) Zn(OH)2(28%)+ ZnO(72%) (2) Zn(75%)+ Zn(OH)2(25%) Zn(15%)+ Zn(OH)2(85%)Zn(OH)2(90%)+ ZnO(10%) Zn(OH)2(95%)+ZnO(5%) (3) Zn(OH)2(90%)+ Zn(10%) Zn(OH)2(80%)+ ZnO(20%) Zn(OH)2(80%)+ ZnO(20%) Zn(OH)2(78%)+ ZnO(22%)②通过调整pH 值诱发某些反应的发生铜在中性条件下几乎不与水发生反应,加入适量盐酸能激发铜向氧化亚铜和氧化铜的转变。
具体将在下文描述。
(3)氧化还原原理铜粉(99%,-200目)在pH=2的弱酸性(HCl)溶液中球磨,铜粉5g,选用球料比40:1,球磨机转速200rpm。
机械力的作用诱发铜粉与溶液反应。
球磨3h后,粉末主要是Cu2O,同时含有少量Cu2(OH)3Cl和CuCl杂质;球磨20h时,粉末成分为Cu2O和CuO;球磨70h后,粉末几乎全部为Cu2O粉末。
同时溶液pH值随球磨时间的延长逐渐升高直至中性。
图4给出了各球磨时间粉末样品的XRD曲线。
图4 球磨3h、20h、70h产物的XRD图Fig.4 XRD patterns of powders after 3h, 20h, 70h ball milling由于球磨罐和水溶液中都存在一定氧气,每次球磨后,开启罐盖时都发现球磨筒存在负压,表明氧气参与了体系反应。
Cu在有空气存在时可缓慢溶解于稀酸,球磨体系由于不断地搅拌以及机械力作用使铜在有氧条件下的与盐酸的反应充分进行,即:2Cu+4 HCl + O2→ 2 CuCl2 + 2 H2O (1)生成的CuCl2为强酸弱碱盐,发生水解反应:2 CuCl2 + 2 H2O → Cu(OH)2 + 4 HCl (2)盐酸的作用使反应(1)(2)相互促进直至反应完全。
在本实验中,铜球的一定程度的剥落给体系提供了附加的还原性反应物,因此相对于Cu2+,以Cu+存在其可能性更大,生成的Cu(OH)2被还原为Cu(OH)。
根据CuOH的溶解度与pH的关系,在pH≥4时,几乎都转化为Cu2O,这和实验结果相符。
体系中铜粉的量是不断变化的,体系中氧化与还原作用同时发生。
当氧化作用超过还原作用影响时,部分Cu2+将来不及被还原或者部分Cu+被进一步氧化为Cu2+得到CuO。
而生成的CuO在之后不断剥落的铜粉作用下又将进一步还原为Cu2O。
球磨至70小时,体系几乎全为Cu2O,没有发现CuCl与Cu2(OH)3Cl 的杂质峰。
体系通过一系列的氧化还原反应完成了一个自净化过程。
在上述化学反应中,最主要的反应就是Cu+Cu2+→2Cu+,从而获得最纯的Cu2O。
前苏联学者Γ. B. Корец[4]曾经采用Cu粉与CuO粉末混合密闭煅烧,生成Cu2O粉末,但是这种方法生成Cu2O含量不是很高,粉末粒度取决于原料Cu粉和CuO粉的粗细,并且煅烧后容易烧结。
采用高能球磨机在酸性条件下制备纳米Cu2O粉末,由于在机械力化学作用下,微细粉末活性很大,混合均匀,还原性很强,在室温下能够还原CuO、Cu(OH)2,且得到纳米级粉末。
(4)利用新生相原理制备纳米晶新相的生成是一个不断的形核长大过程,即母相中组成新相的原子集团(核胚)通过体系周围单个原子的热激活跃迁,形成核心,再通过进一步的原子扩散而长大成新相。
当没有其他因素(温度、热流、碰撞引起的应力、应变等)干扰时,晶核常以一定的结晶面暴露于母相之中,在周围原子的热激活跃迁后逐渐长成完整晶体。
在球磨体系中,通过粉末与磨球不断碰撞,粉末活性大大增加,诱发粉末与磨球之间、粉末与液体介质之间的强烈的化学反应,促使新相生成。
体系中强烈的机械作用引起的打击-剥离效应以及化学反应所引起的温升、压力等将阻碍晶核向完整晶体的转变。
大部分晶核没来得及长大或是长大不完全就在机械力作用下剥落,成为纳米级粒子。
图5给出了不同金属粉末在水溶液中球磨终产物的SEM 图。
铜、锰、铁在水溶液中球磨均得到纳米级氧化物颗粒,锌在水溶液中球磨得到纳米级颗粒的同时还可得到部分氧化锌纳米棒。
图5金属粉末在水溶液中球磨终产物SEM图,(a)Cu2O, (b)Mn3O4, (c)Fe3O4, (d)Zn(OH)2、ZnO4 展望通过机械力化学法,采用金属颗粒直接与水反应制备金属氧化物粉末具有如下优点:(1) 方法简单,环境污染少,在常温下即可操作,无须高温高压设备,并能得到副产品氢气。
(2) 制得的粉末粒度细,粉末分散性较固固反应球磨好。
(3) 有些反应产物可以一步制得。
目前,关于水磨法制备多元金属氧化物复合粉末正处于进一步的研究中。
利用高能球磨,通过机械力化学反应,水磨法有望成为一种制备一元及多元金属氧化物粉末的新工艺。
参考文献[1] Takacs L,Quicksilver from cinnabar: the first documented mechanochemical reaction.JOM,2000,52(1):12-13[2] Janot R Guerard D, One step synthesis of maghemite nanometric powders by ball-milling . J of Alloys and Compounds ,2002,333,302.[3] A. J. B. Dutra, P. R. P. Paiva and L. M. Tavares: Minerals Engineering Vol.19(2006), p.478-485.[4] Γ. B. КорецКор: ЦветнбыеМеталлы VoL.28 (1981).Preparation of nano-particles of metal oxides via ball millingin water solutionsChen Zhenhua,Li Yingzhi,Ni Song,Chen DingSchool of Material Science and Engineering,Hunan University,Changsha (410082)AbstractNano-particles of metal oxides Mn3O4, Cu2O, Fe3O4, the mixture of Zn(OH)2 and ZnO have been successfully prepared via a novel solid-liquid mechanochemical reaction technology. The metal powders are ground in water solutions using planetary ball mill. The solid-liquid reactions can be induced on the surface of the powders and the reacted layer can be continuously peeled off during milling. The mean sizes of the as-prepared particles are about 20~100nm. Furthermore, the reaction rate and phase types of the products can be controlled by adjusting the pH value of the solution.Keywords:mechanochemical reaction,ball milling,metal oxides,pH value作者简介:陈振华(1945-),男,湖南大学博士生导师;李英芝(1982-),女,湖南大学硕士研究生,*通讯作者。