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1、塊狀納米鎳的制備研究研究生劉東亮導師欒道成教授材料學專業(yè)摘要。傳統(tǒng)鎳材有許多寶貴的物理、化學性能,并且已經廣泛地應用于航空、電子、化工等諸多領域;納米材料又因其特殊結構而具有獨特的性能,這兩者的結合對充分利用鎳這一重要的自然資源有重要意義。為了制得塊狀納米鎳,充分發(fā)揮鎳材在國家建設中的作用,實驗采用氫、氬等離子體法和超高壓熱壓燒結分別制得納米鎳粉和鎳塊。其過程是先通過直流電弧等離子體法制得鎳粉,然后把收集起來的鎳粉裝入模具。經手壓后,再送入燒結爐內熱壓燒結而成。本課題的研究內容包括:探索制備鎳納米粉的最佳工藝條件,研究影響產率、粒徑、粒度分布的主要因素
2、,如:電流、氣流速度、氫氣的含量等。研究燒結溫度、熱壓壓力以及保溫時間等一系列因素對塊狀納米鎳制備、性能的影響,探索最佳燒結工藝。研究表明:(1)獲得較高Ni納米粉產率的最佳工藝條件:電弧電流為(450±5)A,制粉室的氫氣氛比例為(40±2)%,風機轉速為2400—2500r/min。電弧電流的增大可使粉末的最可幾粒徑有向大粒徑方向移動的趨勢;氫氣含量增加,會使納米粉的粒徑分布變寬;循環(huán)氣流流速的增加,IV使鎳納米粉的粒徑分布變窄,平均粒徑變小。(2)塊狀納米鎳的燒結溫度在650。C--750℃之間;熱壓壓力在2GPa以上能使塊狀鎳納米材料的晶粒粒徑
3、維持在200nm左右;熱壓燒結的時間約2小時。此外,保溫時間對致密度、硬度的作用沒有溫度、壓力那么顯著。關鍵詞:納米材料鎳直流電弧熱壓燒結VTheResearchOilPreparationforBulkNanocrystal—NiPostgraduate:LiuDong—liang,Supervisor:Prof.LuanDao—chengMajor:MaterialsScienceAbstracttraditionalNickelmaterialshavemanypreciousphysical&chemicalproperties,andhave
4、alreadybeenappliedwidelyinmanyfieldssuchasaviation,electron,andchemicalindustry,etc.Thenanomaterialshavemanyexcellentpropertiesforitsspecialmicrostructure.Thecombinationofthemhasfar-reachingconsequencesfortakingfulladvantageoftheimportantnatureresource,Ni.plasmaofhydrogenandArgo
5、n,thesuperhighpressureinhotpressuresinteringwereappliedtoobtainingthepowderofNickelandthebulkNickelrespectively.Intheexperiments,thenanometersizepowderwasobtainedbythemixplasmaofH2&Argonatfirst.Then,themouldwasfilledwiththecollectedpowder.Next,thepressurewasappliedtothemould(tot
6、hepowderexactly)byhand.Atlast,thefilledmouldWassentintothefurnace,inwhich,thepowderwasmadeintobulkmaterialsthrou曲hotpressuresintering.Intheprocess,thetechniquesofpreparationforNickelpowderareexplored.Themainfactorssuchasarccurrent,thevelocityofgasflow,theproportionofH2inthemixga
7、s,whichinfluencetheproducerate,theVIdiameterofthepowderandthedistributionofgranularity,wereresearched·Then,thefactorssuchasthetemperatureofsintering,thepressureonpowder,thetimeofheatpreservation,whichinfluencesthepropertiesandpreparationforbulknanocrystalNi,areresearched.Thebest
8、techniquesofsinteringareexplored,too.Theresearc