納米材料的制備方法研究

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1、納米材料的制備方法研究班級:學(xué)號:姓名:時間:摘要:本文綜述了納米材料的制備，介紹了兒種常用的納米加工技術(shù)，并對納米材料研究的發(fā)展進行了展望。關(guān)鍵詞：納米材料制備方法納米加工納米材料是指晶?；蝾w粒尺寸在l~100nm數(shù)量級的超細材料，由于超細的晶?；蝾w粒尺寸所產(chǎn)生的一些優(yōu)異性能，納米材料制備及納米材料應(yīng)用技術(shù)引起了材料科學(xué)和工程界的廣泛重視，已成為21世紀的三大科技領(lǐng)域之一。由于納米微粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)岀常規(guī)材料不具備的特性，因此，

2、納米材料在磁性材料、電子材料、光學(xué)材料、高致密度材料的燒結(jié)、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應(yīng)用前景。由于納米材料有十分神奇的特性、功能和廣闊誘人的應(yīng)用價值，因此如何獲得優(yōu)異的納米材料就成為納米科技和納米時代的主要課題。在科技高度發(fā)達的今天，人工制備納米材料的方法得到了很大的發(fā)展。而納米級加工技術(shù)包插機械加工、化學(xué)腐蝕、能量束加工、復(fù)合加工、掃描隧道顯微技術(shù)加工等多種方法，其加工技術(shù)近年來有了突破性進展，現(xiàn)已成為現(xiàn)實的、有廣闊發(fā)展前景的全新加工領(lǐng)域。本文將概括性地介紹兒種納米微粒的制備方法和微納米加工技術(shù)。

3、1.機械法機械法有機械球磨法、機械粉碎法以及超重力技術(shù)。機械球磨法無需從外部供給熱能,通過球磨讓物質(zhì)使材料之間發(fā)生界面反應(yīng)，使大晶粒變?yōu)樾【Я?，得到納米材料°范景蓮等采用球磨法制備了鵠基合金的納米粉末。還有人利用金屬撥基粉高能球磨法獲得納米級的Fe-18Cr-9W合金粉末。機械粉碎法是利用各種超微粉機械粉碎和電火花爆炸等方法將原料直接粉碎成超微粉，尤其適用于制備脆性材料的超微粉。超重力技術(shù)利用超重力旋轉(zhuǎn)床高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的相當于重力加速度上百倍的離心加速度,使相間傳質(zhì)和微觀混合得到極大的加強,從而制備納米材料。劉

4、建偉等以氨氣和硝酸鋅為原料，應(yīng)用超重力技術(shù)制備粒徑20nm-80nm.粒度分布均勻的ZnO納米顆粒。2.沉淀法沉淀法是指在可溶性鹽溶液（一種或多種）中加入沉淀劑（如0H-,C2O2-4,C2O2-3等）,在一定溫度下發(fā)生水解或沉淀反應(yīng)得到不溶的沉淀物,并將溶液中的陰離子洗去，經(jīng)過熱分解等處理可得到所需的納米微粒。沉淀法又可分為直接沉淀法、共沉淀法、均相沉淀法和金屬醇鹽水解法。直接沉淀法的優(yōu)點是容易制取高純度的氧化物納米微粒。徐甲強等采用該法獲得平均晶粒度為50nm的ZnO微粉。P.Nemec等使用化學(xué)沉積法制

5、備出粒徑為3120nm的CdSe納米晶體，霍華嶂等用化學(xué)共沉淀法制得一系列組分不同的t-ZrO2-TiO2-Y2O3固溶體的納米粉體，英粒徑均在15?25nm范圍。楊曉娟等采用化學(xué)共沉淀法合成T4種尖晶石型復(fù)合氧化物粉末，平均為32?47mn。3.乳液法乳液法是利用2種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成一個均勻的乳液，從乳液中析出固相，這樣可使成核、生長、聚結(jié)、團聚等過程局限在一個微小的球形液滴內(nèi)，從而可形成球形顆粒，又避免了顆粒之間進一步團聚。采用微乳液法實驗裝置簡單，能耗低，操作容易；所得納米粒子粒徑

6、分布窄,且單分散性、界面性和穩(wěn)定性好;與其它方法相比具有粒徑易于控制，適應(yīng)面廣等優(yōu)點。潘慶誼和徐甲強等采用微乳液法制備了粒徑為5?11nm的SnO2材料。江貴反等用原位種子乳液復(fù)合法合成了苯乙烯/甲基烯酸）二氧化鈦復(fù)合納米微球，其平均粒徑為415nmc4.溶膠-凝膠法溶膠■凝膠法是指前驅(qū)物質(zhì)（水溶性鹽或油溶性醇鹽）溶于水或有機溶劑中形成均質(zhì)溶液,溶質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成納米級的粒子并形成溶膠，溶膠經(jīng)蒸發(fā)干燥轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，該法為低溫反應(yīng)過程，允許摻雜大劑量的無機物和有機物，可以制備出許多高純度和高均勻度的材料，并易于

7、加工成型。其優(yōu)勢在于從過程的初始階段就可在納米尺度上控制材料結(jié)構(gòu)。該法具有在低溫下制備純度高，粒徑分布均勻,能制得化學(xué)活性大，單組分或多組分分級混合物的優(yōu)點。該法過程機制有3種類型:傳統(tǒng)膠體型、無機聚合物型和絡(luò)合物型。如張而耕、王志文等使用該法制得粒度均勻II在50nm以下的納米SiO2超細粉體。王麗等采用So-1Gel法制備了鐵氧體結(jié)構(gòu)的Nil~xZnxFe204（0[x[110）納米晶。李蓉萍等用溶膠-凝膠成功的制備了納米Ti02粉末，熱處理后平均品粒大致在611-9312nm范圍內(nèi)。N.Sanz等用溶膠

8、凝膠法制備了粒徑為20-80nm的有機納米微粒。Yang等在室溫常壓下用液相法制得粒徑為10-20nm的二氧化鈦顆粒。Li仁shitz等利用該法在SiO2基體上合成了平均粒徑為4~20nm的立方晶型的CdSe納米粒子。Ken-ichiHashizume等用凝膠法制備出粒徑為215?417nm的CdSe納米晶體。5.電化學(xué)合成利用電化學(xué)沉積的方法也可以合成性能優(yōu)良的納米微粒，特別是硫化物半導(dǎo)體合成。如