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水溶液中化学还原法制备超细镍粉水溶液中化学还原法制备超细镍粉摘要用水合肼在不同反应条件下,在水溶液中通过化学还原氯化镍制得了超细镍粉。
还原性环境下所产生的水合物在碱性溶液中溶解。
镍粉是通过一台X 射线衍射仪,扫描电子显微镜,BET法,热重法和X射线光电子能谱研究来表征的。
在本次研究中,镍粉的平均粒径随Ni2 +的浓度增加而减小,通过引入表面活性剂和丙醇溶剂使结块减少。
结果表明,镍粉的制备在60℃时用不同体积比的丙醇-水,N2H4/Ni2+的摩尔比为 2.0。
Ni2+的浓度为0.8mol/L。
羧甲基纤维素钠浓度4g/L,制备出粒径介于0.27-0.85μm的镍粉且不结块。
关键词:镍;粉末;还原;溶液;形态1引言在过去十年中对超细镍粉进行了广泛的研究,由于其具有潜在的技术应用价值,例如在油漆、可充电电池、化学催化剂、光电、磁记录材料等方面的用途。
最近,由于其良好的导电性、高熔点、成本低,可以作为一种廉价的陶瓷电容内部电极。
他们引起了高度的重视,要想成为这种最重要的电极材料,必须用比较经济的方法制备出电极材料[4]的成型与烧结中最理想的状态,即镍粉颗粒呈球形且不结块,小粒径镍粉颗粒分散性好。
球磨,电,热等离子体,多元醇法,化学气相沉积法,在水溶液中的超声化学沉积,微波水热法等多种方法,湿化学还原法已应用到精细金属粉末的制备[5-7]。
然而,这些方法都不是超细金属粉末大规模生产的最佳方法。
根据金属粉末所需的属性和反应过程的经济方面的需要,可能的制备方法之一是利用较强的还原剂从金属盐类的溶液中还原出金属离子的化学还原方法[8-10]。
由于镍盐在水溶液中具有良好的溶解性和密集性,较低反应温度和简单的反应过程[11],对精细镍粉在水溶液中的制备进行了研究,在此方法中,镍粉的形状和颗粒大小,粒度分布和集聚程度,可以很容易地通过反应参数来控制,如溶剂组成、成核剂、还原剂、表面活性剂等[12-14]。
在这项工作中,用水合肼还原镍的盐溶液制备得到了超细镍粉,在水溶液中的化学还原方法由此得到证明。
超细粉体表面包覆技术讨论进展超细粉体通常是指粒径在微米级或纳米级的粒子。
和原大块常规材料相比具有更大比表面积、表面活性及更高的表面能，因而表现出优异的光、热、电、磁、催化等性能。
超细粉体作为一种功能材料近些年在得到人们的广泛讨论，并在国民经济进展各领域得到越来越广泛的应用。
然而由于超细粉体独有的小尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应所引起的团聚及分散问题使其失去了很多优异性能，严重制约了超细粉体的进一步进展及工业化应用。
因此，如何避开超细粉体的团聚失效已成为超细粉体进展应用所面临的难题。
通过对超细粉体进行肯定的表面包覆，使颗粒表面获得新的物理、化学及其他新的功能，从而大大改善了粒子的分散性及与其他物质的相容性。
表面包覆技术有效地解决了超细粉体团聚这一难题。
1超细粉体表面包覆机理超细粉体包覆技术所形成的核/壳结构是一种新型的复合结构，目前对于其形成机理，学者们的观点重要有静电相互作用、化学键合、过饱和度、吸附层媒介等。
2超细粉体的表面包覆技术目前关于超细粉体的表面包覆技术依据不同方式有几种分类方法。
如依照反应体系状态可分为固相包覆法、液相包覆法、气相包覆法；按壳层物质性质分为金属包覆法、无机包覆法和有机包覆法；依照包覆性质可分为物理包覆法和化学包覆法等等。
本文就固相、液相、气相包覆法的分类方式对超细粉体的表面包覆技术近年的讨论进展进行论述。
2.1固相包覆法2.1.1机械球磨法该方法是利用球磨过程中粒子之间的挤压、冲击、剪切、摩擦等机械应力作用，使被包覆颗粒表面激活吸附表面改性物质从而达到表面包覆目的。
该方法具有处理时间短、反应过程简单掌控、操作简单等优点；但仅适用于微米级粉体的表面包覆，且要求粉体具有单一分散性。
袁华堂、冯艳等采纳球磨的方法对四元非晶合金Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni进行了石墨表面包覆。
讨论表明，石墨对Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni的包覆使合金电极容量和循环寿命都有所提高，从而有效改善了Mg基贮氢合金的电化学性能。
金属超细粉体制备技术研究现状、存在问题及其发展趋势1.1 金属超细粉体简介金属超细粉体材料是超细粉体材料的一个重要分支。
由于颗粒尺寸的减小，粉体的比表面积增大，表面活性增高，表面与界面的性质发生了很大的变化。
例如，食品、药品经超细化处理后更易被人体直接吸收，大大增强了其功效。
当颗粒尺寸位于纳米量级时，其原子和电子结构不同于化学成分相同的微米级金属粒子，并具有量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应，库仑阻塞效应，介电限域效应等[99]，也具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面奇异特性。
如，纳米镍、金、银、铜、锡等金属微粒的尺寸小于光波波长，均会由于光的吸收失去原有的光泽而呈黑色。
纳米金属的熔点较普通金属熔点低，如平均粒径为40m的纳米铜粒子的熔点由1053℃降到750℃[100]。
纳米金属熔点的降低，可使粉末冶金法制备合金的烧结温度大大降低，还可使不互溶的金属冶炼成合金。
如将0.1~0.5wt%的纳米镍粉加入到钨粉中，烧结温度可从3000℃降为1200～1300℃[101]。
因而微纳米材料被广泛的用作催化剂、润滑剂、建筑材料、陶瓷材料、气敏材料、绝缘材料、纺织材料、发光材料、木材、灭火剂、生物医学材料等[102]。
金属微纳米粒子及其复合材料已在冶金、机械、化工、电子、国防、核技术、航空航天等研究领域呈现出极其重要的应用价值。
1.2 金属超细粉体制备技术研究现状金属超细粉体制备技术是超细润滑油添加剂研究、开发和应用的关键。
目前所开发出的金属超细粉体的制备方法的报道很多,分类也各不相同。
按制备体系和材料形态主要分为固相法、液相法和气相法三大类。
1.2.1 固相法固相法是通过固相到固相的变化来制备超细粉体[102]，所得的固相粉体和最初固相原料可以是同一物质，也可以不是同一物质[103]。
固相法制备超细粉体不使用溶剂,具有高选择性、高产率、低能耗、工艺过程简单等特点。
可用于金属、合金、复合材料的制备。
超细铜粉的制备工艺研究进展杨国启;郭顺;张学清;郑爱国;周小军【摘要】详细介绍了超细铜粉的各种制备方法,包括各种物理和化学方法,并对各种制备方法的过程、优缺点及其应用情况进行简要评述,指出了今后超细铜粉制备需要关注的问题,点明了今后超细铜粉的研究方向.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2015(031)003【总页数】5页(P61-65)【关键词】超细铜粉;制备方法;进展【作者】杨国启;郭顺;张学清;郑爱国;周小军【作者单位】宁夏东方钽业股份有限公司,宁夏石嘴山753000;国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心,宁夏石嘴山753000;宁夏东方钽业股份有限公司,宁夏石嘴山753000;国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心,宁夏石嘴山753000;宁夏东方钽业股份有限公司,宁夏石嘴山753000;国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心,宁夏石嘴山753000;宁夏东方钽业股份有限公司,宁夏石嘴山753000;国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心,宁夏石嘴山753000;宁夏东方钽业股份有限公司,宁夏石嘴山753000;国家钽铌特种金属材料工程技术研究中心,宁夏石嘴山753000【正文语种】中文【中图分类】TB44超细颗粒是指粒径介于10－9～10－5 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［1］。
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。
超细铜粉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。
近年来，有关超细铜粉的制备研究，国内外都有不少报道，大致可以分为物理和化学的方法。
物理制备工艺有粉碎法、机械化学法、热分解法、气相蒸发法和γ射线法等;化学制备工艺有液相化学还原法、电解法与超声电解法、反胶团或微乳液法、多元醇法及微波多元醇法、超临界流体干燥法(SCFD)和水热还原法等。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状引言：超细粉体制备技术是一门研究如何制备具有纳米级颗粒尺寸的粉体材料的学科。
该技术在各个领域都具有重要的应用价值，例如材料科学、化学工程和环境科学等。
本文将探讨超细粉体制备技术的研究内容及其发展现状。
一、超细粉体制备技术的研究内容1. 材料选择：超细粉体制备技术要求选择适合的原料，如金属、陶瓷或聚合物等，并考虑其物理化学性质以及制备过程中的相互作用。
2. 制备方法：超细粉体的制备方法包括物理法、化学法和物化法等。
物理法主要有磨碎法、气雾法和凝胶法等；化学法主要有溶胶凝胶法、水热法和溶剂热法等；物化法则是将物理法和化学法相结合，如高能球磨法和溶胶冻胶法等。
3. 控制参数：超细粉体的制备过程中，需要控制一系列参数，如反应温度、反应时间、溶液浓度和溶剂选择等。
这些参数的调节将直接影响到粉体颗粒的尺寸和形貌。
4. 表征分析：制备好的超细粉体需要进行表征分析，如粒径分布、比表面积、晶体结构和形貌等。
常用的表征方法包括扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和比表面积测定等。
二、超细粉体制备技术的发展现状1. 研究热点：超细粉体制备技术的研究热点主要集中在以下几个方面：- 纳米材料的制备方法优化：研究人员不断改进传统的制备方法，提高制备效率和控制颗粒尺寸的精度。
- 纳米材料的表征手段研究：随着纳米材料的制备技术的发展，对其表征手段的研究也日益重要，以满足对纳米材料粒径和形貌等更准确的表征需求。
- 新型超细粉体的应用研究：超细粉体在材料科学、医学和环境保护等领域具有广泛的应用前景，研究人员正积极探索新型超细粉体的应用潜力。
2. 发展趋势：- 多学科交叉：超细粉体制备技术的研究已经从单一的材料学领域扩展到了化学、物理、生物等多个学科领域的交叉研究，这将进一步推动超细粉体制备技术的发展。
- 绿色制备：随着环境问题的日益突出，研究人员正致力于开发绿色制备方法，以减少对环境的影响。
- 自组装技术：自组装技术是一种通过物体自身的相互作用实现组装的方法，近年来在超细粉体制备中得到了广泛应用。
液相还原法制备超细铜粉的研究进展 谭 宁1,温晓云2,郭忠诚1,陈步明1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南 昆明 650093;2.云南铜业集团有限公司,云南 昆明 650051) 摘 要:超细铜粉由于其特殊的性能,因而应用范围很广泛。
其制备的工艺也引起了广泛的关注,其中液相还原法由于其特殊的优点,故研究的较多。
文中阐述了液相还原法制备超细铜粉的工艺的研究进展以及铜粉表面改性的工艺,并提出了问题及对未来的展望。
关键词:超细铜粉;液相还原法;表面改性中图分类号:TG144 文献标识码:A 文章编号:1006-0308(2009)02-0071-04The D evelop m en t of Ultraf i n e Copper PowderPrepara ti on by L i qu i d Pha se Reducti ve ProcessT AN N ing1,W E N Xiao-yun2,G UO Zhong-cheng1,CHEN Bu-m ing1(1.Faculty ofMaterials and Metallurgical Engineering,Kun m ing University of Science and Technol ogy,Kun m ing,Yunnan650093,China;2.Yunnan Copper Gr oup Co.,L td.,Kunm ing,Yunnan650051,China)ABSTRACT:Due t o the excep ti onal perfor mance of the ultrafine power,and thus it has a wide range of app licati on.The p r ocess of ultrafine power p reparati on by liquid phase reductive p r ocess and the copper surface modificati on p r ocess are described,and the issue and the visi on f or the future of the ultrafine copper powder is put for ward.KEY WO R D S:ultrafine copper power;liquid phase reductive p r ocess;the surface modificati on p r ocess超细铜粉由于其特殊的物理、化学性能,目前广泛应用于电学、涂料、催化、医学等领域。
超细金粉制备工艺及应用
超细金粉是一种具有广泛应用前景的新材料，其制备工艺和应用领域值得我们深入探讨。
本文将介绍超细金粉的制备工艺，并探讨其在各个领域的应用。
超细金粉的制备工艺是一个复杂而精细的过程。
一种常见的制备方法是溶剂热法。
首先，将金属原料与溶剂混合，并加热至一定温度。
在高温下，金属原料逐渐溶解，形成金属离子。
然后，通过控制温度和时间，使金属离子逐渐还原成金属颗粒。
最后，将金属颗粒进行分离和干燥，即可得到超细金粉。
超细金粉具有许多独特的物理和化学性质，使其在各个领域得到广泛应用。
首先，在材料科学领域，超细金粉可以用于制备高性能的金属材料。
由于其颗粒尺寸小、表面积大，超细金粉可以提高材料的强度、硬度和导电性能，广泛应用于制造电子元件、导电墨水等。
在化学催化领域，超细金粉具有较高的催化活性和选择性。
金属颗粒的纳米尺寸可以提供更多的催化活性位点，从而提高催化反应的效率和选择性。
因此，超细金粉被广泛应用于催化剂的制备，如汽车尾气净化催化剂、燃料电池催化剂等。
超细金粉还可以应用于生物医学领域。
由于其较大的比表面积和良好的生物相容性，超细金粉可以用于制备生物传感器、药物传递系统等。
例如，将超细金粉包裹在药物载体中，可以提高药物的稳定
性和生物利用度，从而提高药物的疗效。
超细金粉的制备工艺和应用领域非常广泛。
通过合理的制备工艺，可以得到高质量的超细金粉，为各个领域的应用提供了有力支持。
相信随着技术的不断进步，超细金粉将在更多领域展现出其独特的价值和潜力。
国内撞击流沉淀法制备超细粉体研究进展佘启明【摘要】介绍了超细粉体的概念和特征，传统的气相法、固相法和液相法制备工艺以及基于传统工艺改进的阴极沉淀法和采用超临界流体增强溶液扩散法的重结晶技术的研究现状。
简要介绍了撞击流技术的特点，并指出基于撞击流技术的撞击流反应器在超细粉体制备领域的优势，就目前在浸没循环撞击流反应器(SCISR)和撞击流旋转填料床反应器(IS-RPB反应器)内运用撞击流沉淀法制备超细粉体的实际应用进行了总结，对撞击流技术在超细粉体制备领域的应用发展趋势进行展望，为从事撞击流沉淀法制备超细粉体的科研工作者提供参考。
【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】3页(P28-30)【关键词】超细粉体;撞击流;旋转填料床【作者】佘启明【作者单位】黄山学院化学化工学院，安徽黄山 245041【正文语种】中文【中图分类】O614.3随着纳米材料在各行各业的广泛应用,超细粉体的制备研究也逐渐成为热点。
超细粉体是指颗粒粒度小于微米的粉末材料,可分为亚微米级和纳米级。
物质的超细化的同时其表面电子结构和晶体结构也会发生变化,产生普通材料所不具备的小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应和量子效应,这些特征使超细粉体与常规颗粒材料相比具有一系列优异的物理和化学性能。
这些特殊性能使得超细粉体材料在信息功能材料、催化、磁性材料等方面具有广阔的应用领域❶❶黄山学院校级科研项目(2014xkj011)。
目前工业上制备超细粉体的方法很多,但就其制备过程来说,基本思路可分为2种:一种是将块状的固体材料经过粉碎制成超细粉体;另一种是由单个粒子通过聚集形成微粒的同时,对微粒的生长进行控制,将微粒尺寸维持在超细粉体尺寸范围内。
具体来说,生产超细粉体的方法可分为气相法、固相法与液相法3大类。
1.1 气相法气相燃烧法又称火焰合成法,其制备原理是:用惰性气体保护燃料气(CO、CH4、H2)和另一种原料气(SiCl4或TiCl4等)并在高温富氧的环境下燃烧,在气相状态下发生一系列物理、化学反应,最后在冷却的过程中凝聚生长,形成超细粉体[1]。
的圆柱体作为反应阳极，将阳极放在通入惰性气体的设备中通电进行充分反应，通入冷却水进行钝化处理，最后使用筛网筛除大颗粒粉体即可得到超图1 直流等离子法制备超细金属粒子的工艺流程另一种是微波型反应装置[12]，微波等离子制粉技术是近十几年来发展起来的用于制备超细粉体的新型技术，即通过微波放电产生等离子体。
由于使用微波等离子制粉过程中会产生温度更高的电子且这种方法可在压力更低的条件下进行，因此相比于直流型反应装置，微波型反应装置具有更大的活性。
除此之外，以微波为热源产生等离子体还具有避免电子材料溅射对等离子体造成污染、获得更加纯净的等离子体、发2 化学液相还原法制备超细金属粒子的工艺流程印万忠等[13]使用工业硝酸银作为原料，以作为还原剂，以AJO-02作为表面保护剂制备纳米银粉。
其间通过控制硝酸银浓度、还原剂浓度以及表面保护剂的量，制备出粒径小、分散性好的纳米银粉。
汪斌等[14]为了获得分散性较好的纳米银粉，在制备纳米银粉的过程中，添加不同的聚乙二醇作为分散剂。
结果表明，以乙醇为溶剂，PVP为保护剂，为分散剂，可制备纯度高、粒径分布小的球形或类球形的超细银粉；当PEG-400含量为时，分散效果最好。
刘磊力等[15]还采用化学液相还原法，以氯化镍和氯化铜为原料，以PVP剂，并且加入适量的EDTA作为络合剂，将氢氧化钠·H2O溶液混合，升温缓慢加入氯化镍和氯化铜混合溶液中，制取分散性良好、平均粒径为NiCu复合金属粉。
化学液相还原法制备超细粉体的方法简单，易于操作，较为适合进行工业化图3 溶胶-凝胶法制备Co4Nb2O9超细粉体的流程2.3 雾化法超声波雾化法的原理是使用20 kHz以上的超声波对液体进行机械振动，将前驱体雾化成纳米级的小液滴，再将小液滴输送进反应腔，在高温条件下发生热解反应，最后将所得超细粉体使用收集器收集起来。
超声雾化法凭借其使用设备简单，制备超细粉体连续快速，且能良好地控制超细粉体的粒径、形貌、结晶度等优秀性能逐渐在超细粉体领域得到广泛应用，因此许多学者对超声雾化的影响因素进行研究[18]。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状随着科学技术的不断发展，超细粉体制备技术在材料科学、化学工业、医药领域等方面扮演着越来越重要的角色。
超细粉体具有较大的比表面积、高活性和特殊的物理化学性质，因此广泛应用于催化剂、涂料、电子材料等领域。
本文将着重介绍超细粉体制备技术的研究内容以及目前的发展现状。
超细粉体制备技术的研究内容主要包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要有机械法、凝胶法、气相法等；化学方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等。
这些方法各有特点，可以根据需要选择合适的方法进行制备。
物理方法中的机械法是一种常用的制备超细粉体的方法。
通过机械力的作用，将原料粉体不断粉碎，直至达到所需的颗粒尺寸。
常用的机械法有球磨法、高能球磨法等。
机械法制备的超细粉体具有颗粒尺寸均匀、形状规则等特点，但制备过程中能量消耗较大，易产生热量，需要进行冷却。
凝胶法是一种通过凝胶的形成来制备超细粉体的方法。
主要包括溶胶-凝胶法和反应凝胶法。
溶胶-凝胶法是将溶液中的金属离子通过溶胶聚合到凝胶颗粒上，形成胶体颗粒，经过干燥后得到超细粉体。
反应凝胶法是将溶液中的金属离子与还原剂发生反应，生成凝胶颗粒，再经过煅烧得到超细粉体。
凝胶法制备的超细粉体具有颗粒尺寸可调、分散性好等特点，但制备过程中需要控制溶胶的形成和凝胶的稳定性。
气相法是通过气相反应制备超细粉体的方法。
主要有气溶胶法和气相沉积法。
气溶胶法是将溶胶颗粒悬浮在气体中，通过气体的传输和控制，使溶胶颗粒在气相中聚集成为超细粉体。
气相沉积法是将气体中的原料分子在高温条件下反应生成超细粉体，然后通过凝聚机制使其沉积到基底上。
气相法制备的超细粉体具有纯度高、颗粒尺寸可调等特点，但制备过程中需要控制气体流动和温度条件。
在超细粉体制备技术的发展现状方面，近年来，随着纳米科技的兴起，纳米粉体的研究得到了广泛关注。
纳米粉体是指粒径小于100纳米的超细粉体。
纳米粉体具有更大的比表面积和更高的活性，表现出与传统材料不同的物理化学性质。
超细粉体制备技术研究的内容及发展现状超细粉体制备技术是一种重要的材料制备技术，其应用范围广泛，包括电子、化工、冶金、建筑等领域。
超细粉体的制备技术研究已经成为材料科学领域的热点之一。
本文将介绍超细粉体制备技术的内容及发展现状。
超细粉体制备技术是指将普通粉体通过物理或化学方法加工处理，使其粒径小于100纳米的技术。
超细粉体具有较高的比表面积和较好的物理、化学性能，因此在材料科学领域有着广泛的应用。
超细粉体制备技术主要包括物理法、化学法和生物法三种。
物理法是指通过机械力、热力、光力等物理手段将普通粉体加工成超细粉体。
其中，机械法是最常用的一种方法，包括球磨法、高能球磨法、振动球磨法等。
这些方法通过机械力的作用，使粉体颗粒之间发生碰撞、摩擦和剪切等作用，从而使粒径减小。
热力法则是通过高温处理使粉体颗粒发生熔融、蒸发和氧化等反应，从而使粒径减小。
光力法则是通过激光束的作用使粉体颗粒发生熔融、蒸发和氧化等反应，从而使粒径减小。
化学法是指通过化学反应将普通粉体加工成超细粉体。
其中，溶胶-凝胶法是最常用的一种方法，该方法通过溶胶的形成和凝胶的形成使粉体颗粒减小。
其他化学法还包括气相法、水相法等。
生物法是指通过生物体内的生物反应将普通粉体加工成超细粉体。
其中，微生物法是最常用的一种方法，该方法通过微生物的代谢作用将普通粉体加工成超细粉体。
目前，超细粉体制备技术已经得到了广泛的应用。
在电子领域，超细粉体可以用于制备高性能的电子元器件；在化工领域，超细粉体可以用于制备高性能的催化剂和吸附剂；在冶金领域，超细粉体可以用于制备高性能的金属材料；在建筑领域，超细粉体可以用于制备高性能的水泥和混凝土等。
总之，超细粉体制备技术是一种重要的材料制备技术，其应用范围广泛。
随着科技的不断进步，超细粉体制备技术也将不断发展，为各个领域的材料科学研究提供更好的支持。
金属超细粉体制备的研究进展摘要：简要介绍了超细粉体的制备方法，并介绍了电爆炸法和电弧等离子法制备AI、Mg 粉体的工艺技术及其研究进展。
这2种方法具有产品颗粒直径分布窄、粒度大小易于控制和调节、产品纯度高、便于收集、无污染等优点，且易于工业化。
它们是目前生产金属细颗粒较环保和成本较低的方法。
关键词：水反应金属燃料；Al；M g；粉体；电爆炸法；电弧等离子法1. 引言俄罗斯“暴风雪”超高速鱼雷利用“超空泡”(supercavitation)原理突破了水下航行体的速度限制．达到了200节航速【1】。
其所用动力推进系统为水冲压发动机，该发动机使用的燃料是“水反应金属燃料”，该鱼雷具体使用的是“Mg基水反应金属燃料”【2】。
“暴风雪”鱼雷的出现引起了美、德、日等国对水冲压发动机和水反应金属燃料的极大关注，并展开大规模的研究。
水反应金属燃料的优点是不仅能量特性高，而且具有充分利用雷外海水作为能源的特点，能够显著提高燃料单位体积的能量密度，使鱼雷超高速、远航程航行成为可能【3】。
目前研究所采用的水反应金属燃料的主要原料有：活性金属如Al、Mg、B、Ti、Li、Na、K、zr、w等，金属氢化物如AlH 3、M gH 2、B 2H。
、ZrH：及LiAIH。
及一些活性较高的金属氧化物和金属碳化物等。
考虑到成本、毒性、能量密度等各方面的问题，Mg和Al 是最佳选择14】。
与Mg基金属水反应燃料相比，A1的成本更低，来源更广，稳定性更好，最主要的是Al基燃料的比冲要大于Mg基燃料的比冲【5】。
对于金属燃料能否用于水冲压发动机的要求，除了看其能量密度能否满足要求外，还要看其粒度、纯度能否满足点火要求等；而决定其点火温度的主要因素是金属粒子粒度的大小。
若想降低或选择合适的金属粒子的点火温度，就必须制备出超细颗粒(包括微米级、亚微米级和纳米级粒子)的金属粒子。
超细粒子的制备方法对于超细粒子的制备已经报道了许多方法，从这些报道来看，超细粉体的制备方法可根据反应体系的不同而分为气相法、液相法和固相法【6】。
超细金属粉末的制备方法摘要：介绍了机械法、物理法、物理一化学法等超细金属粉末的制备方法和研究进展及生产应用情况。
虽然超细金属粉末的制备方法有很多种，但每种方法都有一定的局限性，存在许多需要解决和完善的问题。
机械法是制备金属粉末的基本方法，但大多数机械法在制取粉末后存在分级困难的问题；旋转电极法和气体雾化法是目前制备高性能金属及合金粉末的主要方法，但生产效率低，超细粉末的收得率不高，能耗相对较大；气流磨粉碎法、氢化脱氢法适合大批量工业化生产，但对原料金属或合金的选择性较强。
关键词：制备方法；机械法；物理法；雾化法；物理一化学法1 引言超细金属粉末尺寸小，比表面积大，用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质，如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。
这些特殊性质使得超细金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。
例如，在兵器工业领域，超细金属粉末被用做各种型号火器燃烧剂及引燃材料，而且，超细金属粉末制备技术的研究与应用已经成为各国武器装备水平不断提高的基础。
2 超细金属粉末的制备方法2．1 机械法机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。
按照机械力的不同将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等[21。
目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法，其优点是工艺简单、产量大，可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的超细纳米粉末。
2．1．1 球磨法球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。
该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。
其优点是对物料的选择性不强，可连续操作，生产效率高，适用于干磨、湿磨，可以进行多种金属及合金的粉末制备。
缺点是在粉末制备过程中分级比较困难[31。
2．1．2 气流磨粉碎法气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。
具体的工艺过程为：压缩气体经过特殊设计的喷嘴后，被加速为超音速气流，喷射到研磨机的中心研磨区，从而带动研磨区内的物料互相碰撞，使粉末粉碎变细；气流膨胀后随物料上升进入分级区，由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料，其余粗粉返回研磨区继续研磨，直至达到要求的粒度被分出为止。
金属超细粉体制备的研究进展摘要：简要介绍了超细粉体的制备方法，并介绍了电爆炸法和电弧等离子法制备AI、Mg 粉体的工艺技术及其研究进展。
这2种方法具有产品颗粒直径分布窄、粒度大小易于控制和调节、产品纯度高、便于收集、无污染等优点，且易于工业化。
它们是目前生产金属细颗粒较环保和成本较低的方法。
关键词：水反应金属燃料；Al；M g；粉体；电爆炸法；电弧等离子法1. 引言俄罗斯“暴风雪”超高速鱼雷利用“超空泡”(supercavitation)原理突破了水下航行体的速度限制．达到了200节航速【1】。
其所用动力推进系统为水冲压发动机，该发动机使用的燃料是“水反应金属燃料”，该鱼雷具体使用的是“Mg基水反应金属燃料”【2】。
“暴风雪”鱼雷的出现引起了美、德、日等国对水冲压发动机和水反应金属燃料的极大关注，并展开大规模的研究。
水反应金属燃料的优点是不仅能量特性高，而且具有充分利用雷外海水作为能源的特点，能够显著提高燃料单位体积的能量密度，使鱼雷超高速、远航程航行成为可能【3】。
目前研究所采用的水反应金属燃料的主要原料有：活性金属如Al、Mg、B、Ti、Li、Na、K、zr、w等，金属氢化物如AlH 3、M gH 2、B 2H。
、ZrH：及LiAIH。
及一些活性较高的金属氧化物和金属碳化物等。
考虑到成本、毒性、能量密度等各方面的问题，Mg和Al 是最佳选择14】。
与Mg基金属水反应燃料相比，A1的成本更低，来源更广，稳定性更好，最主要的是Al基燃料的比冲要大于Mg基燃料的比冲【5】。
对于金属燃料能否用于水冲压发动机的要求，除了看其能量密度能否满足要求外，还要看其粒度、纯度能否满足点火要求等；而决定其点火温度的主要因素是金属粒子粒度的大小。
若想降低或选择合适的金属粒子的点火温度，就必须制备出超细颗粒(包括微米级、亚微米级和纳米级粒子)的金属粒子。
超细粒子的制备方法对于超细粒子的制备已经报道了许多方法，从这些报道来看，超细粉体的制备方法可根据反应体系的不同而分为气相法、液相法和固相法【6】。
气相法一般是指用气体原料或将原料蒸发成气体，然后通过化学反应或物理作用再生成超细颗粒的方法。
这类方法中包括气相化学反应、激光合成法、电爆炸法、惰性气体冷凝法和电弧等离子体法。
气相法制备金属超细粒子的特点是产品纯度高、分散性良好、粒子粒径分布窄、粒径小。
此外，通过控制气氛可以制备液相法难以制备的金属、碳化物、氮化物、硼化物等非氧化物超细粉体【7】o液相法(也称溶液反应法)是当前实验室和工业上广泛采用的合成高纯超细粉体的方法。
其主要优点是能精确控制化学组成，易于添加微量有效成分，超细粒子形状和尺寸也较容易控制，反应过程中还可利用各种精制手段。
此类方法较适用于制备组成均匀且纯度高的复合氧化物超细粉体。
液相法又可分为沉淀法、水解法、溶胶一凝胶法、。
微乳液法和溶剂蒸发法等。
固相法目前主要采用的是机械法(也称粉碎法)。
它采用研磨或气流、超声方法将块状物质粉碎、细化，从而得到不同粒径范围的超细颗粒。
机械法成本低，产量大。
不足之处是粉体的细度、纯度及形态受设备和工艺本身的限制，往往得不到很细及高纯的粒子。
实际生产上受到很大的局限。
上述各种方法各有其适用的范围，可根据不同物质、不同粒度、不同需要选择各自适用的方法。
对于Al、M g金属粒子的制备，尤其是水反应金属燃料使用的AI、Mg金属粒子，要求纯度高、粒径分布窄、粒径小等诸多特性。
因此，对于此类粒子的制备方法，采用电爆炸法和电弧等离子法的较多。
2.电爆炸法和电弧等离子法制备超细金属粒子电爆炸法和电弧等离子法都属于上述的气相法制备，电爆炸法是金属丝在反应器内快速爆炸、蒸发形成金属蒸气，然后与周围惰性气体发生碰撞损失能量，冷凝产生超细金属粒子。
而电弧等离子法是两极问气体自持放电，将金属物料融化、蒸发、汽化、结晶成为超细金属粒子，与电爆炸法相比其过程较平稳缓慢。
2．1电爆炸法．电爆炸法制备超细金属及其合金粒子的方法，最早是由俄罗斯发明并首先采用，此后美国、日本、韩国等相继进行相关产业的开发与应用18l。
它是一种物理制备金属超细粒子的新方法，利用导体的电爆炸方法控制生产高弥散超细金属、合金、类金属和化学化合物粒子，适合规模化生产。
其特点是能量转化率高、工艺参数可调、适用性广，是一种高产量的制备方法f9l。
用电爆炸技术可获得较高质量的金属纳米粉，如A l、Mg、Ti等超细金属粉体。
2．1．1电爆炸法制备超细金属粒子原理电爆炸法的原理是将细金属丝置于一定的气体介质环境下，通过对金属或合金原料丝沿轴线方向施加直流高电压，在高压和脉冲大电流的共同作用下，原料丝内瞬间产生强电流(电流密度1 0 7A／cm2)，迅速发生爆炸、汽化，并以强冲击波的形式向外辐射，在辐射过程中不断与低温的惰性气体碰撞损失能量而逐渐沉积，形成具有一定粒径分布的金属细颗粒，收集得到高纯度的超细金属粒子粉体，然后在惰性氛围下经过钝化处理即可‘91。
2．1．2电爆炸法制备超细金属粒子装置简介电爆炸法制备超细金属粒子装置的基本结构原理已趋于成熟，俄罗斯已有成套设备m 售【9J。
该装置主要由高频电源、电爆炸电路、电爆炸腔体以及收集仓和分选仓等组成1101，其原理示意图2．1．3电爆炸法制备超细金属粒子工艺及影响参数电爆炸法制备金属超细粒子的工艺过程如图2所示。
如图2所示，首先放入金属丝，系统抽真空、充人惰性保护气，当达到要求气压时，电源启动，电容器充电、送丝、放电爆炸，风机启动，将生成的金属纳米粉末带到冷却设备中，最后进入到分选设备中。
将粉末导入收集装置中，包装成袋。
其中系统所提供的能量必须于或等于导体汽化所需的能量，导电体才会发生爆炸，否则仅像普通保险丝那样熔化。
能使导体发生爆炸的电流密度大约等于1 0 7A／cmz。
整个设备中对产品粒径的影响参数较多，电源频率、电压、整流电路、器件、电容、金属丝直径和长度、充电量和放电量、环境气体压强等都会对产品产生影响。
因此在进行制备实验时，需对每一个细节充分考虑。
3电弧等离子法电弧等离子法制备金属超细粉体是属于低压气体中蒸发金属法的一种。
它是在密闭的、一定的气体介质中加热金属，使其蒸发、冷凝、结晶后形成超细颗粒粉末。
其加热源为电弧，一般加热源可采用电阻加热、高频感应加热、电子束加热、激光加热和辉光加热等。
电阻加热蒸发法是比较传统的方法，适用于熔点不太高的金属；激光加热法是将连续的高能量密度的CO：激光通过窗口照射到金属样品上使其蒸发制备超细粉体，一般用来制备氧化物超细粉体。
3．1电弧等离子法制备超细金属粉体原理电弧等离子法制备金属超细粉体的原理是在低压的气体介质中加热金属，使其汽化，然后冷却、结晶形成超细颗粒，在惰性氛围下包覆钝化处理后得产品。
加热源为电弧，电弧温度较高(最高达到50000K)，且易于控制(工业用电直接降压，整流)。
3．2电弧等离子法制备超细金属粉体装置简介电弧法制备金属超细粉体整个设备主要由反应室、水冷装置、分选装置、收集装置、鼓风机部分和抽真空设备组成。
各装置不同之处是根据各自的不同目的加以改进，但各组成部分大体一致。
电弧等离子法制备金属超细粉体的装置示意图，如图3所示。
图3电弧等离子法制备超细金属粒子的装置示意图Fig．3 Apparatus schematic diagram for preparingultrafine metal particles by arc plasma method 该装置为某大学制备金属Mg超细粉体采用的实验装置炉。
该装置可通过改变工作气体和阳极材料，制备出各种金属粉体和陶瓷粉体。
且实验中所获得的参数可以直接应用于工业化的生产炉。
其中阳极材料为纯Mg，阴极材料为钨棒或石墨棒，工作气体为Ar、H2+Ar 或CH4+Ar。
其操作步骤为：用脱脂棉擦拭装置炉内壁至再次擦后脱脂棉不变色为止，装入阳极材料纯Mg和阴极钨棒或石墨棒，为起弧方便，阴极和阳极相对间距约3～4 cm；安装设备；将装置抽真空至l Pa左右，通人工作气体，打开水冷，点弧，开始制备粉体；点弧完毕后，炉内漂浮的粉体沉积需要约0．5 h，排出工作气体，通入Ar气钝化，收粉，重复操作。
3．3电弧等离子法制备超细金属粉体工艺及影响参数电弧等离子法制备超细金属粉体的简要工艺是先将整个设备抽真空，充Ar气，用电弧弧柱部分作为加热源。
将金属物料溶化、蒸发、汽化、结晶成为超细结构颗粒，然后再经冷却器冷凝、收集【I 41。
其简要工艺流程图如图4所示15-16电弧等离子法制备超细金属粉体的主要影响因素与电爆炸法有许多相同之处，如电源电压、电流、不同环境气体及其压强等。
实际上对这些参数的控制只是相对的，在电弧等离子法制备金属超细粉体中的反应温度、反应范嗣等关键因素，很难定量地控制，生产出来的金属超细粉体颗粒直径分布为10～150nm，不同粒径的金属颗粒的物理化学特性会有很大的差别，为了应用方便，一般将金属超细粉体按粒径进行分级处理。
4结束语水反应金属燃料的高能量和优异性能使世界各国为之瞩目，随着研究的进展正在逐步成为水下推进的主要燃料，其所使用的主要原料超细Al粉、Mg粉及其包覆改性也在日趋完善。
目前超细Al粉、Mg粉的制备方法中以电爆炸法和电弧等离子法的产品产量相对较高，且具有纯度高、颗粒直径分布窄、无污染、便于收集、成本相对较低等特点。
尽管如此，目前影响其应用的仍然是其产量，因此设法提高其产量仍是今后主要的工作。
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