高能球磨优缺点优点
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铝基水反应活性材料制备及其性能研究王传华;郭晓燕;邹美帅;杨荣杰【摘要】为提高铝粉与海水的反应效率和速率,在惰性氛围下,采用高能球磨法通过多次变速循环工艺制备得到了铝基水反应活性材料.通过扫描电子显微镜、热重分析仪、比表面测试等分析表征材料的微观结构和氧化性能;采用自主设计的金属/水反应装置,实时记录铝基水反应金属材料与海水反应产生的氢气量,研究铝基水反应活性材料的活性.研究结果表明:高能球磨能提高铝基材料与海水的反应活性,铝粉经过球磨后反应效率达到原先的2倍;球磨过程中添加剂铋的添加能进一步提高铝基水反应材料的活性;反应总产率能够达到71.2%,其快速期氢气产生反应速率为210.7 mL/(min·g).制备的铝基水反应活性材料在高能水反应金属燃料推进剂和制氢领域都具有应用价值.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】6页(P817-822)【关键词】兵器科学与技术;高能球磨;铝基水反应材料;铋;海水【作者】王传华;郭晓燕;邹美帅;杨荣杰【作者单位】北京理工大学材料学院,北京 100081;北京理工大学材料学院,北京100081;北京理工大学材料学院,北京 100081;北京理工大学材料学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】V512;O64水反应金属燃料是指以水反应金属为主要成分,含有少量氧化剂、粘合剂和添加剂等成分的固体贫氧燃料[1]。
水冲压发动机[2-3]采用高能水反应金属燃料作为主燃料,以海水作为主氧化剂,具有比冲高、结构简单和安全性好等优点,是满足未来水中兵器高航速和远航程的最佳动力系统[4]。
水反应金属燃料作为水冲压发动机的主燃料,其蕴藏的绝大部分化学潜能是在金属与水反应的过程中释放出来的[5]。
水反应金属燃料与水反应的燃烧效率和速率是水冲压发动机高效燃烧和高效能量转换的基础和核心[1]。
金属A1具有较高的能量密度,常被应用于水反应金属燃料,但其存在点火温度高,与水反应燃烧效率低等问题。
粉体的制备方法-------机械法和化学合成法一、粉体的定义:粉体是大量颗粒的集合体,即颗粒群,又称为粉末;颗粒是小尺寸物资的通称,其几何尺寸相对于所测的空间尺度而言比较小,从厘米级到纳米级不等,又称为粒子;颗粒是粉体的组成单元,是研究粉体的出发点。
粉体是由诸多颗粒组成,是大量颗粒的宏观表现,其性质取决于各颗粒,并受颗粒堆积情况、颗粒之间的介质、外界作用力的影响。
二、机械法制备粉体用机械力进行粉碎,可以将各种金属矿物、非金属矿物、煤炭等制成粉体,适用于大规模工业生产。
在粉碎过程中,大块物料在机械力作用下发生破坏而开裂,经破碎成为许多小块、小颗粒,进一步经粉磨成为细粉体。
在出现破坏之前,固体受外力作用,先发生可恢复原形的弹性变形,当外力达到弹性极限时,固体县发生永久变形而进入塑性变形阶段;当塑性变形达到极限时,固体开裂,被破坏。
作用在固体上的应力按作用方向可分为压应力和剪应力。
观察固体破坏时的断面的形状可知,固体在压应力的作用下被压裂,或是在剪应力的作用下产生滑移,或是在两者的共同作用下开裂。
粉碎是在外力作用下使大物块料克服内聚力碎裂成若干小颗粒的加工过程,所使用的外力可以是各能量产生的机械力;粉碎是以单个颗粒的破坏为基础的,是大颗粒破坏的总和。
根据所得产物的粒度不同,可将粉碎分为破碎与粉磨;破碎是使大块物料碎裂成小块物料的加工过程,粉磨是使小块物料碎裂成细粉体的加工过程。
粉碎机械:按照主要作用力的类型(压应力、剪应力)和排料粒度,可以将粉碎机械大致分为破碎机械、粉磨机械、超细粉碎机械。
粉碎作用力以压应力为主、排料中以粒径大于3mm颗粒为主的称为破碎机械;粉碎作用力以压应为主、排粒中以粒径小于3mm颗粒为主的称为粉磨机械;排料中以粒径小于10微米颗粒为主的称为超细粉碎机械。
常用的破碎机械有锤式破碎机、鄂式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等;粉磨机械有雷蒙磨、轮碾机、筒磨机、振动磨、高压锟式机等。
纳米材料的合成方法详解纳米材料的合成是现代材料科学和纳米技术领域的一个重要研究方向。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性,因此在能源、环境、医学和电子等多个领域具有广泛的应用潜力。
本文将详细介绍几种常见的纳米材料合成方法。
1. 化学气相沉积法 (Chemical Vapor Deposition, CVD)化学气相沉积法是一种将气体中的原子或分子通过化学反应转变为固态纳米材料的方法。
其基本原理是在高温和特定气氛中,将气体中的原料物质通过热解或催化反应转化成所需的纳米材料,在基底表面沉积形成薄膜或纳米颗粒。
该方法可以合成具有较高结晶度和优异性能的纳米材料,但需要精确控制反应条件和选择合适的基底材料。
2. 溶胶-凝胶法 (Sol-Gel Method)溶胶-凝胶法是一种通过将溶液中的单质或化合物逐渐凝胶成固态材料的方法。
它通常包括溶胶制备、凝胶形成和热处理三个步骤。
在溶胶制备阶段,通过水解、聚合或凝聚反应将单体或溶液中的前驱物转化为凝胶。
凝胶形成阶段通过调节反应条件和控制胶体粒子的生长来控制纳米材料的尺寸和形貌。
最后,通过高温热处理可以去除有机物,形成纯净的纳米材料。
溶胶-凝胶法可以制备各种形态的纳米材料,如纳米粒子、纳米薄膜和纳米杂化材料。
3. 高能球磨法 (High-Energy Ball Milling, HEBM)高能球磨法是一种通过球磨罐中的高能球和固体颗粒之间的碰撞和反复磨擦来实现颗粒的细化和合成的方法。
高能球磨法可以合成均匀分散的纳米颗粒和纳米复合材料,因其简单、可控性好和成本较低而广泛应用于纳米材料合成的研究中。
通过控制球磨时间、球料的比例和球料的硬度等参数,可以实现纳米颗粒尺寸的调控和纳米材料的功能化。
4. 水热法 (Hydrothermal Method)水热法是一种利用高温高压水环境下的化学反应合成纳米材料的方法。
它通过水热反应在溶液中形成晶种,并通过重结晶或晶格修饰来得到所需的纳米材料。
羟基磷灰石的制备及应用研究羟基磷灰石是目前应用最广泛的生物材料之一。
因其良好的生物相容性和生物活性,在骨科和牙科领域得到了广泛的应用。
本文将就羟基磷灰石的制备及应用进行研究和探讨。
1.羟基磷灰石的制备羟基磷灰石的制备主要有湿法合成和干法合成两种方法。
其中湿法合成又包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等几种方法。
而干法合成主要有高能球磨法等方法。
1.1 湿法合成共沉淀法:羟基磷灰石的共沉淀法制备过程中利用钙、磷两个离子在一定条件下共沉淀作用,形成了羟基磷灰石。
共沉淀法具有制备工艺简单,反应速度快等优点。
但是其产品具有较大的晶体粒径和不稳定等缺陷。
溶胶-凝胶法:在溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石过程中,通过到达成熟态的化学缓慢水解发生反应,羟基磷灰石在凝胶中形成。
该方法得到的羟基磷灰石晶体粒度分布小,晶体形态好,内部结构均匀致密等优点。
但是该方法的制备过程复杂,且需要较长时间,成本较高。
水热法:在水热法制备羟基磷灰石过程中,通过水热反应来形成羟基磷灰石。
该方法具有制备工艺简单等优点。
但是制备效率较低且羟基磷灰石的结晶度较低,易形成杂多晶和非晶态。
1.2 干法合成高能球磨法:在高能球磨法制备羟基磷灰石过程中,通过高能钨钢球的强制研磨来形成羟基磷灰石。
该方法具有制备简单,易于大规模生产等优点。
但是制备过程中需要严格控制球的大小,否则会影响羟基磷灰石的晶体粒度和分布。
2.羟基磷灰石的应用2.1 骨科领域羟基磷灰石可作为一种生物陶瓷,应用于骨科领域。
其良好的生物相容性和生物活性使得其能够与人体骨组织相容性良好。
在人工骨替代和组织修复中,羟基磷灰石能够促进骨细胞的生长和分化,提高骨修复的质量。
2.2 牙科领域在牙科领域,磷酸羟基磷灰石可以用于制备牙科修补材料,其生物相容性好,与人体牙齿组织具有相似的化学成分和物理性质。
磷酸羟基磷灰石的应用还可以提高口腔修复质量。
3.羟基磷灰石的未来展望随着骨科和牙科行业的飞快发展,羟基磷灰石的应用范围也在不断扩大。
SiC p /Cu 复合材料的研究进展曾昭锋 1,2)✉,周波涛 1),熊宣雯 1),李 翔 1),李著龙 1),王国强 1)1) 汉江师范学院物理与电子工程学院,十堰 442000 2) 汉江师范学院新型功能材料制备与物性研究中心,十堰 442000✉通信作者,E-mail:****************摘 要 SiC p /Cu 颗粒增强铜基复合材料是目前金属陶瓷复合材料的研究热点。
本文简述了SiC p /Cu 颗粒增强复合材料的制备方法及优缺点,分析了影响SiC p /Cu 颗粒增强复合材料性能的主要因素,包括SiC p 颗粒含量、SiC p 颗粒尺寸及烧结工艺等方面,提出了SiC p /Cu 颗粒增强复合材料存在的问题,总结了制备方法及工艺的选择原则,并对其发展方向进行了展望。
关键词 铜基复合材料;颗粒增强;研究进展;性能分类号 TB331Research progress of SiC p /Cu compositesZENG Zhao-feng 1,2)✉, ZHOU Bo-tao 1), XIONG Xuan-wen 1), LI Xiang 1), LI Zhu-long 1), WANG Guo-qiang 1)1) School of Physics and Electronic Engineering, Hanjiang Normal University, Shiyan 442000, China2) Center for Research on the Preparation and Properties of New Function Materials, Hanjiang Normal University, Shiyan 442000, China✉Correspondingauthor,E-mail:****************ABSTRACT SiC p /Cu particle-reinforced Cu-matrix composites are the current hotspots of the metal-ceramic composites. The main preparation methods of the SiC p /Cu particle-reinforced composites were introduced in this paper and the advantages and disadvantages were compared. The main factors which affected the performance of the SiC p /Cu particle-reinforced composites were analyzed,including the content of SiC p particles, the size of SiC p particles, and the sintering process. The existing problems of the SiC p /Cu particle-reinforced composite materials were proposed. The selection principles of the preparation methods and processes were summarized, and the development direction was prospected.KEY WORDS copper matrix composites; particle reinforcement; research progress; properties金属陶瓷复合材料在现代科技和生活中显示出越来越重要的地位。
纳米氧化锌材料的制备纳米氧化锌材料近年来受到广泛关注,因其在光电、催化、生物、传感等领域具有重要应用前景。
本文将介绍纳米氧化锌材料的制备方法,包括溶液法、固相法、气相法等,同时讨论不同制备方法对纳米氧化锌材料的形貌、结构、性质等方面的影响。
一、溶液法制备纳米氧化锌材料溶液法是一种较为常见的纳米材料制备方法,其操作简单、成本相对较低。
在溶液法中,常用的制备纳米氧化锌材料的方法包括沉积-沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。
下面将逐一介绍这些方法。
1. 沉积-沉淀法:该方法主要是通过沉积-沉淀过程制备纳米氧化锌材料。
首先将锌盐(如氯化锌、硫酸锌等)按一定比例溶解于溶剂中,然后加入碱液或沉淀剂,生成氧化锌沉淀。
最后通过离心、洗涤和干燥等步骤得到纳米氧化锌材料。
该方法制备的纳米氧化锌材料通常具有较大的比表面积和较好的分散性。
2. 水热法:水热法是一种在高温高压条件下制备纳米氧化锌材料的方法。
将锌盐和碱液混合后,加入反应容器中,在高温水热条件下反应一定时间后,即可得到纳米氧化锌材料。
水热法制备的纳米氧化锌材料形貌较为均一,具有较高的结晶度和比表面积。
3. 溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法是一种溶胶和凝胶形成的过程,通过溶胶状态和凝胶状态发生的变化来制备纳米氧化锌材料。
在该方法中,首先通过将锌盐在溶剂中溶解制备溶胶,然后加入适量的沉淀剂或表面活性剂,形成凝胶。
最后通过干燥或煅烧处理得到纳米氧化锌材料。
溶胶-凝胶法制备的纳米氧化锌材料通常具有较好的孔隙结构和较高的比表面积。
二、固相法制备纳米氧化锌材料固相法是一种通过在固相反应中制备纳米氧化锌材料的方法。
常见的固相法包括热分解法、高能球磨法等。
1. 热分解法:热分解法是一种通过在高温下使固态反应发生,从而制备纳米氧化锌材料的方法。
该方法在惰性气氛中将锌源与氧源加热,其反应过程中生成气体或溶于惰性气氛中从而得到纳米氧化锌材料。
热分解法制备的纳米氧化锌材料形貌较为均一,可以调控成不同形状的颗粒。
机械球磨法制备纳米颗粒的主要机制下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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浅谈氮化铝的性质、制备及应用浅谈氮化铝的性质、制备及应用1氮化铝的性质氮化铝(AlN)是一种综合性能优异的先进陶瓷材料,是一种被国内外专家一致看好的新型封装材料,也是目前公认的最有发展前途的高热导陶瓷材料。
对其的研究开始于一个多世纪以前,但当时仅将其用作固氮剂化肥使用。
作为共价化合物的氮化铝,由于其具有较高的熔点和较低的自扩散系数,导致其难以烧结。
直到上世纪50年代,氮化铝陶瓷才被人们首次制得,并作为一种耐火材料使用,而后广泛应用于纯铁、铝以及铝合金的熔炼。
从上世纪70年代以来,随着研究的进一步深入,氮化铝的制备工艺逐渐走向成熟,其应用的领域和规模也不断扩大。
氮化铝是一种共价键化合物,具有六方纤锌矿型结构形态,晶格常数为a=3.11、c=4.98,如图1-1所示。
其理论密度为3.26g/cm3,莫氏硬度为7~8,分解温度为2200~2250℃。
[1]图1-1氮化铝的晶体结构氮化铝陶瓷具有较高的热导率,适应于高功率、高引线和大尺寸芯片;它的热膨胀系数与硅匹配,介电常数较低;其材质机械强度高,在严酷的条件下仍能照常工作。
因此,氮化铝可以制成很薄的衬底,以满足不同封装基片的应用要求。
氮化铝陶瓷作为高热导、高密封材料有很大的发展潜力,是陶瓷封装材料研究的重要发展领域。
人们预计,在基片和封装两大领域,氮化铝陶瓷最终将取代目前的氧化铝陶瓷和氧化铍陶瓷。
[2]氮化铝陶瓷的主要特点如下:1)热导率高,是氧化铝陶瓷的5~10倍,与剧毒氧化铍相当;2)热膨胀系数(4.3×10-6/℃)与半导体硅材料(3.5-4.0×10-6/℃)匹配;3)机械性能好,高于氧化铍陶瓷,接近氧化铝;4)电性能优良,具有极高的绝缘电阻和低的介质损耗;5)可以进行多层布线,实现封装的高密度和小型化;6)无毒,有利于环保。
[3]2氮化铝粉体的制备2.1直接氮化法氮化铝在自然界中不存在,现在是由金属铝粉末直接氮化合成或由Al2O3碳热还原后再直接氮化法制备,其化学反应式为:2Al(s)+N2(g)→2AlN(s)直接氮化法具有若干优点:1)成本低廉;2)原料丰富;3)反应体系简单,没有副反应;4)反应温度低于碳热还原;5)适合大规模生产。
纳米材料的制备摘要:纳米材料是指颗粒尺寸在1~100 nm的超细材料,由于其晶粒小,比表面积大 ,这就使其产生了块状材料所不具有的量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等。
表现在纳米体系的光、热、电、磁等性质与常规材料不同,从而在工程材料、磁性材料、催化剂、计算机等方面有着广泛的应用。
在众多的纳米材料的研究与应用中,纳米材料的制备是基础。
本论文从物理制备方法和化学制备方法来阐述纳米材料的一些制备方法,对纳米材料的制备作一些简单的介绍。
相信随着科学研究的不断深入,会有更好更多的新制备方法出现,以满足人们的需要,纳米材料的应用会越来越广泛。
关键词: 纳米材料;球磨法;气体冷凝法;溅射法;化学沉淀法;溶胶—凝胶法纳米材料一般指尺寸从1nm到100nm之间 ,处于原子团族和宏观物体交接区域内的粒子。
纳米材料具有宏观材料所不具有的特殊性质,即所谓的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等。
纳米材料包括纳米粉体、纳米纤维、纳米块体、纳米复合材料和纳米结构材料等,它们的制备方法有的相同,有的不相同,有的原理上相同,但工艺上有显著的差异。
纳米材料的制备方法很多,目前尚无科学的分类方法。
如果按照反应类型分可分为物理方法和化学方法;如果根据反应介质可分为固相法、液相法及气相法;如果按反应物状态可分为干法和湿法等。
分类方法不同,研究问题的侧重点就不同。
为了更明了地阐述纳米材料制备过程的物理和化学机理,本论文按照物理方法和化学方法的分类来阐述纳米材料的一些制备方法。
[1]1、物理法制备纳米材料1.1 球磨法球磨法是利用介质和物料之间的相互研磨和冲击使物料粒子粉碎。
球磨法最早用于制备氧化物分散增强的超合金,目前,此技术已扩展到生产各种非平衡结构,包括纳米晶、非晶和准晶材料。
现应用于不同目的的球磨方法包括振动磨、搅拌磨、胶体磨、纳米气流粉碎气流磨等。
球磨法工艺示意图如图1所示。
在一个密封的容器内掺有直径约50μm粒子的粉体,其中有许多硬钢球或包覆碳化钨的球。
方法类别制备方法原理
高能机械球磨法超低温条件下机械研磨
光照法在溶液中用激光烧蚀溅射银片,使其破裂
蒸发冷凝法利用脉冲激光将银单质烧蚀蒸发,将形成的纳米颗粒负载在一定的载体上
液相化学还原法将银盐与适当的还原剂在液相中进行反应,使银离子被还原为银原子并生长为单质颗粒,
光化学还原法水、乙醇等溶剂在γ射线辐照下产生具有很强还原能力的溶剂化电子,将银离子还原成单质;在光照或辐射的条件下,有机物能产生自由基,使溶液中的银离子还原成银原
电化学还原法直接用电解的方法将高价态的银离子还原为零价态,电解液中存在某种稳定剂,保护被还原出的银粒子,形成分散的纳米银颗粒
酶催化法微生物体所产生的酶起催化作用,作为电子传递体将氢气、甲酸盐等还原性物质的电子传递给银离子,使之被还原
非酶还原法微生物细胞表面的某些含氧基团通过物理化学作用使溶液中的银离子还原为原子,反应过程不依赖于微生物的生物
物理方法
化学方法
生物方法
纳米银的制备方法、原理及优缺点。
第24卷第1期 2O02年2月 水利电力机械
WATER CONSERVANCY&ELECTRIC POWER MACHINERY Vol 24 No.1
Feb.2002
机械球磨对电站锅炉高温防腐涂层性能的影响 Effect of mechanical milling O1"1 the features of high ten ̄erature corrosion resistant ceramic coatings of boiler pipes in power plant
闫文青,章应霖 YAN Wen—qing,ZHANG Ying-hn
(武汉大学动机学院,湖北武汉430072) (College ofPower and MeeEanical Ending。f w Unive ̄,ity,Wuhan430072,0lim)
摘要:采用不同时间的高能球磨法(机械活化)制备微细化粉体 井利用凝胶技术制成陶瓷涂料,粘涂后测 量涂层与基体的结合强度 结果表明:球磨3h,涂层的结合强度明显提高;球磨后将体长时间放置,存在粉 体团聚问题,鲁降低其使用性能。 关键词:机械球磨;潦层}结台强度;团聚 中图分类号:TY.224.9 5 文献标识码:A 文章编号:1006—6446(20阻)01—0013—03 /Idasla-ad:Ceranfic coatings werP formedⅥ【h mechanically activated powder and gel technique,and the adhesive sⅡe w畦meastlred.The result shows that after three hours mechanical millingl the az ̄esive sⅡer‘g山improved 0b 0u y,and that the pto ̄rties ofcoatings maybe degraded Due to the reunite plKJCeF,S when the. ̄chanically activated pc is stored for alongtime. Key w0rds:mechanical milling;coadn ;adhesive streagth ̄reunite
文献综述高分子材料与工程硫酸铜还原制备铜粉1. 引言目前,关于超细颗粒(超微颗粒) 的规定是根据所研究超细微粉的制备、观察、基本特性及应用的难易程度的不同,规定其粒径在lμm 以下、1nm以上的微粉均可以称为超细微粉。
我国目前所研究的超细粉末的尺寸主要是1μm 以下,0.1μm 以上的微米、亚微米超细粉。
同时,国内外把颗粒尺寸在1nm~100nm 之间的粉末材料称为纳米材料。
在工程学上,把小于0.5μm 的粒子称为超细颗粒,如黄培云在粉末冶金或贵金属粉末的制备中也以0.5μm 为限。
超细微粒高的表面能和大的比表面,使它具有许多奇特的物理化学性质,并在冶金、化工、轻工、电子、国防、核技术和航空航天等领域表现出极其重要的应用价值。
如超细铜粉可作高效催化剂、导电涂料,还可用作导电复合材料原料、电极材料、添加剂等。
因此,制备性能良好的超细铜粉是实现它优异性能最最关键的一步[1]。
超细铜粉是指粒径介于10-9~10-5m之间微小的铜粒子,包括微细铜颗粒(粒径在10-7~10-5m之间)和纳米铜颗粒(粒径在10-9~10-7m之间)。
由于超细铜粉存在表面界面效应、小尺寸效应、量子尺度效应和量子隧道效应等基本特征,所以它具有与许多相同成分的常规材料不同的性质,在力学、电学、化学等领域有许多特殊性能和极大的潜在应用价值。
超细铜粉是一种棕色或略带紫色的微细粉末,纳米铜粉则呈褐红色,它们都具有很高的活性。
其制备与应用的研究已引起了人们的广泛关注[2]。
一般对超细铜粉的要求是:产物纯度高,粒径分布均匀且较窄,颗粒未团聚,表面没被氧化,结晶性好等。
超细铜粉的应用非常广泛,如可用作(1):导电填料,随着涂料工业的迅速发展,涂料已经不仅用于各种产品的保护和装饰,而且一些具有特殊功能的涂料也相继问世,导电涂料就是其中的一种。
近几十年来,随着科学的发展和技术的进步,特别是电子工业的迅速发展,需要涂料具有导电性的场合越来越多,例如,用于取暖和冬季汽车玻璃防霜等的加热漆,用于消除静电的防静电漆,以及近十几年兴起的用于电子设备屏蔽电磁波干扰的导电涂料等。