西安文通大泽OAMJIAOTONGUNIVER2.气相法(4)电子束加热法:不需要就可以使原料熔融和蒸发,从而防止了由于埚反应而引起的杂质混入,此法适合于制备W、Mo、Ta、Nb等高熔点金属以及Zr、Ti等活性大的超微粉。17
17 2.气相法 (4)电子束加热法:不需要坩埚就可以使原料熔融和蒸发,从而防止了由于坩埚反应而 引起的杂质混入,此法适合于制备W、Mo、Ta、Nb等高熔点金属以及Zr、Ti等活性大 的超微粉
西安文通大泽OAMJIAOTONGUNIVER2.气相法(5)激光加热法:利用高能激光束在情性气氛中直接照射金属(Fe、Ti、Zn、Mo、Ni等)或氧化物(Ai,O3、SiO2、Fe,O,等),让这些物质蒸发,冷凝后直接制得这些金属或氧化物的超微粉。或在N2、NH、CH4、C,H,等反应气氛中,将激光束照射到金属上金属被加热蒸发后与气体发生反应还可制得其氮化物、碳化物等。用该法制取得超微粉纯度较高、粒径小。缺点是能耗大,制取超微粉回收率低,价格昂贵。18
18 2.气相法 (5)激光加热法:利用高能激光束在惰性气氛中直接照射金属(Fe、Ti、Zn、Mo、Ni 等)或氧化物(Ai2O3、SiO2、Fe3O4等),让这些物质蒸发,冷凝后直接制得这些金属 或氧化物的超微粉。或在N2、NH3、CH4、C2H6等反应气氛中,将激光束照射到金属上, 金属被加热蒸发后与气体发生反应还可制得其氮化物、碳化物等。用该法制取得超微粉 纯度较高、粒径小。缺点是能耗大,制取超微粉回收率低,价格昂贵
西安文通大学AOTOONIES2.气相法2.1.2溅射法:溅射法的原理如图所示:用两块金属板分别作阳极和阴极,阴极为蒸发用的材料,在两极内充入Ar气(40~250Pa),两电极内施加的电压范围为0.3~1.5kv,由于两电极间的辉光放电使Ar离子形成,在电场的作用下燕发材料A1 板Ar离于冲击阴极靶材表面使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子电授板尺寸并在附着面上沉积下来。^ScmXSam粒子的大小及尺寸分布主要取决于两电极间的电压、电流和气体压力血流电源--.-靶材的表面积愈大,原子的蒸发速率愈高0.3~1.5kv超微粒的获得量愈多。溅射法原理示意图19
2.气相法 19 2.1.2 溅射法:溅射法的原理如图所示: 用两块金属板分别作阳极和阴极,阴极为蒸发用的材料,在两极内充入Ar气(40~ 250Pa),两电极内施加的电压范围为0.3~1.5kv,由于两电极间的辉光放电 使Ar离子形成,在电场的作用下 Ar离于冲击阴极靶材表面使靶材 原子从其表面蒸发出来形成超微粒子, 并在附着面上沉积下来。 粒子的大小及尺寸分布主要取决于 两电极间的电压、电流和气体压力。 靶材的表面积愈大,原子的蒸发速率愈高, 超微粒的获得量愈多
西安交通大学IAMJIAOTONGUNIVERS2.气相法用溅射法制备纳米微粒有以下优点:可制备多种纳米合金,包括高熔点和低熔点金属,而常规的热蒸发法只能适用于低熔点金属;>能制备多组元的化合物纳米微粒,如AlsTi48、Cug,Mn,及ZrO,等;>通过加大被溅射的阴极表面可提高纳米微粒的获得量。木材单板Woodveneer氧化锌薄膜ZnOfilm东北林业大学的李景奎等利用溅射法在木材单板表面生长纳米氧化锌薄膜,进行木材改性,给予木材以抗菌性和耐候性Qt氧化锌靶材ZnOtargetmaterial图溅射法制备纳米氧化锌薄膜示意图20北京林业大学学报.2019,41(01),119-125.doi:10.13332/.1000-1522.20180303
2.气相法 20 用溅射法制备纳米微粒有以下优点: 可制备多种纳米合金,包括高熔点和低熔点金属,而常规的热蒸发法只能适用于低熔点 金属; 能制备多组元的化合物纳米微粒,如Al52Ti48、Cu91Mn9及ZrO2等; 通过加大被溅射的阴极表面可提高纳米微粒的获得量。 东北林业大学的李景奎等利用溅射法在木 材单板表面生长纳米氧化锌薄膜,进行木 材改性,给予木材以抗菌性和耐候性。 图 溅射法制备纳米氧化锌薄膜示意图 北京林业大学学报. 2019,41(01),119-125. doi:10.13332/j.1000-1522.20180303
西安文通大学IAMJIAOTONGUNIVER2.气相法2.2化学气相沉积(CVD)法是用挥发性金属化合物或金属单质的蒸气通过化学反应合成所需化合物,既可以是单一化合物的热分解,也可以是两种以上化合物之间的化学反应。根据反应类型可分为气相氧化、还原、热解、水解等;按加热的方式又可以分为电炉法、化学火焰法、等离子体法、激光法等。化学气相沉积法采用的原料通常是容易制备、蒸发压高、反应性较好的金属氯化物、金属醇盐烃化物和羰基化合物等,可以制备金属及其氧、氮、碳化物的超微粉。CVD法的优点是:设备简单、容易控制,颗粒纯度高、粒径分布窄,能连续稳定生产而且能量消耗少。目前,炭黑、ZnO、TiOz、SiOz、Sb,O、AlO,等用CVD法制备的超微粉已达到工业生产水平21
2.气相法 21 2.2 化学气相沉积(CVD)法 是用挥发性金属化合物或金属单质的蒸气通过化学反应合成所需化合物,既可以是单 一化合物的热分解,也可以是两种以上化合物之间的化学反应。 根据反应类型可分为气相氧化、还原、热解、水解等;按加热的方式又可以分为电炉 法、化学火焰法、等离子体法、激光法等。 化学气相沉积法采用的原料通常是容易制备、蒸发压高、反应性较好的金属氯化物、 金属醇盐烃化物和羰基化合物等,可以制备金属及其氧、氮、碳化物的超微粉。 CVD法的优点是:设备简单、容易控制,颗粒纯度高、粒径分布窄,能连续稳定生产, 而且能量消耗少。 目前,炭黑、ZnO、TiO2、SiO2、Sb2O3、A12O3等 用CVD法制备的超微粉已达到工业生产水平