等离子喷涂过程中纳米粒子生长分析

为了研究等离子喷涂过程中纳米粒子的生长情况,从而为喷涂工艺参数优化提供参考,在B rook晶粒生长经典理论基础上,计算了等离子喷涂纳米ZrO2-7%Y2O3粉末过程中纳米粒子尺寸变化,分析了不同温度历程及纳米粒子初始尺寸对其生长的影响.同时,对纳米团聚体粉末进行等离子喷涂试验.结果表明,纳米结构涂层是由一定比例完全熔化...     

等离子喷涂纳米复合陶瓷涂层的组织结构及其形成机理

以Al2O3-13%TiO2(质量分数)团聚体复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备纳米结构陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,讨论涂层的微观组织形成机理.结果表明:纳米结构复合陶瓷涂层由部分熔化区以及与常规等离子喷涂类似的片层状完全熔化区组成;根据组织结构的不同,部分熔化区又分为液相烧结区(亚微米Al2O3粒子镶嵌在TiO2基质相的三维网状或骨骼状结构)和固相烧结区(经过一定程度长大但仍保持在纳米尺度的残留纳米粒子);等离子喷涂使部分α-Al2O3以及全部θ-Al2O3转变为亚稳态γ-Al2O3;纳米结构复合陶瓷涂层中的完全熔化区、液相烧结区及固相烧结区分别由等离子喷涂过程中纳米团聚体粉末中温度高于Al2O3熔点、介于TiO2熔点到Al2O3熔点之间以及低于TiO2熔点区域沉积获得,纳米结构涂层中不同部分熔化组织源于复合陶瓷粉末中Al2O3与TiO2之间的熔点差异.     

金属纳米微粒熔化热力学性能的尺寸形状效应

利用表征纳米微粒形状效应的形状因子与金属纳米微粒结合能的尺寸效应表达式，建立了金属纳米微粒尺寸形状效应的熔化热力学模型，预测了金属纳米微粒存在的最小临界尺寸为rc=5r0/μ^1/2{1-exp[-2Sm(∞）/3κ]}，最低熔化温度为Tc(r)=Tm(∞)exp[-2Sm(∞)／3κ]．对纳米微粒Au，In，Al和Sn熔点、熔化熵及熔化焓的预测值与实验结果相一致。     

钛纳米颗粒熔化行为的分子动力学模拟研究

分子动力学常被用来模拟金属粉末3D打印过程中的颗粒熔化过程,了解颗粒的熔化行为对研究打印过程有重要意义。采用嵌入式原子势模型,在相同加热速率下,对块体Ti和不同尺寸的球型Ti纳米颗粒系统进行模拟研究。结果表明:Ti纳米颗粒的熔化温度低于块体Ti,并且随着颗粒尺寸的增加,熔化温度也在增大,这意味着尺寸在纳米颗粒熔化过程中起着重要作用。     

铅纳米薄膜熔化温度尺寸效应的分子动力学研究

利用紧束缚分子动力学的方法研究厚度为0.5~10.4 nm自由表面铅纳米薄膜的熔化温度。结果表明,铅纳米薄膜的熔化温度随着薄膜厚度的减小而降低,定量的数值结果与热力学模型预测相一致。薄膜厚度大于3个原子层时才有确定的熔化温度,而单原子层膜和双原子层膜在熔化前就已经破裂。对于自由表面的纳米薄膜,薄膜的熔化从上下表面开始,并逐渐向薄膜的中心逼近,这不同于自由表面纳米粒子的熔化过程,即先表层熔化后内部瞬间熔化。薄膜的熔化开始温度要低于熔化结束温度,这和相应块体材料的熔化温度明显不同。     

Au_(85)原子纳米团簇热力学性质分子动力学模拟研究

采用了Johnson的(EAM)模型并结合分子动力学方法,模拟了Au_(85)原子纳米团簇熔化和凝固过程。研究了Au_(85)原子纳米团簇熔点、凝固点以及该团簇的结构,在分析势能和热容量随温度变化关系的过程中,发现Au_(85)原子纳米团簇的熔化和凝固过程中的熔点和凝固点不是线性变化,均出现了负热容现象,并且团簇的凝固点低于熔点。为了探究出现这种负热容现象的原因,对熔化过程和凝固过程中该团簇的内部结构进行了对比。结果表明,该纳米团簇在加热熔化(降温凝固)的过程中表面原子的比例显著变化,引起团簇内部势能的急剧增加(快速减少),使得动能和势能之间相互快速转化。为了维持整个系统的能量平衡,势能-温度图像发生跳变,在物理上表现为负热容现象。     

喷雾造粒纳米结构喂料等离子喷涂过程温度特性

采用CCD热喷涂状态监测设备对采用喷雾造粒方法制备的纳米结构Al2O3-13%TiO2喂料在等离子喷涂过程中的温度特性进行了研究。结果表明,CCD设备清晰地捕捉到了飞行粒子,其流量呈近似正态分布。喂料的温度最高超过2600℃,当下降到熔点附近时出现再次升高现象,内部熔化材料随气体在局部喷发而流到表面是导致出现这一现象的主要原因。     

纳米银/环氧树脂复合电介质的电导特性

研究了纳米银(Ag)/环氧树脂(EP)复合材料的直流体积电阻率和强场电导。结果表明,在环氧树脂中微量添加小尺寸的银纳米粒子后,复合材料的体积电阻率比纯环氧树脂有明显提高,并且电阻率的增加与银粒子尺寸、含量,以及基体聚合物的特性有关。对复合材料强场电导的研究表明,小尺寸的银粒子在聚合物中分散良好时,复合物的强场电导表现出库仑阻塞特性,即纳米粒子可限制载流子的迁移。而当纳米粒子的粒径过大或添加较多时,复合材料在强电场下表现出对电荷的捕获与脱陷,具有明显的空间电荷限制电流特性。热刺激电流特性反映出纳米粒子与聚合物在界面处形成深陷阱是产生空间电荷限制电流的原因     

Ag/TiO2光催化剂研究:I.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2 光催化剂;利用UV-Vis、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征.以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能.结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素.在负载的最佳Ag粒子尺寸下, 0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高.     

Ag/TiO_2光催化剂研究:Ⅰ.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2光催化剂;利用UV-V is、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征。以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能。结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素。在负载的最佳Ag粒子尺寸下,0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高。     

Ag-Cu合金纳米颗粒的低温合成与热学性能

采用一种简单的低温化学还原方法,在水溶液中利用NaBH4作为还原剂还原醋酸或硫酸铜,制备了Ag-Cu纳米颗粒.反应过程中通入氮气来防止生成的合金被氧化.采用XRD、紫外-可见光谱、颗粒尺寸测试、EDS分析、TG-DTA分析和SEM观察等手段来表征合成的Ag-Cu纳米颗粒.XRD分析表明,所合成的Ag-Cu纳米颗粒的晶粒尺寸为15nm左右.紫外-可见光谱分析证实了纳米颗粒的生成.EDS分析表明,样品中存在Ag和Cu.SEM观察表明,所制备的样品的平均晶粒尺寸为40 nm.TG-DTA研究表明,合金的熔点与颗粒尺寸有关.     

Research on a New Synthesis Technology of La-Mg-Ni System Alloys and Microstructure of La0.67Mg0.33Ni3.0 Alloys

在常温条件下,以硬脂酸银为前驱体,受阻酚为还原剂,三苯基磷为还原促进剂,采用超声化学法制备了银纳米粒子.考察影响银纳米粒子形成的实验因素,并利用透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱及X射线衍射仪对银纳米粒子进行了表征.结果表明,在一定条件下所得银纳米粒子的平均粒径为6.8 nm,尺寸分布为6.2 nm至7.4 nm,具有良好的稳定性和均一性.溶剂蒸发后,银纳米粒子可形成二维有序纳米阵列.探讨了银纳米粒子的形成机理.     

Size-dependent cohesive energy,melting temperature,and Debye temperature of spherical metallic nanoparticles

It is necessary to theoretically evaluate the thermodynamic properties of metallic nanoparticles due to the lack of experimental data. Considering the surface effects and crystal structures, a simple theoretical model is developed to study the size dependence of thermodynamic properties of spherical metallic nanoparticles. Based on the model, we have considered Co and Cu nanoparticles for the study of size dependence of cohesive energy, Au and Cu nanoparticles for size dependence of melting temperature, and Cu, Co and Au nanoparticles for size dependence of Debye temperature, respectively. The results show that the size effects on melting temperature, cohesive energy and Debye temperature of the spherical metallic nanoparticles are predominant in the sizes ranging from about 3 nm to 20 nm. The present theoretical predictions are in agreement with available corresponding experimental and computer simulation results for the spherical metallic nanoparticles. The model could be used to determine the thermodynamic properties of other metallic nanoparticles to some extent.     

Sodium alginate mediated route for the synthesis of monodisperse silver nanoparticles using glucose as reducing agents海藻酸钠为保护剂葡萄糖为还原剂合成单分散银纳米粒子

报道了一种在水溶液中的简单绿色法制备纳米银溶胶。硝酸银,海藻酸钠素,葡萄糖分别做为银源,保护剂和还原剂。纳米溶胶的颜色从无色变到黄色,表明生成了纳米银粒子。利用透射型电子显微镜（TEM）,紫外可见光谱（UV-vis）和X-射线衍射（XRD）对样品进行了分析。TEM图像表明,所得到的银纳米颗粒的为粒径较小,分散性较好的球状粒子,分布范围较窄,从3 nm 到12 nm。XRD结果表明所得到的纳米金属粒子为单晶的纳米银颗粒。通过UV光谱对反应时间、反应温度、银离子浓度及还原剂的浓度对粒径的影响进行了研究。由于该方法具有无污染、简单、廉价等优点,因此该方法可以做为一种较好的制备纳米银粒子的方法。该方法可以扩展到其它贵金属的技术应用,例如药用,工业应用等。     

纳米金属微粒二元相图的尺寸效应和形状效应

通过考虑相图计算公式中基本参数——熔化温度和熔化焓的尺寸效应与形状效应,研究了完全互溶的二元纳米金属微粒系统理想溶液的相图．研究结果表明,纳米微粒的相图也依赖于微粒的尺寸和形状因子．对Cr-Mo纳米微粒系统相图的计算结果表明,纳米微粒相图的固相线和液相线要比相应块体材料的固相线和液相线低,但与已报道的结果不同的是,固、液相线变化的幅度基本相同．这与本文目前不仅考虑了纳米微粒熔化温度的影响,还考虑了纳米微粒熔化焓的影响有关．     

室温制备纳米银醇溶胶

在室温下制备了分散性好、稳定性好、粒径分布均匀的高浓度纳米银醇溶胶。采用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)对产物的形貌和光学性能进行表征。结果表明,所制备的纳米银为分散均匀的球形粒子,平均粒径为4.8nm。在此反应过程中,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)既作保护剂又作还原剂,作为溶剂的乙醇有利于PVP分子链的舒展,增大了PVP分子与Ag+的接触几率,促进了还原反应的快速进行;另一方面,充分舒展的PVP分子能有效抑制银纳米粒子团聚。     

Ink-jet printing and camera flash sintering of silver tracks on different substrates

A camera flash-lamp, which makes use of the enhanced photothermal effect in silver nanoparticles, was used for sintering of ink-jet printed silver tracks on Polyimide (PI), Polyethylene Terephthalate (PET) and photographic paper at room temperature. After the camera flashing the nonconductive tracks was changed and became conductive. The resistivity of all tracks on different substrates was decreased after the first flashing and the second flashing, while it exhibited a slight increase after the third and forth flashing. Irrespective of the number of flashings, the silver track printed on the PET substrate had the lowest resistivity and it can reach 6.2 μΩ cm after the second flashing, while the track that was printed on the photographic paper had the highest measured resistivity due to defects in the substrate. The thermal conductivity of the substrate had an important effect on the microstructure of the silver tracks after the flashing. The nanoparticles within the tracks printed on the photographic paper exhibited significant melting after flashing sintering. This melting was due to very low thermal conductivity of the photographic paper and slow heat dissipation to the substrate and the surroundings. The nanoparticles on the PI substrate exhibited less appreciable melting due to greater thermal conductivity of the PI and fast heat dissipation to the substrate and the surroundings.     

Size-dependent melting properties of Sn nanoparticles by chemical reduction synthesis

Tin nanoparticles with different size distribution were synthesized using chemical reduction method by applying NaBH4 as reduction agent.The Sn nanoparticles smaller than 100 nm were less agglomerated and no obviously oxidized.The melting properties of these synthesized nanoparticles were studied by differential scanning calorimetry.The melting temperatures of Sn nanoparticles in diameter of 81,40,36 and 34 nm were 226.1,221.8,221.1 and 219.5℃,respectively.The size-dependent melting temperature and size-dep...     

不同有机官能团对室温下纳米银形貌控制合成的影响

选择10种含有不同官能团的有机物为表面修饰剂,如聚乙烯吡咯烷酮、吐温-80、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、聚乙二醇、山梨醇、十二烷基磺酸钠、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵等,在室温下进行了平均粒径在2～131nm范围内纳米银颗粒的控制合成研究.有机修饰剂中含有的不同官能团对制得的纳米银形貌的影响主要取决于有机修饰剂的官能团特性和还原剂的还原能力.在不同还原条件下,含多醚键的聚乙二醇、吐温-80皆易于合成出平均粒径为几纳米、粒径分布窄、分散性好的纳米银.在弱还原剂条件下,十六烷基三甲基溴化铵诱导生成了三角形片状纳米银,但是在强还原剂存在条件下生成了粒状纳米银.粒径大于10m的纳米银晶体的生长是通过小颗粒的聚集与熔合而成,而不是经过小颗粒的溶解-沉积过程形成.