气相爆轰法合成超细碳包铁纳米颗粒

以气化五羰基铁为铁源,采用乙炔为可燃气氛,用气相爆轰法成功合成了超细碳包铁纳米颗粒。利用TEM和XRD对合成产物进行分析表明,爆轰产物是由碳壳层、α-Fe和γ-Fe组成的球状包覆型结构,产物分散性好,颗粒大小均匀、形态规则的球形超细纳米碳包铁颗粒,铁核的平均粒径为4.5 nm; Raman光谱分析也证实该纳米粒子表面由为石墨和无定型碳构成包覆。进一步将该纳米碳包铁颗粒在低真空温度673 K下进行热处理发现,铁核颗粒尺寸略有长大,XRD谱线上γ-Fe相消失,转化为α-Fe相,热处理后磁饱和强度提高1倍以上。     

温度对爆轰合成纳米锰酸锂晶形及粒度的影响

首先以爆轰法合成了球形纳米锰酸锂粉体，然后对若干份实验粉体分别进行了从常温加热到300℃、400℃、500℃、600℃、700℃和800℃的烧结处理，把烧结处理好的实验样品分别在相同衍射条件下进行了X衍射分析，通过衍射曲线可以得到此纳米锰酸锂晶形变化过程。根据衍射数据利用Scherrer公式分别计算出各个烧结处理好的实验样品的晶粒度，研究发现纳米锰酸锂随着加热温度的升高，出现了晶粒2次长大和2次细化交替变化的现象。     

多相爆轰管的优化设计及其制备纳米氧化钛材料的探索研究

以三种前驱气体(CH4-2O2、H2-0.5O2、C2H2-2.5O2)进行爆轰试验,研究了初始压力对爆轰参数的影响及规律,以测得的预混气爆轰压力、速度、胞格等性能参数表征了预混气爆轰特性。以测得的爆轰参数为依据自主设计了长度2m、内径80mm、壁厚8mm、点火能量为40J的爆轰管道。在自主设计的爆轰管道内采用氢气、氧气和四氯化钛为混合前驱体,通过气液爆轰法合成了纳米二氧化钛,采用TEM对产物进行了表征,结果表明获得的纳米二氧化钛其球形或者类球形颗粒大约为20-150nm。     

气相爆轰法制备球形铜纳米粒子及其形成机理

本文以氢氧混合气体为爆炸源,乙酰丙酮铜(II)为前驱体,采用操作简单、高效的气相爆轰方式合成了类球形的铜纳米晶颗粒。进一步采用XRD、TEM、SAED和EDX对所获得产物的形貌特征、物相组成和微观结构进行了表征和分析。同时为了预测气相爆轰流场中铜纳米颗粒的生长特性,将Kruis模型引入气体爆轰反应程序中。研究结果表明：实验合成的类球型FCC结构纳米铜晶体分散性良好,平均粒径在24 nm左右且纳米铜晶体外包覆了1nm左右的较薄石墨层。基于Kruis模型对球形铜纳米粒子的生长特性预测结果与实验数据吻合较好,为可控合成铜纳米粒子提供了可靠的理论指导。     

粉碎法纳米金刚石的应用

中从分析粉碎法纳米金刚石的性质出发，讨论了粉碎法纳米金刚石的一些应用方向。     

爆轰法制备碳包覆铁镍合金纳米颗粒及其表征

对掺杂硝酸铁和硝酸镍复合炸药前驱体,采用爆轰法合成碳包覆铁镍合金纳米颗粒。通过XRD,TEM,XRF,VSM等方法对合成的碳包覆合金纳米颗粒的形貌特征、结构组成及磁性行为进行了分析表征。结果表明,通过有效调整前驱体中金属源材料比例和碳材料组成,可爆轰合成较为完美的核壳结构碳包覆铁镍纳米颗粒,所得球形的纳米颗粒尺寸主要分布在10～60nm范围内且分散性较好,组成核主要由不同比例的铁镍元素构成,外壳层主要由石墨碳构成;由室温下磁性分析可知,该纳米颗粒表现出良好的超顺磁性。     

含金属铜离子炸药爆轰合成石墨包覆铜纳米颗粒

主要采用硝酸铜、柠檬酸、油酸和RDX成功制作了含有铜离子的溶胶凝胶前驱体炸药,并在密闭容器中氩气保护下炸药爆轰合成了球形、颗粒尺寸均匀、核壳结构的石墨包覆铜纳米颗粒(Cu-Gs)。采用XRD、TEM、Raman等表征了爆轰产物的结构组成、形貌特征及包覆层构成。通过优化设计调整前驱体炸药的元素摩尔组成、密度及氧平衡,从而来寻求控制合成Cu-Gs的途径。最后简要讨论了Cu-Gs的生长机理。     

镀铜石墨粉的制备研究

表面镀铜的非金属材料是当前功能材料开发的一个热点.利用化学镀的方法在石墨粉的表面进行化学镀铜,通过对化学镀铜沉积速度和镀层表面形貌进行分析,探讨了如何获得表面包覆良好的镀层.石墨粉表面化学镀铜工艺可以分为表面预处理、化学镀和性能测试三大步骤.研究重点放在化学镀施镀步骤上,对化学镀铜的影响因素进行了研究,得出最佳的镀铜工艺配方,并将此配方应用于实际,得到了色泽光亮、分散性好的石墨镀铜粉.     

爆轰合成纳米金刚石机制的探讨

利用负氧平衡炸药中的游离碳在爆轰条件下，合成纳米金刚石已有二十多年的历史了。在过去的二十多年中，各国研究者不仅对其合成技术、物性分析和应用开发都进行富有成效的工作，而且也根据各自在实践中所观测得的现象，从理论上对其形成机制做了这样或那样的论述，迄今在一些认识上仍然存在分歧。尽管如此，这些见解为今后的深入研究，从理论上、实践上提供了许多有益的信息。但是，笔者认为，从炸药分子的结构着手去探讨应是揭示纳米金刚石形成机制的本质，因为只有微观结构去分析，才能真正反映其在爆轰条件下相变的实质。     

爆轰法合成纳米材料研究进展

爆轰法是一种新颖的制备纳米材料的方法。近几十年来，许多研究工作者利用爆轰法在高温高压条件下制备出了金刚石，石墨，氮化硼等纳米材料。本文主要回顾了目前爆轰制备纳米材料的发展现状和研究进展，特别是综述了纳米氧化物（如氧化铝，氧化钛，氧化锌）以及复合氧化物（如铝酸锶，锰酸锂）的制备过程，以及爆轰合成纳米材料的机理，提出了今后进一步研究的一些建议。     

初始压力对气相爆轰合成纳米二氧化钛纳米颗粒的影响

介绍了利用氢氧混合气体、四氯化钛组成的多元气相系统,爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD分析证明产物为二氧化钛混晶(金红石相和锐钛矿相),晶粒尺度为纳米级。通过XRD、TEM分析可以得出,粒子形状不规则,粒度为20~100nm。研究发现,随着初始压力的增大,金红石相含量增加,纳米颗粒的平均粒度增大,其原因是反应放热的增加和湍流的加强。最后初步探讨了气相爆轰合成纳米二氧化钛粉末的生成机制。     

水下爆炸焊接钢管的试验研究

进行了管与管的水中爆炸焊接连接试验，分析了试验时的工艺参数，指出水中可以使用爆炸焊接的方法对管线进行连接和修补，但必须针对具体情况调整工艺措施。     

爆炸压涂制备纳米氧化锆涂层及其组织与性能研究

运用爆炸压涂技术在钢基体上制备了较大面积的纳米氧化锆涂层。利用扫描电镜、X射线衍射等手段研究了纳米氧化锆涂层的微观组织、孔隙率和晶粒度。结果表明,制备的纳米氧化锆涂层结构致密,涂层的孔隙率为5%;与基体结合紧密;爆炸压涂前后氧化锆成分未发生变化;涂层中的氧化锆仍然以稳定的单斜相存在,不存在立方相;涂层中的氧化锆晶粒与粉末晶粒尺寸基本一致。爆炸压涂制备的陶瓷涂层能够保持纳米粉末材料的尺寸和特性。     

Synthesis of Carbon-Encapsulated Iron Nanoparticles by Gaseous Detonation of Hydrogen and Oxygen at Different Temperatures within Detonation Tube

以二茂铁为前驱体,氢氧混合气体为爆源,在爆轰管内对碳包覆铁纳米颗粒进行合成。研究了初始反应温度及热处理对产物粒子的影响。通过XRD、TEM及VSM对爆轰产物进行了检验。结果表明,碳包覆纳米颗粒呈球形或椭球形。随着反应温度的升高,碳包覆纳米铁的晶粒尺寸为30~50 nm并且趋于均匀化,说明初始反应温度的高低直接影响生成颗粒的大小。通过不同温度热处理后爆轰产物的磁滞回线分析,饱和磁化强度（Ms）随着热处理温度的升高而降低,磁滞回线为比较“瘦”的形状,但仍然具有较高的磁矫顽力,表明合成的碳包覆纳米材料呈现出硬磁性和顺磁性双重性质。     

爆炸焊接与表面工程

讨论了爆炸焊接、爆炸复合材料与表面工程的关系。阐述了表面爆炸复合技术的特点，指出在充分利用和发挥金属的化学性能、物理性能和力学性能方面，爆炸焊接有广阔的应用前景。     

金属粉末爆炸烧结中微碰撞焊接引起的沉能研究

以不可压缩理想流体对称碰撞模型对金属粉末爆炸烧结中由微爆炸焊接引起的颗粒界面附近沉积的能量进行了分析,在考虑热传导效应的基础上推导出了焊接流场中二维形式的能量方程并用有限差分法对其进行了求解,在考虑冲击绝热压缩贡献的基础上计算出了焊接流场中的温度分布.结果表明：在适当的冲击压力下,爆炸粉末烧结过程中微爆炸焊接引起的焊接界面附近的温升将达到材料的熔点而引起材料熔化,颗粒熔化部分仅为其表面很薄的一层;爆炸焊接引起的材料温升随来流速度和碰撞角度的增大而升高.     

爆轰驱动单、双管粉体压实对比

由材料可压缩性及爆轰驱动的相关假设,根据质量、动量守恒导出可压介质运动微分方程,并将聚心爆轰的平面泰勒波近似与粉体受压状态方程相结合,得到爆轰产物流场与粉体收缩运动的耦合关系式,使运动微分方程明确且可解。应用该方程式计算聚心爆轰驱动下多孔铜粉的单、双管压实过程,所得速度、平均密度时程曲线分别与文献报道的结果吻合良好,且由于位移时程曲线由速度导出,有理由认为其是符合物理实际的。通过对比计算结果可知,双管压实装置中外管具有明显的聚能效应,在相同装药比下能实现更高压力,使烧结体具有更高的压实密度;另外,实验结果还显示双管结构配合中心杆能有效避免马赫孔及扩大可烧结尺寸,因而双管烧结设计更优。     

爆炸冲击制备纳米晶金属复合膜的初步研究

对Cu Fe爆炸复合薄膜的组织结构进行了光镜、TEM、HRTEM观察。结果表明 :在一定厚度范围内材料纳米晶化 ,有的地方甚至出现非晶相。这是由于在高冲击力、大塑性变形量、高塑变速率以及温度瞬时急剧升降的条件下 ,材料内部位错密度大量增殖缠结 ,空位浓度急剧增加 ,使晶粒碎化成纳米尺度的细晶 ,有的地方原子甚至呈无规则排列。实验结果说明有望采用爆炸冲击制备纳米晶复合薄膜材料。