爆聂合成纳米超微金刚石的特性表征

用炸药爆轰的方法制备了纳米超微金刚石,用X射线衍射,透射电镜,激光拉曼光谱,红外吸收光谱,差热和热失重等表征了纳米金刚石超微粉的特性,分析了合成材料对纳米金刚石结构和生质的影响,纳米超微金刚石兼具纳米颗粒和超硬材料的双重特性。     

纳米金刚石颗粒的长大实验研究

本文研究了炸药爆轰合成的纳米金刚石粉的小颗粒在高温（－1000K）和高压（5．2GPa)条件下的长大行为。将纳米金刚石粉放入特制的模具中压制成小圆片,将纳米金刚石小圆片相互叠加起来放相钼套中,压实,然后将钼套置于石墨套中再放到叶蜡石块中,于高温高压下进行长大实验。实验结果表明,在此高温高压条件下,纳米金刚石粉没有石墨化;纳米金刚石粉的纳米颗粒长大,可长成1微米尺寸的金刚石颗粒（温度为1000K左右）,这一现象表明,纳米金刚石颗粒表面的活性使得它可以在较低的温度长成较大的金刚石颗粒。     

纳米金刚石基于功能材料应用的研究现状

由于天然金刚石非常稀少名贵,满足不了日益增长的工业需求,经过人们不断努力通过成熟的合成技术制备人造金刚石的年产量已经远远超过天然金刚石。目前在工业上,主要利用金刚石的高硬度特性将其作为磨料和超硬材料使用,最多的是用于磨具、刀具、钻进、切割、抛光等工具材料。但是,金刚石除了硬度高之外,光、电、催化、润滑、生物相容性等其他性能也非常优异,非常适合用于功能材料。人造金刚石的合成主要有三种方法:一是静态触媒法超高压高温合成金刚石单晶;二是采用化学气相沉积法制备大尺寸金刚石块(片)体材料;三是利用爆轰法合成纳米级粒度超细金刚石微粉。大颗粒单晶、大尺寸块(片)体、纳米级超细微粉等是金刚石作为功能材料应用中最被看好的材料形态,代表了当前的发展趋势。但是,对金刚石及其复合材料的功能性研究和应用开发还很不够。特别是纳米金刚石的多种优异特性,如高模量、高硬度、高热导率、良好的绝缘性、独特的光电特性、低摩擦系数及耐磨损特性、良好的化学稳定性和生物相容性,使其呈现出功能多样性。纳米金刚石作为功能材料的应用,最初主要用作光电材料,现在已经在生物医疗、药物递释、催化、热管理、润滑等领域获得了初步的应用,研究和开发处于快速发展阶段,应用前景广阔。纳米金刚石具有纳米材料的性质,容易发生团聚,采用搅拌球磨法、超声法、静电纺丝法等手段能够解决纳米金刚石的团聚问题。针对特定的应用目的,还需要对纳米金刚石进行化学改性。研究者采用羧化、氢化、氨化、酰胺化、酰氯化和羟化等化学改性方法,在纳米金刚石表面形成一些化学官能团,通过改变、调整和设计纳米金刚石表面的化学活性,降低纳米金刚石的凝聚,改进其在溶剂(或其他基体)中的溶解度和分散能力。改性后的纳米金刚石在生物成像、生物印记、生物传感、靶向特定细胞药物传输和组织工程等领域的应用研究获得了快速的发展。纳米金刚石经化学改性后表面官能团增多,能与聚合物通过共价键结合,其在聚合物中的分散得以改善,能明显提高聚合物的导热性能,非常适合作为复合材料的增强相。此外,改性后的纳米金刚石还被广泛用作光催化材料、摩擦材料、光电材料、自清洁材料等,展现出很大的研究价值。本文归纳了纳米金刚石用作功能材料的研究进展,在介绍纳米金刚石的改性方法、团聚与分散的基础上,重点介绍了纳米金刚石及其复合材料在前述诸多领域的应用情况,以期为拓展和深入纳米金刚石基于功能材料的应用研究提供参考。     

爆轰合成纳米超微金刚石的特性表征

用炸药爆轰的方法制备了纳米超微金刚石.用X射线衍射、透射电镜、激光拉曼光谱、红外吸收光谱、差热和热失重等表征了纳米金刚石超微粉的特性.分析了合成条件对纳米金刚石结构和性质的影响.纳米超微金刚石兼具纳米颗粒和超硬材料的双重特性.     

等离子体以及溶液反应法合成金属磁性纳米颗粒

当磁性材料尺寸进入纳米级时,颗粒尺寸与磁性材料的特征物理长度相当,如磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸、交换作用长度以及电子平均自由路程等,磁性纳米材料就会呈现出与块状材料不同的磁学性质。氧化物磁性纳米颗粒的合成比较容易,这方面的研究比较成熟。金属磁性纳米颗粒的合成则要困难很多,所以金属磁性纳米颗粒的合成以及磁学性质一直是一个研究热点。对等离子体法和溶液反应法合成磁性金属纳米颗粒的研究,并对工作进行了简洁介绍。     

纳米金刚石的研究与应用现状

纳米金刚石具有金刚石和纳米材料的双重特性,具有广阔的应用前景.介绍了纳米金刚石的爆轰合成与分离提纯、纳米金刚石的基本性质与检测表征、纳米金刚石的应用研究领域和最新研究动态.     

超纳米金刚石薄膜及其在MEMS上的应用研究进展

硅基MEMS器件最主要的问题是硅具有低的机械和摩擦性能,限制了其在弯折和运动MEMS器件中的应用.超纳米金刚石薄膜优异的机械、化学惰性、热稳定性、摩擦磨损性能使其成为能长期可靠运行的理想MEMS元件材料.阐述了微波化学气相沉积和Ar、CH4为主的超纳米金刚石薄膜的制备及其机理,综述了超纳米金刚石薄膜与MEMS相关性能及在微摩擦磨损、残余应力方面的研究现状,介绍了超纳米金刚石薄膜覆形沉积、选择性生长和光刻图形化等微加工技术及其在MEMS上的应用研究进展.     

纳米金刚石用作磁头抛光材料的研究

研究了油基金刚石悬浮液用作磁头抛光材料的抛光性能,用原子力显微镜和扫描电子显微镜观察了磁头抛光后的表面。结果表明,纳米金刚石是一种理想的抛光材料,用于超高精度表面加工,其表面抛光质量要明显优于单用国外同类金刚石悬浮液抛光磁头的质量,纳米颗粒的作用十分明显,证实了纳米材料可用超精抛光材料。     

纳米金刚石计算机磁头抛光液的研制及应用

用聚氧乙烯型非离子表面活性剂可有效分散纳米金刚石于油介质中,由此制得了纳米金刚石抛光液,探讨了纳米金刚石的分散机理,认为庞大的亲水性基团聚氧乙烯基象一巨大的屏障膜,使纳米金刚石颗粒在油中相互弹开,削弱颗粒间的相互作用能,阻止了纳米颗粒的重新团聚,从而实现了纳米金刚石在油中的稳定分散.本文研制的纳米金刚石抛光液应用于计算机磁头的精抛光,能降低计算机磁头表面粗糙度50%以上,解决了计算机磁头行业的技术难题.实验结果表明,纳米金刚石是一种理想的计算机磁头抛光材料.     

1,3-丙二胺一纳米金刚石衍生物的合成与分散性研究

分散性差是严重制约纳米金刚石应用的重要原因.采用1,3-丙二胺修饰纳米金刚石(ND),合成出结构新颖的1,3-丙二胺-纳米金刚石衍生物(ND-NH2).FTIR分析表明,1,3-丙二胺分子通过酰胺键与ND共价键接.ND-NH2中ND的含量约为29.97%(质量分数),并可溶于无机或有机酸水溶液,以及丙酮、CH2Cl2、NMP、DMF、DMAc、DMSO等有机溶剂.激光粒度和TEM分析表明,经1,3-丙二胺改性后,纳米金刚石的分散性显著改善,其平均粒径从3.301μm降低至0.166μm,为在复合电镀和润滑领域的进一步研究与应用提供了良好基础.     

聚苯乙烯/纳米金刚石复合微球的制备及性能测定

以纳米金刚石为乳化剂,BPO为引发剂,利用Pickering效应成功合成得到了聚苯乙烯/纳米金刚石复合微球.XRD、TDA-DTA、TEM、BET以及FT-IR分别进行了结构表征.研究结果表明,在聚苯乙烯/纳米金刚石复合微球中,纳米金刚石晶体为立方相,聚苯乙烯为无定形态,颗粒径粒大约为40～70nm,分散较好,比较面积达到230m2/g,该复合材料具有良好热稳定性.进一步的力学系性能测定表明,随着聚苯乙烯/纳米金刚石复合微球添加应用,聚苯乙烯的拉伸强度、断裂伸长率性能得到了明显地改善,但弯曲强度性能有所下降.     

湿化学法合成纳米AlN粉末

采用醇盐水解工艺结合碳热氮化还原法进行纳米Al N粉末的制备。以异丙醇铝、果糖、无水乙醇为原料,制备出透明的凝胶,干燥后得到分子水平混合的前驱体,在1 450℃经碳热氮化还原法制备出单相Al N纳米粉末。系统研究了前躯体形成机制,以及碳热氮化还原的温度和时间、C/Al摩尔比、凝胶温度等因素对合成粉体的影响。采用XRD、TG-DSC和SEM对合成产物的特性进行了分析和表征。通过优化工艺,制得类球形的Al N粉末颗粒,其颗粒大小为30~90 nm。     

用纳米石墨作碳源在Fe粉作用下合成金刚石的研究

在国产 6× 12 0 0吨铰链式六面顶压机上 ,以Fe粉为触媒 ,在 5 1GPa和 95 0K～ 14 2 0K的条件下 ,首次用纳米石墨进行了金刚石的合成实验。实验结果表明 :约在 12 5 0K～ 1330K的高温范围内 ,有金刚石生成 ,颗粒大小在 5～ 2 0 μm左右 ,呈球形和块状。初步探讨了用纳米石墨合成金刚石能降低合成温度的原因     

电沉积Ag/纳米金刚石复合镀层及其性能

采用复合电沉积制备了Ag/纳米金刚石复合镀层,研究了沉积条件对镀层组成的影响,所得最佳沉积条件为阴极电流密度jk=8mA/cm2、搅拌速度n=400r/min和镀液中纳米金刚石粉体浓度为10g/L。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)表征了Ag/纳米金刚石复合镀层的表面形貌、组成和结构。结果表明,复合镀层具有复相结构,金刚石颗粒在镀层中分布较均匀,质量含量最高达到9wt%。显微硬度和电阻测试表明,随着Ag/纳米金刚石复合镀层中金刚石含量增加,复合镀层显微硬度显著增大;电阻率呈增加趋势。在5.0wt%Na2SO4溶液的Tafel实验说明,Ag/纳米金刚石复合镀层比Ag镀层具有更好的耐腐蚀能力。Ag/纳米金刚石复合镀层具有较好的结合力,外观呈亚光银。     

ZnO/Al_2O_3复合纳米颗粒的制备与表征

为研究ZnO/Al2O3复合纳米颗粒在涂料、化妆品等领域的应用,采用直接沉淀法制备了纳米ZnO,用硫酸铝水解生成的Al2O3对纳米ZnO进行了表面改性。采用IR、TEM、SEM、XRD等手段对改性前后的粉体进行表征。分析结果表明,改性后粉体颗粒的团聚现象减轻。粉体的光催化降解甲基橙的实验研究表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,进一步证明纳米ZnO颗粒表面存在Al2O3的包覆层。     

我国首次合成纳米级金刚石晶体薄膜

深圳市雷地科技实业有限公司在常温下生产的金刚石膜是国际上首次发现的纳米级金刚石材料,这是我国新材料领域的重大突破,这一成果将使金刚石膜材料的应用前景更加广阔。 纳米级金刚石晶体膜除具有金刚石的高硬度、化学惰性等优良性能外,还具有自然清洁、自然灭菌、耐磨损、冷阴极场发射及阻隔热辐射等纳米材料性     

纳米金刚石颗粒随CH4浓度生长的研究

利用等离子体增强热丝化学气相沉积,用CH4和H2为反应气体,在不同CH4浓度的情况下制备了纳米金刚石颗粒,并用高分辨扫描电子显微镜和显微Raman光谱仪对它们进行了表征.结果表明,纳米金刚石颗粒随CH4浓度的增大而增大.结合与CH4-H2等离子体有关的结果,对纳米金刚石颗粒随CH4浓度的生长进行了分析和讨论.     

介孔组装纳米颗粒

利用介孔材料的纳米孔道组装纳米颗粒可获得单分散性的功能材料.本文中介绍了介孔材料的基本特性和水热法、溶胶-凝胶法、微波法等合成技术,作者率先开发了从硅酸盐矿物通过机械活化浸出来合成微介孔材料的新方法.阐述介孔材料组装精细单质、硫化物、氧化物和复合纳米颗粒的相关技术和功能化特性,分析纳米颗粒的介孔组装机理,总结了分形在介孔材料组装体系表征中的应用,并展望介孔组装纳米颗粒的发展前景.     

化学气相沉积法制备超纳米金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积法,利用CH4、SiO2和Ar的混合气体在单晶硅片基底上制备出高质量的超纳米金刚石薄膜.表征结果显示,制备的薄膜致密而均匀,晶粒平均尺寸约7.47nm,表面粗糙度约15.72nm,并且其金刚石相的物相纯度相对较高,是质量优异的超纳米金刚石薄膜材料.     

Fe3O4磁性纳米颗粒的合成及其调控

利用水解共沉淀法制备了Fe3O4纳米颗粒,研究了温度和pH值对Fe3O4纳米颗粒粒径、形貌的影响关系。研究结果表明,反应温度从30℃升高到90℃,Fe3O4颗粒的粒径从6～8nm增大到10～12nm;同时,Fe3O4颗粒的饱和磁矩也随着Fe3O4颗粒粒径的增加而升高。溶液pH值会影响Fe3O4纳米颗粒的形状,高pH值易使合成的Fe3O4纳米颗粒为四方形,随着pH值的降低,Fe3O4纳米颗粒向球形转变。Fe3O4纳米颗粒的粒径和形状的可控性为进一步合成、调控Fe3O4电磁功能复合材料奠定了良好基础。