约束弧等离子体制备铝纳米粉体工艺

采用约束弧等离子体方法成功制备了高纯铝纳米粉末,利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和相应选区电子衍射(SAED)对样品的晶体结构、形貌、粒度进行性能表征。对约束弧等离子体方法制备金属纳米粉的形成和长大过程进行了分析,并对制备过程中工艺参数(气体种类和压力、电弧电流等)对纳米粉产率及粒度的影响规律进行了讨论。实验结果表明:本法所制备的铝纳米粉末的晶体结构为fcc结构的晶态,呈规则的球形。适当控制某些工艺参数就能制取粒径在20~100 nm的纳米粉,在其它工艺参数一定时,随着工作气压升高、电流强度的增加,产率和平均粒径都随之增大。     

约束弧等离子体制备碳包覆铁纳米颗粒的性能

采用约束弧等离子体技术制备碳包覆铁纳米颗粒,利用X射线衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线能量色散分析谱仪和N2吸附等测试手段对样品的化学成分、形貌、微观结构、比表面积和粒度等特征进行表征分析。结果表明：采用约束弧等离子体技术制备的碳包覆纳米金属颗粒具有明显的核？壳结构,内核金属为体心立方结构的铁,外壳为无定形碳。颗粒大多呈球形和椭球形,粒径分布在15～40nm范围内,平均粒径为30nm,内核粒径为18nm,外层碳的厚度为6～8nm,比表面积为24m2/g。     

纳米晶镁铝尖晶石透明微晶玻璃的晶化行为研究

利用DTA、XRD和TEM研究了制备工艺对微晶玻璃晶化行为的影响，并制备出具有纳米镁铝尖晶石为晶相的微晶玻璃。     

纳米碳酸铝铵的制备

以硫酸铝铵与碳酸氢铵为原料,在一定的搅拌条件下,沉淀反应制备碳酸铝铵。通过X-RAD、SEM对沉淀产物进行物相组成及微观结构分析,结果表明,搅拌条件,有机表面活性剂及陈化时间都对AACH粒度和微观形貌影响较大,并对AACH的生长机理进行了初步探讨。     

激光蒸凝法制备不同形貌的锌纳米晶

以锌粒或醋酸锌为靶材,以单模100 W CW CO2激光器为光源,采用激光蒸凝法在氢气气氛下制备出不同形貌的锌纳米晶.研究了反应参数对纳米晶形貌的影响,并用X射线衍射、透射电镜、电子衍射和EDTA滴定分析技术对纳米晶的性质进行表征,同时对纳米晶的形成机理进行了探讨.实验结果表明,靶材的种类、反应压力、反应气体的流量等因素对纳米晶的粒度和晶型等性能均有影响.通过改变实验参数,可以得到不同性质的锌纳米晶,从而实现锌纳米晶的可控制备.     

低温球磨制备超高强度块体纳米晶纯铝

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备块体纳米晶纯铝。分别采用透射电镜(TEM)和差热分析(DSC)对块体纳米晶纯铝的微观组织和热稳定性进行研究,并对所制备的块体纳米晶纯铝的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行测定,借助扫描电镜(SEM)对块体纳米晶纯铝的拉伸断口进行观察。同时,分别依据Hall-Petch公式、Orowan机制和Taylor公式定量估算细晶强化、弥散强化和位错强化对块体纳米晶纯铝屈服强度的独立贡献。结果表明:所制备的块体纳米晶纯铝的平均晶粒尺寸约为300 nm,密度为2.692 g/cm3,显微硬度为109.15HV;块体纳米晶纯铝的屈服强度和抗拉强度分别达270 MPa和379 MPa,伸长率为3.2%;块体纳米晶纯铝的高强度主要可归因于细晶强化和弥散强化。     

应用BP神经网络研究镁铝水滑石纳米晶制备工艺

采用液相法制备镁铝水滑石纳米试样.选用BP神经网络对镁铝水滑石纳米晶粒的制备工艺进行建模.输入神经元和输出神经元的个数分别由制备水滑石时的工艺参数和预测指标(纳米晶粒大小)来确定.并首先对数据进行标准化和归一化处理.为了克服BP神经网络局部极小值和收敛缓慢缺点,提出改进BP神经网络算法采取改变代价函数;改进权值修改公式,在迭代公式中附加动量项.计算结果表明使用改进BP神经网络模型,对镁铝水滑石纳米晶粒大小有较好的预测能力.     

尺寸和形貌可控的纳米晶制备方法取得新进展

中国科学院长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室姬相玲研究员领导的研究小组，近日成功地制备了球形、泪滴状、棒状、稻米状等多种形貌的二氧化锆纳米晶，该晶具有粒径分布窄、高结晶性和较少表面缺陷的特点，是高质量的纳米晶。这些尺寸可控、形态各异的纳米晶易溶于溶剂，可望用于燃料电池电解质、热阻隔涂层、电光材料、气体传感器、抗腐蚀及催化剂等。相应成果已申请专利，并已发表于J．Am．Chem．Soc．。     

片状纳米晶镁铝水滑石的制备及其热分解机理

研究了添加有阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)的无机阻燃剂镁铝水滑石纳米晶的制备及其热分解机理.采用常压下一步反应的液相法制备试样,得到了厚度小于10 nm的近似圆片状镁铝水滑石纳米晶体.研究发现增大十二烷基苯磺酸钠添加量,(003)晶面间距有被逐渐撑开的趋势.依据DSC和TG测试结果,确定制备得的镁铝水滑石纳米晶热分解由2个吸热峰组成,第1个出现在230℃左右,第2个出现在405℃左右;通过添加十二烷基苯磺酸钠,可以增大镁铝水滑石纳米晶的第1次和第2次热分解失重值、提高第2次热分解的终止温度点、拓宽镁铝水滑石的热分解温度范围,从而增强镁铝水滑石阻燃剂的阻燃性能.根据不同升温速率下获得的DSC测试数据,应用Achar微分法、Coats-Redfern积分法和Kissinger微分法对镁铝水滑石纳米晶的热分解进行了动力学计算和分析,确定其热分解第2个阶段的热分解机理函数积分式为(1-α)-1-1.     

铝钢爆炸焊接界面钢侧纳米晶研究

采用透射电镜研究了爆炸焊接的铝-钢界面钢侧的组织,分析了纳米晶的形成机制。结果表明:由基体向界面方向,焊接的铝-钢试样从滑移线及单系孪晶过渡到多系孪晶,晶粒不断碎化;到界面附近,形成等轴状、随机取向的奥氏体及马氏体混合的纳米晶组织。     

液相化学还原法制备不同形貌的多晶纳米镍

采用液相化学还原法,在1,2-丙二醇体系中,分别使用吐温-80（Tween-80）、聚乙二醇-6000（PEG-6000）和十二烷基硫酸钠（SDS）与聚乙二醇-6000（PEG-6000）的混合物作为修饰剂,利用1,2-丙二醇还原相同母体醋酸镍,制备形貌分别为海绵体、纤维状、雪花状的多晶纳米镍;在水体系中,使用SDS为修饰剂,利用水合肼还原相同母体醋酸镍,制备球形多晶纳米镍。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）对纳米镍进行表征。利用傅立叶红外（FTIR）分析初步解释不同形貌纳米镍的形成机理。     

阳极弧等离子体制备镍纳米粉

采用自行研制的实验装置，用阳极弧放电等离子体方法制备了高纯镍纳米粉末。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和相应选区电子衍射(ED)、BET吸附等对样品的成分、形貌、晶体结构、晶格常数、粒度及其分布、比表面积进行了分析。建立了关于金属超微粒产生过程的近似模型，分析了纳米粉的形成和生长机制，并对整个工艺过程影响纳米粉性能的各种工艺参数进行了理论探讨。结果表明：所制得的镍纳米粉纯度高，晶格结构与相应的致密体相同，为fcc相结构，平均粒径为47nm，粒径范围在20～70nm，比表面积为14．23m^2／g，呈规则的球形链状分布，并发现纳米晶体的晶格常数发生膨胀。     

直流电弧等离子体法制备铋纳米粉体

采用自行研制的高真空三枪直流电弧金属纳米粉体连续制备设备,通过控制充气压力制备不同粒径的纳米铋粉.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和相应的选区电子衍射(SAED)以及Simple PCI软件等测试手段对样品的成分、晶体结构、形貌和粒径分布进行表征.结果表明:等离子体法制备的纳米铋粉纯度高,粒径分布窄,分散性好,颗粒呈链球状均匀分布;纳米粉体的晶体结构与块体材料相同,为六方结构、空间群R-3m,晶格常数略有增大;当电流恒定为250 A、充气压力从5 kPa增加到60 kPa时,纳米铋粉的平均粒径从35 nm增加到143 nm.     

变极性等离子弧焊双填丝工艺的研究

分析了焊丝填充方式对焊缝成形及其稳定性的影响,提出了双填丝VPPA焊接工艺。自行设计和制造了一套能实现双填丝VPPA焊接工艺的焊丝填充装置,试验研究了送丝方式对焊缝成形的影响,以及试件焊前装配时存在间隙和错边量情况下的焊缝成形情况。试验结果表明,双填丝VPPA焊接工艺对试件焊前的装配间隙和错边量都有较大的适应性。     

直流电弧等离子体蒸发法制备超细锌粉

采用自行研制的高真空三枪直流电弧等离子体蒸发金属纳米粉体连续制备设备,通过控制阴极电流大小制备不同粒径的超细锌粉。利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)、透射电子显微镜(TEM)和相应的选区电子衍射(SAED)以及Simple PCI软件等测试手段对样品的晶体结构、成分、形貌和粒径分布进行表征。结果表明:等离子体法制备的超细锌粉纯度(质量分数)高达99.945%,粒径分布窄,分散性好,颗粒以球状为主,夹杂少量六方形态;超细锌粉的晶体结构与块体材料相同,为六方结构,晶格常数略有收缩;当其他参数恒定,工作电流从150 A增加到300 A时,超细锌粉的平均粒径从165 nm增加到596 nm,产率从2 258.55 g/h提高到7 027.20 g/h。     

Preparation of cobalt nanoparticles by direct current arc plasma evaporation method

In order to prepare cemented carbides with excellent mechanical properties, the cobalt nanoparticles were prepared by direct current (DC) arc plasma evaporation method for the first time and the effect of three adjustable parameters (current, filling pressure and the pressure ratio of hydrogen to argon (P_H2/P_Ar)) was investigated on the average diameter and the productivity through L₁₆(4³) orthogonal experiment in this paper. The crystalline structure, chemical composition, morphology, and particle size distribution of the samples were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence analysis (XRF) and selected area electron diffraction (SAED), respectively. The results indicated that the cobalt nanoparticles achieved a high purity of 99.933 wt.% with a spherical shape, and the cobalt nanoparticles had a cubic crystal structure with a slight shrinkage in the lattice parameters. Both the average diameter and the productivity were increased with the increase of the three parameters, but the average diameter decreased when the value of P_H2/P_Ar varied from 2/3 to 1. Under different technical parameters, the average diameter varied from 28 nm to 70 nm and the productivity varied from 43 g/h to 324 g/h.     

Preparation and characterization of Ni nanopowders prepared by anodic arc plasma

Ni nanopowders were successfully prepared in large quantities by anodic arc discharged plasma method with homemade experimental apparatus in inert gas. The particle size, microstructure and morphology of the particles were characterized via X-ray diffractometry (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and the corresponding selected area electron diffractometry(SAED). The specific surface area and pore parameters were investigated by nitrogen sorption isotherms at 77 K with Brunauer-Emmett-Teller(BET) equation and Barrett-Joyner-Halenda (BJH) method. The chemical compositions were determined by X-ray energy dispersive spectrometry(XEDS) and element analysis. The experimental results indicate that this method is convenient and effective, and the nanopowders with uniform size, higher purity, weakly agglomerated and spherical chain shape are gotten. The crystal structure of the samples is FCC structure as the bulk materials, the particle size distribution ranges from 20 to 70 nm, and the average particle size is about 46 nm obtained by TEM and confirmed by XRD and BET results. The specific surface area is 14.23 m^2/g, specific pore volume is 0.09 cm^3/g and average pore diameter is 23 nm.