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纳米材料的气相制备方法.ppt

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纳米材料的气相制备方法.ppt

上传人:文库新人 2022/1/15 文件大小:1.61 MB

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纳米材料的气相制备方法.ppt

文档介绍

文档介绍:纳米材料的气相制备方法
第一页,本课件共有28页
(按物态分类)
气相法
液相法
固相法
蒸发-冷凝法
化学气相反应法
溶胶-凝胶法
沉淀法
喷雾法
非晶晶化法
机械粉碎(高能球磨)法
MHz)将气体电离产生RF等离子体.内载气携带的原料经等离子体加热、反应生成纳米粒子并附着在冷却壁上。 DC(直流)等离子电弧束是用来防止RF等离子弧面受干扰,出此称为‘混合等离子”法。
第十二页,本课件共有28页
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特点:
①产生RF等离子体时没有采用电极,不会有电极物质(熔化或蒸发)混入等离子体而导致等离子体中含有杂质,因此纳米粉末的纯度较高;
②等离子体所处的空间大,气体流速比DC等离子体慢,致使反应物质在等离子空间停留时间长、物质可以充分加热和反应:
③可使用非惰性的气体(反应性气体),因此,可制备化合物超微粒子,即混合等离法不仅能制备金属纳米粉末,也可制备化合物纳米粉末,使产品多样化。
第十三页,本课件共有28页
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7.爆炸丝法
这种方法适用于制备纳米金属和合金粉体。基木原理是先将金属丝固定在一个充满惰性气体(50bar)的反应室中,丝的两端卡头为两个电极,它们与一个大电容相联结形成回路,加15kV的高压、金属丝在500一800kA下进行加热.融断后在电流停止的一瞬间,卡头上的高
压在融断处放电,使熔融的金属在放电过程中进一步加热变成蒸汽,在惰性气体中碰撞形成纳米粒子沉降在容器的底部,金属丝可以通过一个供丝系统自动进入两卡头之间.从而使上述过程重复进行。如图所示。
第十四页,本课件共有28页
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二 、 化学气相反应法 化学气相反应法是利用挥发性的金属化合物的蒸气通过化学反应生成所需要的化合物,在保护气体环境下迅速冷凝,从而制备各类物质的纳米微粒。可分为单一化合物热分解(气相分解法)和两种以上化合物之间的化学反应(气相合成法)。 该法采用的原料通常是容易制备、蒸气压高、反应性也比较好的金属***化物、氧***化物、金属醇盐、烃化物和羰基化合物等。
第十五页,本课件共有28页
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优点:颗粒均匀、纯度高、粒度小、分散性好、化学反应活性高、过程连续、设备简单、容易控制、而且能量消耗少等。
第十六页,本课件共有28页
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1.激光诱导化学气相沉积 (LICVD)
(LICVD) 法制备超细微粉是近几年兴起的。激光束照在反应气体上形成了反应焰,经反应在火焰中形成微粒,由氩气携带进入上方微粒捕集装置。该法利用反应气体分子(或光敏剂分子)对特定波长激光束的吸收,引起反应气体分子激光光解(紫外光解或红外多光于光解)、激光热解、激光光敏化和激光诱导化学合成反应,在一定工艺条件下(激光功率密度、反应池压力、反应气体配比和流速、反应温度等),获得纳米粒子空间成核和生长。
激光入射窗
往捕集装置
反应焰
激光束
反应气体
氩气
激光挡板
第十七页,本课件共有28页
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激光辐照硅烷气体分子(SiH4)时.硅烷分子很容易热解
热解生成的气构硅Si(g)在一定温度和压力条件下开始成核和生长,形成纳米微粒。
特点:
该法具有清洁表面、粒子大小可精确控制、无粘结、粒度分布均匀等优点,并容易制备出几纳米至几十纳米的非晶态或晶态纳米微粒。
第十八页,本课件共有28页
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2.化学蒸发凝聚法(CVC)
这种方法主要是通过有机高分子热解获得纳米陶瓷粉体。
原理是利用高纯惰性气作为载气,携带有机高分子原料,例如六***二硅烷.进入钼丝炉,温度为1100~1400 ℃、气氛的压力保持在1~10 mbar的低气压状态,在此环境下原料热解形成团簇进一步凝聚成纳米级颗粒.最后附着在一个内部充满液氮的转动的衬底上, 经刮刀刮下进行纳米粉体收集,示意图如图所示。这种方法优点足产量大,颗粒尺寸小,分布窄。
第十九页,本课件共有28页
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Plasma-enhanced CVD
3、电浆增强式化学气相沉积法 Plasma-Enhanced CVD
示意图
第二十页,本课件共有28页
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Photo CVD
4、 光反应式化学气相沉积法 Photo CVD
示意图
第二十一页,本课件共有28页
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(6) Reaction types in CVD
5、的反应类型
① 热分解反应
a) 氢化物
第二十二页,本课件共有28页
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Heat decomposition
b) 有机金属化合物
c) 氢化物和有机金属化合物体系
第二十三页,本课件共有28页