纳米材料的气相制备方法.ppt

根据具有纳米尺度的维数，可以将纳米材料划分为:零维(原子团簇和超微粒子)、一维(纳米管、线)、二维(纳米薄膜、多层膜)，以及三维块体材料(由原子团簇及超微粒子组成)。而广义的纳米材料则主要包括：(l)纳米晶体和纳米玻璃材料；(2)金属，半导体，或聚合物纳米管和纳米薄膜；(3)金属键，共价键或分子组元构成的纳米复合材料；(4)人造超晶格和量子阱结构；(5)半结晶聚合物和聚合物混合物。气相制备方法我主要是对气相法制备纳米微粒的方法叙述。气相法在纳米微粒的制备技术中占有相当重要的地位，这类方法可以制备出纯度高、颗粒分散性好、粒径分布窄而细的纳米微粒。通过对气氛的控制，可以制备出金属、氮化物、碳化物、硼化物、磷化物等非氧化物纳米微粒。该类方法主要包含以下几种：（1）气体中蒸发法（惰性气体凝聚法）（2）化学气相反应法（化学气相沉积法）（3）化学气相冷凝法（4）溅射法等。等离子体制备法

等离子体法是在惰性气氛或反应气氛下通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,从而使原料熔化和蒸发,蒸气遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成超微粉。在惰性气氛下,由于等离子体温度高,采用此法几乎可以制得任何金属的超微粉。在Ｎ2、NH3等气氛下可以制得AlN、TiN、Si3N4等金属氮化物;在氧化气氛下可以制得WO3、MoO3、NiO等金属氧化物;在原料中混入碳或在CH4、C2H6气氛下则可以制取金属碳化物(如WC、ZrC等)超微粉。用等离子体作加热源还可提高超微粉的产量。该技术已成为近年来的发展趋势。工艺和设备也在不断取得新的进展。**纳米材料的气相制备方法

参考资料：纳米材料制备技术目前，世界各国对纳米材料的研究主要包括制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面，研究集中在实验和理论研究.实验研究主要运用各种分析手段来观察和探测材料的微观结构及其变化，探讨结构与性质的关系。运用的仪器和方法主要有:透射电子显微镜(TEM)、小角中子散射(SANS)、X射线衍射(XRD)、正电子湮没(PAS)、高分辨率电镜(HREM)、原子力显微镜(AFM)、扫描力显微镜(SFM)、扫描隧道显微镜(STM)和扫描探针显微镜(SPM)等。理论研究则侧重于模型的建立及相应的理论演化和计算机模拟。经过了十几年的研究与发展，纳米材料的制备与合成技术、结构表征、力学、物理、化学性能等方面的研究取得了显著性的进展。自1984年原联邦德国的Saarlands大学Gleite:等人采用惰性气体凝聚和超高真空条件下原位加压的技术制备了纳米金属颗粒后，又提出和发展了机械研磨法，非晶态晶化法，电沉积法等许多种制备方法。纳米材料的制备及合成方法一直是纳米材料研究领域的一个很重要的课题。因为制备工艺和过程的研究与控制对超微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响，所以纳米超微粒的制备技术成为关键。以物料状态来分纳米制备技术可归纳为三类：气相法，液相法和固相法。本文将综述纳米材料制备的一些方法尤其着重在气相方面的制备方法。现将各类纳米材料的制备方法分类归纳于表1至表6中。1气体中蒸发法

惰性气体凝聚法(IGC)即蒸发－凝结技术，其主要过程是在一充满惰性气体的超高真空室中，将蒸发源加热蒸发，产生原子雾，原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量，骤冷后形成纳米颗粒。其原理图形是由于颗粒的形成是在很高的温度梯度下完成的，因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm)，而且颗粒的团聚、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。此法可通过调节惰性气体压力，蒸发物质的分压（即蒸发温度或速率）或者惰性气体的温度来控制纳米微粒的大小。（该方法的装置与普通的真空镀膜相似。）

特点：（1）表面清洁（2）粒度齐整，粒径分布窄（3）容易控制粒度它比较适合于合成像金属这样熔点低、成分单一物质的纳米颗粒，而在合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米颗粒时存在很大的局限性。根据热源的不同可细分为不同的方法，最初的电阻加热发展到高频感应加热、辐射加热、电子束加热、等离子体法加热、爆炸丝法及激光束加热等。下面简要叙述一下爆炸丝法和等离子法。

爆炸丝法

爆炸丝法是利用金属丝在高压电容器瞬间放电作用下爆炸形成纳米粉体，即利用高能电脉冲使金属丝蒸发而产生纳米微粒，该方法既可制备纳米金属微粒，也可制备纳米合金微粒。纳米微粒的尺寸及分布与输人的能量及脉冲参数有关。爆炸丝法的基本原理是先将金属丝固定在一个充满惰性气体的反应室中，丝的两