[精品]高能球磨法在超微粉体制备中的应用

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1、高能球磨法在超微粉制备中的应用宗泽宇（南京工业大学，材料化学工程国家重点实验室，210009）摘要：简述分别通过高能球濟法制备氧化钻-硬脂酸材料，纳米氧化亚铜材料，纳米WC/MgO材料，纳米AUOb/AI复合材料的过程，总结五种材料各自的特点与生产方法。列举了这五种材料在工业方面的优点与主要应用。关键词：纳米；高能球幣法；制备；应用TheApplicationsaboutHighEnergyMillingZongZeyu（17,Class0802,Materialdepartmentofscience&engineering,NanjingUniversityofTechnology）Abst

2、ract:ThispapergivesasketchoffivematerialsbyHighEnergyMilling:ZiO2-stearciAcid,Nano-cuprousOxide,Nano-sizedWC/MgO,Nano-sizedALA/Alcompositematerial,findouttheircharacteristicsandpreparation.ThepaperAlsolistthemainapplicationsofthisfivematerialsinindustryandtheiradvantages・Keywords:nanoparticle;HighEn

3、ergyMilling;preparation;applications1引言高能球濟法一经出现，就成为制备超细材料的一种重要途径。传统上，新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温（热能）或化学变化來实现的。机械能直接参与或引发了化学反应是一种新思路。高能球磨法法的基木原理是利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料。本文简述了通过高能球磨法制备五种材料的方法以及它们各自的应用与优点。2制备方法高能球磨法（又称机械合金化,HighEnergyMilling）是一种制备合金粉末的高新技术⑴，它是在高能球磨⑵作用下，利用金属粉末混合物的反复变形、断裂、焊合、原子

4、间相互扩散或发生固态反应形成合金粉末⑶。机械合金化作为新材料的制备技术之一，特别是其在细微、超细微粉体材料的研究方面占冇重要的地位，已引起材料科学界的广泛关注。本文采用高能球濟法制备氧化亚铜粉末，研究球磨时间和不同pll值的水溶液对球磨反应速率及产物形貌、颗粒尺寸的影响，为氧化亚铜粉末的广泛应用提供实验依据。它可以制备的纳米材料很多，如氧化钻-硕脂酸材料，纳米氧化亚铜材料，纳米WC/MgO材料，纳米A1A/A1复合材料，纳米Al-Si材料，氨基锂-Li-N-H储氢材料等,这里列举了前五种材料。2.1纳米氧化亚铜的制备⑷实验原材料为铜、氧化铜粉末(-200目，99.0%)、蒸憾水、IIC1和Na

5、OH试剂。试验仪器设备为南京大学仪器厂生产的QM-ISP04行星式高能球磨机，球罐采用不锈钢制成。磨球材质为不锈钢，球径为5mm。实验时Cu和CuO的粉末置于两个球罐中，分别加入pH二3的HC1溶液和pH=12的NaOH溶液，球料比为30：1,球磨机转速为400r/mino球磨一定时间后停机取样。样品通过低温真空烘干处理后，采用Y-500型X射线衍射仪对样品进行物相分析，JSM-6700F冷阴极场发射扫描电子显微镜和H-800透射电子显微镜对样品进行颗粒尺寸、形貌分析。得岀氧化亚铜试样。2.2纳米WC/MgO的制备⑸实验用W0,的纯度为99.9%,石墨的纯度为99.9%.Mg的纯度为99.5%

6、.将W03.石墨和Mg按原摩尔比1:1:3混合后，在QM-1SP4型行星式球磨机内进行球磨试验•球磨前先抽真空，然后在高纯氧气保护状态下进行球磨•磨球材质为侦质合金、直径为10mm,磨球和粉料的质量比为10:1,球磨机转速为250r/min,并球磨50h.球磨过程中，每隔一定的时间间隔，停机出少量粉末，以备分析检测Z用•分别对球濟粉末样品进行X-射线衍射(D500X-RAY)、扫描电了显微镜(JEM2840)和透射电了显微镜(JEM2840)分析，以便对球磨过程的反应类型和反应机理进行深入探讨。2.3纳米Al-Si材料的制备闾实验所用粉末名义成分为A1-30S1,粉末采用氮气雾化水冷制得，Si

7、,0和A1的质量分数分别为24.46%,0.25%和75.00%,其余为朵质。粉末中位径、面积平均径、体积平均径分别为17.01,10.46和27.20P哄高能球磨设备采用口制专用球磨机，选择直径为10mm与5mm2种不锈钢球进行搭配，它们的质量配比为1:1,球料质量比为10:1,分别采用8,16,24与32h4种球磨时间进行球磨（另有实验采用了高温空气氧化对粉末进行预处理，氧化温度为300°C,