信息纳米技术及其应用CH2纳米粉料.ppt

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1、CH3纳米固体材料纳米固体：由纳米微粒组成的体相材料。包括：纳米块体：体型材料，如纳米陶瓷。纳米薄膜：颗粒膜、多层膜、纳米膜按结构分：纳米晶材料：nanocrystalline纳米非晶材料：nanoamorphous纳米准晶材料：nanoquasiperiodiccrystal纳米固体的制备：纳米金属与纳米合金制备、纳米陶瓷、纳米薄膜纳米固体的性能：纳米固体的结构特点、纳米固体的力学性能、热学性能、磁性能、光学性能、电学性能等3.1纳米固体的制备3.1.1纳米金属与纳米合金制备纳米粉→加压块状凝聚体（1）惰性气体蒸发，原位加压制备法制备粉粒→收集→低压→高压优点：块体纯度高、相对密度高（

2、最高达97%），可制备：Fe,Cu,Au,Pd等纳米金属块体，与Si25Pd70,Pd70Fe5Si25纳米合金。(2)高能球磨法制备纯金属纳米材料Cr,W,Fe,Zr,Hf,Rub.制备不互溶体系的纳米材料Ag-Cuc.纳米金属间化合物：Ti-B，Si-C，特别是高熔点的金属间化合物。d.金属与陶瓷的复合材料如：Y2O3粉复合到Co-Ni-Zr合金中，使合金Hc提高2个数量级。纳米MgOorCaO复合到Cu基体中，复合材料的导电率与Cu一样，但强度增大很多。球磨制备的纳米粉→加压、热处理→块状试样特点：产量大、工艺简单，可制备高熔点金属与合金材料。缺点：颗粒尺寸不均匀，易引入杂质。3.

3、1.2纳米陶瓷制备纳米粉+陶瓷工艺：成型、烧结烧结时，密度增加，晶粒增大。要通过工艺控制，使烧结后材料有较高的密度，又要防止晶粒的过大。烧结工艺：a.无压力烧结：工艺简单、成本低，但易出现晶粒快速长大及形成大气孔。方法：配方中添加晶粒生长抑制剂。如：ZrO2纳米掺入MgO，可抑制晶粒生长。b.应力有助烧结：在一定压力下烧结。操作复杂，成本高，但可获得未掺杂高密度陶瓷。如：应力烧结TiO2陶瓷P=1GPa，770k,Δρ=95%,十几nmP=0GPa，1270k,Δρ≈95%,约1umc.微波烧结：优点：节约能源，反应快，产品性能好，容易实现较高温度烧结，环保。COMPARISONOFHE

4、ATINGMECHANISMINCONVENTIONALANDMICROWAVEFURNACESampleFURNACEINSULATIONHEATINGELEMENTMICROWAVEPORTSampleINSULATIONMICROWAVECAVITYCONVENTIONALMICROWAVEEnergytransferExternalHeatingSourceHeatFlow:OutsidetoInsideMaterialIndependentEnergyLossesEnergyConversionInternalVolumetricHeatingInsidetoOutsideMa

5、terialDependentHighlyEnergyEfficientP=(0”E2+m0m”H2)P=Powerabsorbed=Frequency(2pf)0=Permittivityoffreespace”=DielectriclossfactorE=Intensityofelectricfieldm0=Permeabilityoffreespacem”=MagneticlossfactorH=IntensityofmagneticfieldMicrowaveenergyabsorbedbydielectricandconductivematerialsconduct

6、ivityofthematerialpermittivityinfreespacethefrequencyofthemicrowavedielectricconstantdielectriclossfactorRelativepermittivity:r=’+j”0’”fsDielectricallyLossyMaterialsP=0”E2TurntableZrO2InsulationSampleThermocoupleFiberfaxInsulationSusceptorMoSi2,SiCMicrowaveSinteringPacket2.45GHz,6kWMulti

7、modeBatchSystemMaximumtemperature:1800°CSamplesize:4-10inchdiameterControlledatmosphere:H2,N2,Ar,etal.4-inchPMGearsample3000ZnOvaristorssamplesTungsten,W纳米陶瓷优点a.超塑性，如纳米在低温下有超塑性，Δl>100%b.强度↑c.烧结温度大幅度↓（几百度），烧结速度↑，v∝1/d4（