功能粉体材料制备ppt课件.ppt

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1、功能粉体材料制备第2章制备方法一制备方法分类1按尺度的变化分类由大变小：粉碎、熔体雾化由小变大：形核、生长、团聚、烧结2按形成粉末颗粒源物质或介质相分类气相:CVD、PVD液相：沉淀法、SOL-GEL、GEL-SOL、微乳液法。固相：固相反应法3按颗粒形成过程的物理、化学变化分类物理法：PVD、熔体雾化法、粉碎法。化学法：通过化学反应形成粉末颗粒。4按温度分类高温方法低温方法。。。。。。二主要制备方法1熔体雾化法1）原理通过雾化喷嘴产生的高速、高压介质流将熔体粉碎成细小的液滴，并冷却凝固成粉末。水雾化:以水为雾化介质。气雾化:以空气或其他气体（如惰性气体N2、Ar）为雾化介质。雾化

2、制粉机理雾化制粉设备示意2)设备与工艺气雾化法喷嘴结构1电源控制柜2中频感应电炉3保温中间包4雾化喷嘴5雾化桶6通布袋收尘器7集粉桶气雾化装置设备连接图3)应用实例无汞碱性锌锰电池锌粉工艺产品典型形貌2电解法控制电沉积技术条件(离子浓度、电流密度等），使溶液中的金属离子以粉末形态在阴极上沉积。电解镍粉的形貌PVD法(蒸发——冷凝法）高温下使金属蒸发，通过对冷凝条件的控制，使金属蒸气生成金属粉末颗粒。对大多数金属，由于沸点很高，要采用等离子、激光、高频感应、电子束等特殊加热方法。PVD法大规模工业生产的例子有：蒸法——冷凝法金属锌（沸点1180K）粉生产。蒸发——冷凝生产工艺流程蒸法

3、——冷凝锌粉生产的设备连接图用于蒸发锌的碳阻炉锌粉形貌锌粉形貌锌粉粒度分布宁波广博纳米材料公司采用等离子炉PVD法制备的纳米镍粉与铜粉NickelPowderCopperPowderCVD法气态物质通过高温气相化学反应，形成金属或化合物粉末。粉末形成机理：化学反应——形核——生长——团聚——烧结。粉末形态：球形或类球形粒度：纳米——微米结晶度：高分散性：好实例：氯化法制备金红石型钛白氯化法——金红石型硫酸法——锐钛矿型金红石的晶体结构与结晶形貌锐钛矿的晶体结构与结晶形貌TiCl4预热至723K~773K，氧气预热至1773K，混合后温度为1073K，反应放热，温度升高至1773K。

4、AlCl3为晶型转化剂氯化法制备钛白的工艺流程氯化法金红石型钛白的形貌与粒度#美国杜邦1952年日产35吨工业化液相沉淀法在液相中，通过还原、水解、难溶化合物生成等反应，制备金属或化合物粉末的方法。液相中粉末颗粒的形成机理：反应生成源物质——形核——生长——团聚。团聚方式形成的颗粒，一般为多孔的球形或类球形颗粒。按晶体生长方式形成的颗粒，其形貌由物质特性、过饱和度、形貌控制剂、其他制备物理化学条件决定。实例：镍氢电池正极材料——高密度、高活性氢氧化镍的制备SolutionASolutionBElectromagneticAgitatorpHprobe1/2ScaleNebulize

5、rPump(pHcontroller)OilBathPump:EH-B10VC-100PW-PH1pHprobe:IS-GRE-TVNebulizer:NE-U17ElectromagneticAgitator:OilBath:DetachableCover&Flask:DetachableCover&Flask反应物的混合高密度、高活性球形粉末颗粒形貌图2-26镍电极充放电过程中质子和电子传递路径组成、结构与性能含钴量对球形亚镍结构与性能的影响Ken-ichiWatanabe,etal,Effectofcobaltadditiontonickelhydroxideasaposit

6、ivematerialforRechargeablealkalinebatteries,JournalofPowerSources58(1996)23~28.微晶的形貌与尺度——介观与宏观尺度的结构质子传导的扩散系数喷雾热分解（SprayPyrolysis)使含有源物质的溶液雾化（压力、离心、超声），形成的微小雾滴为微反应器，源物质在其中经浓缩、结晶、热分解、反应、形核、生长、团聚、烧结等系列物理化学变化，生成粉末颗粒的过程。AsepBayuDaniNandiyanto,KikuoOkuyama,Progressindevelopingspray-dryingmethodsfort

7、heproductionofcontrolledmorphologyparticles:fromthenanometertosubmocrometersizeranges,advancespowdertechnology,22,(2011),1~19.颗粒形成的机理CAD-ConventionalAerosolDecompositionSAD-SaltAssistedSprayPyrolysisNickelPowderbyspraypyrolysisSilverPow