中國粉體網(wǎng)訊  納米材料的制備是納米技術(shù)研究的最重要的基礎(chǔ)技術(shù)，是納米特性研究、納米測量技術(shù)、納米應用技術(shù)及納米產(chǎn)業(yè)化的必備前提條件，也是納米材料研究領(lǐng)域研究和關(guān)注的重點。

目前根據(jù)研究問題的側(cè)重點不同，納米材料制備方法有多種分類。按學科分類，可將其分為物理方法、化學方法和物理化學方法；按制備技術(shù)分類,可分為機械粉碎法、氣體蒸發(fā)法、溶液法、激光合成法、等離子體合成法、射線輻照合成法、溶膠一凝膠法等；按物質(zhì)的原始狀態(tài)分類，又可分為固相法、液相法和氣相法。而電爆炸法是90年代中期發(fā)展起來的一種制備納米粉體材料的方法，屬于特殊的電阻加熱法，是氣相法的一種。國際上對電爆炸絲方法已開展了廣泛的研究。

電爆炸法制備納米粉體的基本原理

電爆炸是指在一定的介質(zhì)（如惰性氣體、水等）環(huán)境下，強脈沖電流通過導體絲時，導體材料自身的物理狀態(tài)急劇變化，并迅速把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量（如熱能、等離子體輻射能、沖擊波能等）的一種物理現(xiàn)象。利用電爆炸進行納米粉體材料的制備既可以作為一種純物理的方法（如惰性氣體環(huán)境下制備納米粉），也可以作為一種綜合制備方法進行開發(fā)（通過控制爆炸后高溫高壓的金屬蒸汽與環(huán)境介質(zhì)的化學反應）。

電爆炸電路示意圖

電爆炸的基本過程通�？煞譃槲鍌�階段：金屬導體固態(tài)加熱階段——金屬導體熔化、汽化階段——爆炸階段——電弧擊穿階段——冷凝階段。整體而言，電爆炸法制備納米粉體材料受前體材料、氣氛、儲能和放電參數(shù)如脈沖放電電壓、電流密度、脈寬等因素的影響，同時，電爆炸階段形成的高溫、高壓及后續(xù)的冷卻速度等對粉體粒度的影響也有待量化分析。

電爆炸法制備納米粉體的優(yōu)點

（1）能量轉(zhuǎn)換效率高。依靠放電冋路中金屬絲的電阻很容易將電能轉(zhuǎn)化為熱能；

（２）制備的材料粒度分布更均勻、純度高。脈沖放電能同時氣化整個金屬絲，氣化效果比脈沖激光和粒子束從金屬表面氣化得到的更均勻，控制好周圍環(huán)境介質(zhì)，可保證納米粉體的高純度（金屬納米材料的純度可達99％）；

（３）工藝參數(shù)調(diào)整方便。通過調(diào)節(jié)電容量、充電電壓及爆炸絲的尺寸等參數(shù)，可有效控制粒度大�。�

（４）方法的通用性強。用電爆炸方法可以制備各種類型的納米粉體材料；

（５）不產(chǎn)生有害的物質(zhì)，不破壞環(huán)境，是一種“綠色”的制備納米粉體的方法。

電爆炸法制備納米粉體的研究

根據(jù)電爆炸制粉技術(shù)的原理，用于電爆炸的材料必須是良好的導電材料，所以一般金屬、合金、金屬間化合物及金屬氧化物等材料的納米粉體都可以用電爆炸的方法來制備。當腔體內(nèi)充滿惰性氣體或不會與爆炸絲發(fā)生化學反應的氣體時，生成金屬納米粉體；也可在準真空下（10-6Torr）在基片上沉積金屬薄膜；在含有氧氣的環(huán)境中，產(chǎn)生金屬氧化物納米粉體以及復合金屬氧化物；在氮氣或氨氣環(huán)境中，制得金屬氮化物納米粉體；在含有有機物的混合物中能制備高熔點的金屬碳化物。如金屬粉體Al、Cu、Fe、Ni、Mg、Ag、Ti，金屬化合物Al２O３、Fe２O３、AlN、TiN、AgF、PtF２，納米合金材料Cu-Zn、Fe-Ni、Ni-Al、Al-Cu等研究均取得一定進展。

另一方面，電爆炸法可制備非金屬納米材料。如使用很細的碳纖維在氮氣或氬氣中制備碳納米粉體、碳納米管和富勒烯；在惰性氣體或氫氣中，可制備5~10nm的GaAs團簇等。目前研究的電爆炸法制備的非金屬材料主要是碳納米材料。用粉末作為電爆材料，并且可以將碳納米材料的制備與天然石墨資源開發(fā)有機結(jié)合，體現(xiàn)出了“綠色、低碳”。

小結(jié)

電爆炸法制備納米粉體材料，因電爆過程參數(shù)可調(diào)，制備產(chǎn)物純度高、活性好，發(fā)生電爆炸時不產(chǎn)生有害的廢氣、廢物等優(yōu)勢，廣泛應用在納米材料制備。是制備納米粉體材料最有前途的技術(shù)之一。

參考資料：

彭楚才等.電爆炸法制備納米粉體材料的研究進展

彭楚才.電爆炸法制備納米粉體及其機理研究

李志勇.粉末電爆制備碳納米材料方法研究

毛志國.電爆炸金屬絲制備納米粉體的研究

陳賓.金屬納米粉制備工藝及設(shè)備研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/三昧）

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