中國粉體網訊 納米材料在高新技術領域有著廣闊的應用前景，尤其是關于納米材料的制備技術的研究,，在當前的納米材料研究中是一個重要的研究課題,。納米金屬、氧化物顆粒廣泛應用于抗菌殺病毒,、醫(yī)學診斷和成像,、藥物遞送、研磨拋光,、3D打印,、催化、功能陶瓷,、電子,、能源等領域,。
圖片來源：中航邁特
1納米金屬粉的制備技術
納米金屬粉的制備方法較多，主要有電爆法,、蒸發(fā)凝聚法,、機械粉碎法等。
1.1電爆法
電爆法是利用高壓放電產生的高溫等因素使細金屬絲熔融,、汽化,，金屬蒸氣在與惰性氣體碰撞時形成納米金屬粒子或納米合金粒子。該方法用于工業(yè)上連續(xù)生產納米金屬,、合金和金屬氧化物等納米粉體,，是目前研究最多、實現(xiàn)納米金屬材料工業(yè)化生產的主要方法,。
電爆法還面臨以下問題：①制得的粉末中含有微米級的大顆粒,，還需要三級分級處理方能得到粒徑均勻的納米粉；②缺少效率更高,、連續(xù)化生產的自動化設備,。目前市場上主要是俄羅斯的絲電爆方法和設備，如Argonide公司,、克德納米材料有限公司,、焦作伴侶納米材料工程有限公司都是引進俄羅斯的絲電爆設備或在其基礎上進行了適當改進。
1.2蒸發(fā)凝聚法
蒸發(fā)凝聚法是一種較早的納米金屬顆粒的制備方法,，現(xiàn)在又被稱為物理氣相沉積（PVD）法,，制備的產品的粒徑一般在5~10nm。PVD法的基本思路是引入能量,，使原來的金屬材料汽化,，然后通入惰性氣體，使金屬氣體驟冷,、凝結,，從而生成納米顆粒。PVD法的優(yōu)點是粒度可控,、純度高,、結晶好；缺點是對設備的要求較高,。采用PVD法,，通過等離子加熱、磁控濺射,、激光加熱等手段,，可以制備出多種高熔點金屬以及合金納米材料。
1.3高能球磨法
高能球磨法的原理是利用機器內的硬球和機器的內壁在各種運動（如轉動、撞擊）中對加入的材料進行強烈的沖擊,，從而把金屬和合金粉末碾碎,，使之成為納米顆粒的方法。
1.4活化氫熔融金屬反應法
活化氫熔融金屬反應法是金屬和含有氫的等離子體在電弧的作用下,，電離產生的惰性氣體和H2進入熔化的金屬,，然后再釋放出來，從而形成金屬納米顆粒,。該制備方法的特點是必須用專門的過濾器,、收集器來分離和收集制得的納米顆粒。
1.5活性模板法
活性模板法的基本原理是利用基質材料中的空隙作為模板來合成納米材料,，由于模板和形成的納米顆粒有某種存在的識別作用,，因此納米粒子在空隙中有規(guī)律地進行組裝，從而得到具有一定特征的超分子納米材料,。
1.6激光復合加熱制備法
激光復合加熱制備法（或稱激光感應法）是一種將金屬材料進行高頻感應加熱,，使原來加入的材料蒸發(fā)，從而制備納米金屬粉的方法,。它的基本方法是用高頻感應將原材料（大尺寸的金屬）加熱熔化,，同時產生極大的溫度梯度和壓力梯度。
1.7等離子體法
等離子體法是利用等離子體具有反應速度快,、溫度高的特點來制備納米粉體,。在惰性氛圍下，等離子體法可以制備幾乎任何納米粒子,。其中,，直流電弧等離子體法因具有設備簡單易操作、適用范圍廣,、生產效率高的優(yōu)點而得到一致好評,。用等離子體法生產的納米粉體粒度、產率可控,，有實現(xiàn)工業(yè)化生產的潛力。
1.8微波輔助氣溶膠法
姜興茂團隊利用微波輔助氣溶膠法制備的納米銀,，是一種能長效持久地殺菌抗病毒的材料,，對SARS、禽流感等650多種細菌病毒都有很好的殺菌和防治效果,。該項技術成果涵蓋了成套制備納米粉體的成套技術,，產品附加值高，市場競爭力強,，已在2020年10月與華夏幸�,；鶚I(yè)股份有限公司單項簽約，金額達1000萬元。
2會議預告
目前一些納米金屬,、金屬氧化物球形顆粒的關鍵制備工藝和技術基本壟斷在德國EvonikDegussa,、美國杜邦、Cabot,、Ferro,、日本住友等公司手中。這些高附加值納米材料的應用的前提是對其尺寸,、組成,、晶相、形貌,、純度,、單分散型的精確控制。中國要實現(xiàn)制造大國向制造強國的轉變,，必須在這些關鍵材料領域進行創(chuàng)新研究,，發(fā)展各類納米結構材料可控制備的工業(yè)技術，開發(fā)出更加高效,、經濟,、綠色的合成工藝。2021年10月12-14日,，中國粉體網將在安徽金陵大飯店舉辦“2021先進金屬粉體制備及應用研討會”,，來自武漢工程大學的姜興茂教授給大家?guī)眍}為《微波輔助氣溶膠法制備超細金屬粉體》的報告。屆時姜教授將主要介紹納米材料在高新技術領域的應用前景以及關于納米材料的制備技術的研究,。
3專家介紹
姜興茂,，武漢工程大學博士生導師，美國Lovelace呼吸研究所客座科學家,，江蘇省特聘教授,、雙創(chuàng)人才、江蘇省人才促進會理事,、武漢市黃鶴英才,、湖北省新能源材料工程技術中心主任。
姜教授主要從事溶膠-凝膠,、氣溶膠,、化學工程和納米材料等方面的研究。先后在Nat.Mater.,、JACS,、NanoEnergy等雜志發(fā)表近80篇SCI文章，被他引2000多次,。主編SCI�,？黄冢l(fā)表氣溶膠英文專著一部。作為項目主要完成人先后完成了美國DOE,、美國空軍,、NSF、EPA,、NIH等重大科研項目,。主持/完成國家自然科學基金面上項目2項及江蘇省高校自然科學研究重大項目一項，參與國家自然科學基金重點項目1項,，申請/授權發(fā)明專利70多項,，授權美國發(fā)明專利10項。
參考來源：
【1】武漢工程大學官方網站.
【2】袁志峰,，等. 納米金屬粉的制備,、改性及其在推進劑中的應用.化學推進劑與高分子材料.2017.
（中國粉體網編輯整理/星耀）
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