纳米二氧化硅
2017-06-06 17:50:04
纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,因其粒径很小,比表面积大,表面吸附力强,表面能大,化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能,以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”,广泛用于各
行业
作为添加剂、催化剂载体,石油化工,脱色剂,消光剂,橡胶补强剂,塑料充填剂,油墨增稠剂,
金属
软性磨光剂,绝缘绝热填充剂,高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。 为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能,因而得到人们的极大重视。 纳米二氧化硅广泛地应用于橡胶、塑料、电子、涂料、陶(搪)瓷、石膏、蓄电池、颜料、胶粘剂、化妆品、玻璃钢、化纤、有机玻璃、环保等诸多领域。
二硫化钼粉的胶体化
2019-01-29 10:09:51
作为固体润滑剂,不仅要求纯度,而且对产品细度要求也很严格(见表1及表2)。
表1 国际二硫化钼粒度标准
标 准等级粒径(μm)筛析(目)+30-20
+20-20
+10-10
+5-5
+2-2+100-100
+200-200
+325-325国际贸易标准非微粉50201783.81.2052075微粉 204733 克莱麦克斯
1971年标准非微粉 2 051085微粉平均粒度0.55~0.85μm(产品为0.70μm)
表2a 国产MoS2粒度标准
粒径
含量(%)
产品标准粒 径(μm)<2<4<7.5<10>325目沪Q/HG0050#≥955 ≤0.51# ≥955 ≤0.52# ≥95≤0.5西北有色金属研究院微粉≥80 平均<0.5μm超<1μm平均<0.3μm微粉≥97μm
表2b 国产MoS2粒度标准
粒径
含量(%)
产品标准粒 径(μm)<1<23~56~7>7沪Q240/80080107.0301 907.220.82 5525155
要达到平均粒度为1μm左右,常规胶体磨已难完成此重任。通常要采用超音速气流式粉碎机。它的工作过程是:由空压机产生的0.8~1.2MPa气流由喷嘴送入破碎腔,由高速气流按射流原理将二硫化钼粉由给料口吸入,送进破碎腔。在Laval喷嘴口,气流流速已达2~3马赫(约2.625~780m/s),二硫化钼颗粒在喷嘴口、破碎腔里受到撞击、剪切、摩擦、压缩等作用而粉碎。粉碎后产品在分级腔分级。不合格粗颗粒自动返回喷嘴及破碎腔。磨成胶体的合格产品随气流排出粉碎机,经多级旋风收尘器和布袋收尘器分离,几乎不含固体粉末的废气排空,收集到的固体已分级成不同细度的二硫化钼胶体。气流粉碎是一种新兴技术,除了二硫化钼的胶体化,在石墨等要求加工成极细粒径产品时也不失为一种最佳选择。只是系统的密封、收尘要千万注意。
硒知识
2019-03-08 09:05:26
硒属半金属,固态硒分无定形和晶体两种,无定形硒又分赤色粉状、玻璃状和胶体状三种。晶体硒有单斜晶体和六方晶体之分,其间以灰色六方晶体最为安稳。赤色的单斜晶体和灰色的六方晶体是硒的同素异形体。红硒在受热后,会敏捷变成灰硒。灰硒的熔点为2l7℃。灰硒的重要特性是它具有典型的半导体功用,能够用于无线电的检波和整流。硒整流器具有耐负荷、耐高温、电安稳性好等特色。
硒对光十分灵敏。据测定,在足够阳光的照射下,硒的导电率比在漆黑时要大一千倍。这样,硒被用来制作光敏电阻和光电管,在自动控制、电视制作等方面有着广泛的用处。硒还被制成光电池。硒及其化合物均有毒。
硒首要赋存在黄铜矿、黄铁矿、方铅矿中,有时也存在于辉钼矿、铀矿中,首要的硒矿藏有硒铜矿、硒铜银矿、硒银铅矿、辉矿。工业上硒一般是从铜电解精粹的阳极泥中提取。现在广泛选用的是硫酸化焙烧法,此办法的首要长处是硒的收回率高,适用于处理多种质料。此外,还有苏打焙烧法收回硒。关于高纯硒的制取办法有蒸馏法和氧化-还原法,后者广泛用于制备纯度大于99.992%纯硒。为制取纯度超越99.999%的高纯硒,可选用真空蒸馏法、离子交换法、硒化物热分化及二氧化硒气相还原法等。
工业纯硒约有55%用于玻璃的上色和脱色颜料。高质量信号用的透镜玻璃含硒2%,参加硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。在冶金工业上,硒能够改进碳素钢、不锈钢和铜的切削加工功用。大约有30%的硒以高纯方式(99.99%)与其他元素作成合金。硒还用于制作低压整流器、光电池、热电材料以及各种复印复写的光接受器。其他15%的硒,以化合物方式用作有机组成的氧化剂和催化剂。硒及硒化物参加光滑脂中,可用于超高压光滑。
镓、铟、、锗、硒、碲和铼一般称为稀散金属,这7个元素从1782年发现碲以来,直到1925年发现铼才被悉数发现。这一组元素之所以被称为稀散金属,一是因为它们之间的物理及化学性质等类似,划为一组;二是因为它们常以类质同象的方式存在于有关的矿藏傍边,难以构成独立的具有独自挖掘价值的稀散金属矿床;三是它们在地壳中的均匀含量较低,以稀疏涣散状况伴生在其他矿藏之中,只能随挖掘主金属矿床时在选冶中加以归纳收回和运用。
稀散金属具有极为重要的用处,是今世高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与其他有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新式功用材料及有机金属化合物等,均需运用共同功用的稀散金属。用量尽管不大,但至关重要,缺它不行。因此广泛用于今世通讯技能、电子计算机、宇航、医药卫生、感光材料、光电材料、动力材料和催化剂等职业。
稀散金属在自然界中首要以涣散状况赋存在有关的金属矿藏中,如闪锌矿一般都富含镉、锗、镓、铟等,单个还含有、硒与碲;黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿常常富含、硒及碲,单个的还富含铟与锗;方铅矿也常富含铟、、硒及碲;辉钼矿和斑铜矿富含铼,单个的还富含硒;黄铁矿常富含、镓、硒、碲等。现在,尽管已发现有近200种稀散元素矿藏,但因为稀疏而未富集成具有工业挖掘的独立矿床,迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿,但矿床规划都不大。
我国稀散金属矿产资源比较丰富,已探明有稀散金属矿产储量的矿区:锗矿散布在11个省区,其间广东、云南、吉林、山西、四川、广西和贵州等省区的储量占全国锗总储量的96%;镓矿散布在21个省区,首要会集在山西、吉林、河南、贵州、广西和江西等省区;铟矿散布在15个省区,首要会集在云南、广西、内蒙古、青海、广东;矿散布在云南、广东、甘肃、湖北、广西、辽宁、湖南等7个省区;硒矿散布在18个省区,首要会集在甘肃,其次为黑龙江、广东、青海、湖北和四川等省区;碲矿散布在15个省区,首要会集在江西、广东、甘肃;铼矿散布在陕西、黑龙江、河南和湖南、湖北、辽宁、广东、贵州、江苏9个省。
铜铟镓硒
2017-06-06 17:50:12
铜铟镓硒主要用于生产太阳能电池。铜铟镓硒薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点,光电转换效率居各种薄膜太阳电池之首,接近于晶体硅太阳电池,而成本只是它的三分之一,被称为下一代非常有前途的新型薄膜太阳电池,是近几年研究开发的热点。此外,该电池具有柔和、均匀的黑色外观,是对于外观有较高要求场所的理想选择。由于铜铟镓硒薄膜太阳电池具有敏感的元素配比和复杂的多层结构,因此,其工艺和制备条件的要求极为苛刻,
产业
化进程十分缓慢。仅在数年以前,薄膜光伏(Thin Film Photovoltaics,以下简称TF PV)技术在光伏
产业
中还只能用“微不足道”来形容,只是在诸如计算器这样一些简单的产品中得到应用。除非晶硅外,一些TF PV材料还只是刚刚走出实验室。 但在今天,TF PV已经是PV技术中最耀眼的一员,其生产份额不断扩张。起初,这一
市场
是由于晶硅的短缺而得以发展,但如今短缺现象已经结束,TF PV则以其低成本、低重量和灵活性而继续发展。而且,除了非晶硅外,铜铟镓硒(CIGS)具有TF PV的所有优点,能量转换效率也并不远逊于传统PV,碲化镉太阳能面板已经出现了繁荣局面。根据美国NanoMarkets公司2008年3月发布的白皮书《走向成功的薄膜光伏》及之前出版的《薄膜、有机、可印刷光伏
市场
:2007-2015》研究报告中的
预测
,由于采用简单印刷和roll-o-roll(R2R)制造工艺降低了成本,新产能的增加,以及通过技术改进提高了效率,这些都将使得薄膜光伏成为PV
市场
的主要角色,TF PV太阳电池将取代目前
市场
上由传统的晶硅制造的PV面板而成为主流技术。铜铟镓硒发展态势 随着近年来能源
价格
如火箭般上窜,加之PV
价格
的滑落,PV领域的成长非常显著,有些观察家声称PV最终可满足美国能源需求达20%之多。 与传统PV比较,TF PV因用于制造薄膜电池的材料较少,因而成本更为低廉。TF PV的制造是将由光电材料构成的薄层沉积于衬底,这就大大减少了原料的使用。新生产工艺的出现,包括roll-o-roll和印刷技术,又可以进一步降低成本。 铜铟镓硒性能方面,在不久的将来薄膜技术效率的显著提高已成为大势所趋。例如,CIS/CIGS的效率已经可以和传统PV相提并论。但尽管已取得某些进展,薄膜技术和传统PV的效率之间仍存在一定差距,且在某些情况下差异明显。其结果是:TF PV必须与传统PV在成本基础上竞争,或者TF PV需要在性能基础上创造出新的应用。想要了解更多关于铜铟镓硒的资讯,请继续浏览上海
有色
网(
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)小
金属
频道。
二氧化硒的用途有哪些
2018-08-30 10:44:27
二氧化硒(Selenium dioxide)+4价的氧化物,化学式SeO2。白色晶体,蒸气为绿色;熔点340~350℃,315℃时升华,密度3.95克/厘米3(15℃)。二氧化硒相应的酸为 H2SeO3,其酸性比 H₂SO₃ 弱。硒在空气或氧气中燃烧,或将H2SeO3脱水,都可制得二氧化硒,并可用升华法提纯。二氧化硒主要用在电解锰工业上,每生产一吨电解锰约需1公斤二氧化硒(各工艺略有不同),电解锰工业约占二氧化硒用量的80%。其次用于饲料工业上生产 Na2SeO3,现在在农工业上也作为含硒农作物的叶面硒肥原料。其他也可用于:分析用,沉淀锆、铪。检定生物碱。氧化剂。制造其他硒化合物和高纯硒。催化剂。1、用于制高纯硒和其他硒化合物,还是有机合成药物的氧化剂和催化剂2、用作植物碱之特殊试剂,还可用于沉淀锆、铪和制备硒化合物3、用作有机化合物氧化剂、催化剂、化学试剂,各种无机硒化合物制造的原料。也在复印机、整流器等中使用。4、制造其他硒化合物,生物碱检定,氧化剂。
硒常识
2019-03-14 09:02:01
硒 硒属半金属,固态硒分无定形和晶体两种,无定形硒又分赤色粉状、玻璃状和胶体状三种。晶体硒有单斜晶体和六方晶体之分,其间以灰色六方晶体最为安稳。赤色的单斜晶体和灰色的六方晶体是硒的同素异形体。红硒在受热后,会敏捷变成灰硒。灰硒的熔点为2l7℃。灰硒的重要特性是它具有典型的半导体功用,能够用于无线电的检波和整流。硒整流器具有耐负荷、耐高温、电安稳性好等特色。 硒对光十分灵敏。据测定,在足够阳光的照射下,硒的导电率比在漆黑时要大一千倍。这样,硒被用来制作光敏电阻和光电管,在自动控制、电视制作等方面有着广泛的用处。硒还被制成光电池。硒及其化合物均有毒。 硒首要赋存在黄铜矿、黄铁矿、方铅矿中,有时也存在于辉钼矿、铀矿中,首要的硒矿藏有硒铜矿、硒铜银矿、硒银铅矿、辉矿。工业上硒一般是从铜电解精粹的阳极泥中提取。现在广泛选用的是硫酸化焙烧法,此办法的首要长处是硒的收回率高,适用于处理多种质料。此外,还有苏打焙烧法收回硒。关于高纯硒的制取办法有蒸馏法和氧化-还原法,后者广泛用于制备纯度大于99.992%纯硒。为制取纯度超越99.999%的高纯硒,可选用真空蒸馏法、离子交换法、硒化物热分化及二氧化硒气相还原法等。 工业纯硒约有55%用于玻璃的上色和脱色颜料。高质量信号用的透镜玻璃含硒2%,参加硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。在冶金工业上,硒能够改进碳素钢、不锈钢和铜的切削加工功用。大约有30%的硒以高纯方式(99.99%)与其他元素作成合金。硒还用于制作低压整流器、光电池、热电材料以及各种复印复写的光接受器。其他15%的硒,以化合物方式用作有机组成的氧化剂和催化剂。硒及硒化物参加光滑脂中,可用于超高压光滑。 镓、铟、、锗、硒、碲和铼一般称为稀散金属,这7个元素从1782年发现碲以来,直到1925年发现铼才被悉数发现。这一组元素之所以被称为稀散金属,一是因为它们之间的物理及化学性质等类似,划为一组;二是因为它们常以类质同象的方式存在于有关的矿藏傍边,难以构成独立的具有独自挖掘价值的稀散金属矿床;三是它们在地壳中的均匀含量较低,以稀疏涣散状况伴生在其他矿藏之中,只能随挖掘主金属矿床时在选冶中加以归纳收回和运用。 稀散金属具有极为重要的用处,是今世高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与其他有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新式功用材料及有机金属化合物等,均需运用共同功用的稀散金属。用量尽管不大,但至关重要,缺它不行。因此广泛用于今世通讯技能、电子计算机、宇航、医药卫生、感光材料、光电材料、动力材料和催化剂等职业。 稀散金属在自然界中首要以涣散状况赋存在有关的金属矿藏中,如闪锌矿一般都富含镉、锗、镓、铟等,单个还含有、硒与碲;黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿常常富含、硒及碲,单个的还富含铟与锗;方铅矿也常富含铟、、硒及碲;辉钼矿和斑铜矿富含铼,单个的还富含硒;黄铁矿常富含、镓、硒、碲等。现在,尽管已发现有近200种稀散元素矿藏,但因为稀疏而未富集成具有工业挖掘的独立矿床,迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿,但矿床规划都不大。 我国稀散金属矿产资源比较丰富,已探明有稀散金属矿产储量的矿区:锗矿散布在11个省区,其间广东、云南、吉林、山西、四川、广西和贵州等省区的储量占全国锗总储量的96%;镓矿散布在21个省区,首要会集在山西、吉林、河南、贵州、广西和江西等省区;铟矿散布在15个省区,首要会集在云南、广西、内蒙古、青海、广东;矿散布在云南、广东、甘肃、湖北、广西、辽宁、湖南等7个省区;硒矿散布在18个省区,首要会集在甘肃,其次为黑龙江、广东、青海、湖北和四川等省区;碲矿散布在15个省区,首要会集在江西、广东、甘肃;铼矿散布在陕西、黑龙江、河南和湖南、湖北、辽宁、广东、贵州、江苏9个省。
纳米技术与纳米材料:防晒化妆品中的纳米二氧化钛
2019-01-03 10:44:18
由太阳辐射出来的光线中,存在有大约5%的波长≤400 nm 的紫外线 。太阳光中的紫外线 , 按其波长可以分为:波长为320 nm~400 nm的长波紫外线,称为A型紫外线 (UVA);波长为 290 nm~320 nm 的中波紫外线, 称为B型紫外线 (UVB)以及波长为200 nm~290 nm的短波紫外线, 称为C型紫外线。
由于紫外线波长很短, 能量颇高,它的破坏力很大, 长时间照射到身体上会损害人的皮肤, 造成炎症或晒伤, 严重的会产生皮肤癌 。中波紫外线UVB是引起皮肤发生炎症和晒伤的主要因素。
1、纳米TiO2屏蔽的原理
TiO2是一种N型半导体 ,用于防晒化妆品中的纳米TiO2晶型一般为金红石型 , 它的禁带宽度为3.0 eV,当波长小于400nm 的紫外线照射 TiO2时,价带上的电子可吸收紫外线而被激发到导带上,同时产生电子 -空穴对,因此 TiO2 具有吸收紫外线的功能。由于纳米 TiO2粒径小,粒小数众多,这样阻挡或截获紫外线的几率就大大增加。
2、防晒化妆品中纳米TiO2的特点
2.1、紫外线屏蔽效率高
防晒化妆品的紫外线屏蔽能力用日光防护系数(SPF 值)来表示,该值越大,防晒效果越好。涂有防晒产品的皮肤(PS)产生最低可测红斑所需的能量与未使用防晒产品的皮肤产生相同程度红斑所需能量之比。
由于纳米 TiO2既吸收紫外线又散射紫外线, 因此国内外均把其作为最理想的物理防晒剂,通常情况下纳米TiO2屏蔽 UVB 的能力为纳米 ZnO 的3倍~4倍。
2.2、适宜的粒径范围
纳米TiO2 屏蔽紫外线是由其吸收能力和散射能力共同决定的,纳米TiO2的原始粒径越小吸收紫外线能力越强。根据Rayleigh光散射定律,纳米TiO2对不同波长紫外线的最大散射能力则存在一最佳原始粒径。实验也表明,紫外线的波长越长,纳米 TiO 2对它的屏蔽性越取决于对它的散射能力;波长越短,对它的屏蔽性越取决于对它的吸收能力。
2.3、优异分散性和透明性
纳米TiO2原始粒径在100 nm 以下,远小于可见光的波长,理论上纳米TiO2在完全分散的情况下可以透过可见光,因此是透明的。由于纳米TiO2的透明性,其加入防晒化妆品中不会对皮肤产生遮盖作用。因此,可以显现自然的肌肤美,透明性是防晒化妆品中纳米TiO2的重要指标之一。事实上,纳米TiO2在防晒化妆品中是呈透明性但并非完全透明,这是因为纳米TiO 2 的粒子小、比表面积大、表面能极高,很容易形成团聚体,从而影响产品的分散性和透明性 。
2.4、良好的耐候性
防晒化妆品用的纳米TiO2要求具有一定的耐候性(特别是耐光性),因为纳米TiO2的粒子小、活性大,吸收了紫外线后会产生电子-空穴对,部分电子-空穴对会迁移到表面导致纳米 TiO 2 表面吸附的水产生原子氧和氢氧自由基,氢氧自由基具有很强的氧化能力,会使产品变色和因香料分解而发生异味 。因此, 必须在纳米TiO2 表面包一层或多层透明的氧化硅、氧化铝和氧化锆等隔离层以抑制其光化学活性。
3、纳米TiO2的种类和发展趋势
3.1、纳米TiO2粉体
这种纳米TiO2产品以固体粉末的形式出售,根据纳米TiO2的表面性质可分为亲水性粉体和亲油性粉体。亲水性粉体用于水性化妆品中,亲油性粉体用于油性化妆品中。亲水性粉体一般通过无机表面处理得到。这些国外纳米TiO2粉体大都根据其应用领域而经过专门的表面处理。
3.2、肤色纳米TiO2
由于纳米TiO2粒子细 、易散射可见光中波长较短的蓝色光,当加入防晒化妆品中会使皮肤呈蓝色调,看上去不健康。为了配成皮肤色,早期往往要向化妆品配方中加入氧化铁一类红色颜料 。但由于纳米TiO2与氧化铁在密度上和与基料之间的润湿性上的差异,往往会发生浮色。
4、我国纳米TiO2生产状况
我国纳米TiO2的小试研究非常活跃, 理论研究水平已达世界先进水平, 但应用研究和工程化研究相对落后,许多研究成果无法转化为工业化产品。我国的纳米TiO2 的工业化生产始于 1997 年,比日本晚 10多年。
制约我国纳米TiO2产品质量和市场竞争力原因有2个:
①应用技术研究滞后
应用技术研究需要解决纳米TiO2在复合体系中的添加工艺、效果评价等问题。纳米TiO2 在许多领域的应用研究还没有完全展开,某些领域例如防晒化妆品领域的研究仍要继续深化。应用技术研究的相当滞后造成我国纳米TiO2 产品无法形成系列化牌号以适应不同领域的特殊要求。
②纳米 TiO2的表面处理技术有待进一步深入研究
表面处理包括无机表面处理和有机表面处理,表面处理技术是由表面处理剂配方、表面处理工艺和表面处理设备组成。
5、结束语
防晒化妆品中纳米TiO2的透明性、紫外线屏蔽性能、分散性和耐光性是判别其质量优劣的重要技术指标 , 纳米TiO2的合成工艺和表面处理方法是决定这些技术指标的关键。
锌硒宝价格
2017-06-06 17:49:51
锌硒宝是以通过生物转化的锌硒碘蛋白质粉为主要原料,辅以淀粉、甜菊糖甙、明胶等加工而成的保健食品。锌硒宝大多以锌硒宝片的形式出售,价格在100/瓶左右.锌硒宝富含锌、硒、碘等多种微量元素,它能增强人体免疫功能,提高人体血清锌、硒的浓度,具有促进食欲、提高抗感染能力、促进体弱多病者康复的作用。锌是人体内酶的重要组成部分,直接影响到核酸及蛋白质的合成,对儿童的生长发育起着关键作用。缺锌会导致生长矮小、生殖器发育不良、智力发育差等。牛羊肉、瘦猪肉、蛋黄中的含锌量较高。硒作为谷胱甘肽过氧化酶的成分,具有抗氧化作用;调节免疫、抗肿瘤作用。硒缺乏症又叫克山病,是因硒缺乏造成的骨骼肌、心肌及肝脏变质性病变为基本特征的一种营养代谢病.微量元素的作用,协助普通元素的输送,例如铁是血红蛋白的一个重要部分,血红蛋白之所以能把氧带到全身每一个细胞去,主要是依靠铁;微量元素为酶的活性不可缺少的因子,有些是酶的激活剂,如锌离子能激活肠磷酸酶及肝、肾过氧化氢酶,为胰岛素合成所必需;参与激素的作用;一些微量元素能影响核酸代谢,儿童正处于生长发育时期,除了需要更多的碳水化合物、脂肪、蛋白质等营养素外,还需要一定量的铁、锌、铜等等。其中尤为铁、锌最为重要。铁的摄入量不足,会发生缺铁性贫血,轻度缺铁的儿童注意力会明显降低,进而影响学习。缺锌会影响骨骼生长和性发育,表现为食欲不振、味觉不灵敏,身高体重都赶不上正常的儿童。因此,儿童的饮食一定要多样化,以保证充足的营养成分.
浅谈非金属矿物纳米化的方法和原理
2019-01-04 15:16:49
对于大部分非金属矿物材料来讲,在传统工艺技术下,其粒径均是在微米量级以上,在这一量级以上的材料保持着传统的物理、化学、磁、电等特性,但一进入纳米级,材料的物理和化学性质则产生巨大的变化,一些有关纳米的特性也会随之而来。
目前,非金属矿物纳米化是非金属纳米矿物材料研究的基础和重点,已渐成为国内外学者研究的焦点,本文就非金属矿物的纳米化方法及原理作简要的概述,望对业内人士有一定的启发和帮助。
一、非金属矿物纳米化的方法
非金属矿物纳米化过程中仍存在许多尚未解决的难题,制备方法种类不多,一般分为物理法和化学法,具体制备方法和分类如下:
非金属矿物纳米化的方法及其分类
二、非金属矿物纳米化的原理
1、机械化学的定义及应用
日本学者神保元二指出:在粉碎过程中,同时存在固体表面结晶构造的变化,并且进行着化学的变化和物理化学的变化。在粉碎机械操作过程中产生的物质化学变化,称为机械化学。
机械化学法在材料学中的应用集中体现在以下几个方面:控制烧结性、电磁材料的研制、催化剂特性的变化、超细粉体的制备、粉体的表面改性、功能粉体合成、机械合金化、生物陶瓷材料的合成制备、晶型转变、环保材料的处理和制备等。
2、机械化学在超细粉碎过程中的原理及应用
由下表所示,随着微粒粒径的减小,所需机械破碎的碰撞速度显著提高。因此,采用加速碰撞的机械破碎法制备超细微粒是有限度的。目前,效果较好的气流粉碎机,平均粒径也只能超细到1µm左右。
而机械化学法通过在超细粉碎中产生的化学反应,不仅可以提高粉碎的效率,更能够突破极限,进一步减小微粒的粒径。因此对于非金属矿物来讲,是目前较为可行的纳米化方法之一,更是其纳米化发展的方向。
3、业内人士对机械化学作用的几点看法
机械化学作用对物质性质的影响在合成化学、表面化学、固体化学和材料科学的研究中都有反映,但表现形式有所不同。尽管目前对机械能的作用和耗散机理还不清楚,对众多的机械化学现象还不能定量和合理地解释,也无法明确界定其发生的临界条件,但对超细粉碎过程中机械化学作用的较一致的看法是:
1)形成表面和体相缺陷;
2)表面结构及化学组成发生变化;
3)表面电子受力被激发产生等离子体;
4)表面键断裂引起表面能量变化;
5)晶型转变;
6)形成纳米相复合层及非晶态表面;
7)机械化学作用有可能诱发在通常热化学条件下难以或不能进行的反应。
三、几种非金属矿物的纳米化改性
1、 电气石纳米化改性
目前,电气石的纳米化的研究不是很多,衫原俊雄等把直径为300nm的电气石微粒加入纤维丝中,可促进血液循环有效增强人体的生理功能;日本东京大学教授将100nm的电器石微粒混入纤维原料并制成织物。国内吴瑞华用0.3~10µm的电气石微粒与多孔材料载体制成一种电磁屏蔽材料;戴彦彤发明了利用电气石微粒和远红外粉发明了一种负氧离子远红外保健之物。
2、 磷酸铁锂的纳米化改性
磷酸铁锂纳米化后可以改善电子传导率,改善锂离子扩散速率,还可以提高比表面积,除此之外,纳米磷酸铁锂还有许多优势:
提高材料活性,促使一些难以进行的电极反应
可以改变锂离子和电子的化学势,造成电极电位的变动
扩大固熔体构成的范围,增强材料承受体积应力的能力
研究表明,以无机三氧化二铁为铁源得到的是磷酸铁锂颗粒,而以有机柠檬酸铁为铁源得到的是纳米级小颗粒,通过两种铁源的合理配比,可以使纳米小颗粒填充到大颗粒中,达到提高材料振实密度的目的。
结语
纳米非金属矿物的应用研究表明,由于纳米颗粒表面独特的性质,非金属矿物纳米化具有极好的应用前景,但是,困难还是存在于纳米颗粒间的有效分散方面。如果不能有效地将纳米颗粒分散于基体材料中,非金属矿物的纳米化优势往往就体现不出来,其有效利用还有待于业内专家的共同探讨与努力。
纳米硬质合金材料的工业化应用前景
2019-01-03 09:37:04
纳米技术是近年来发展迅速的一门新兴技术。当材料的晶粒尺寸达到纳米级,就会产生许多特异性能。由于纳米材料具有较大界面,界面上的原子排列相当混乱,在外力变形条件下极易迁移,因此使材料表现出良好的韧性与延展性。纳米刀具材料的显微结构物相具有纳米级尺度,由于尺寸效应的作用,晶界面积增大,抗裂纹扩张阻力提高,从而可获得优异的力学性能(如断裂韧性、抗弯强度、硬度等),表现出良好的切削性能。
由于生产工艺不成熟、价格昂贵以及烧结过程中纳米晶粒容易发生疯长等原因,迄今世界上还没有一家公司实现100nm粒度硬质合金材料的工业化规模生产。因此,纳米硬质合金材料的工业化应用还有待时日。但是人们发现,在细晶粒硬质合金基体中加入纳米颗粒,也可使硬质合金基体材料的硬度、韧性等综合性能有较大提高。因此,采用纳米复合强化是改善细晶粒硬质合金材料性能的有效途径。
纳米复合强化机理主要是因为弥散在硬质合金基体材料中的纳米颗粒具有弥散增韧作用。当在基质材料中加入高弹性模量的第二相粒子(纳米颗粒)后,这些粒子在基质材料受到拉伸作用时将阻止横向截面收缩,而要达到与基体相同的横向收缩,就则增大纵向拉应力,这样就可使材料消耗更多能量,起到增韧效果。同时,高弹性模量颗粒对裂纹可起到“钉扎”作用,使裂纹发生偏转、绕道,从而耗散裂纹前进的动力,起到增韧作用。此外,弥散在硬质合金基体材料中的纳米颗粒可抑制硬质合金晶粒在烧结过程中的长大,综合提高硬质合金材料的机械性能。