直流氢电弧蒸发法制备金属纳米Ni粉和Cu粉的研究

采用自行设计的直流氢电弧等离子体蒸发设备,通过正交试验,系统研究了H2/Ar、电流和压力对纳米Ni粉和Cu粉制备产率、结构及粒度的影响。发现:(1)该设备能够制备出纳米级的Ni粉和Cu粉,且产率有了很大的提高,Ni粉最大产率提高了24倍,Cu粉的最大产率提高了203.7倍;(2)各因素对两种粉体制备产率影响的显著性顺序为:φ(H2)/φ(Ar)-电流-压力;对Ni粉平均粒径影响的显著性顺序为:φ(H2)/φ(Ar)-压力-电流;对Cu粉平均粒径影响的显著性顺序则为:压力-φ(H2)/φ(Ar)-电流;(3)所制备的纳米Ni粉和Cu粉为多晶型;Ni粉的平均粒径在20～65nm范围内;Cu粉平均粒径为23～141nm;制备的Ni粉中不含杂质,纯净度很高,但是Cu粉中含有一定量的CuO杂质;(4)设备内腔的冷却环境对控制极大粒度粉体的生成和粉体粒度分布具有重要影响。

等离子体法制备纳米Ni粉中热泳问题及其影响

利用等离子体法制备金属纳米镍粉。发现收集系统效率偏低,且平均粒度越小的粉末收得率越低。分析表明,对于纳米粒子不等温流场中的气固两相流输运过程,粒子沉降由重力沉降过渡到热泳沉降；粒子平均粒度从10μm下降到50nm时,热泳力与重力、马格纽斯升力的比值分别从0．07和0．02上升到2820和945,即热泳力因素占主导地位：温度梯度越大,粒子平均粒度越小,则热泳影响越显著,这是影响收得率的决定性因素。

微波-磁性纳米Ni粉对稠油破乳效果的pH值响应性

通过瓶试法研究了不同pH值下有/无微波辐射时磁性纳米Ni粉对稠油水包油(O/W)型乳状液破乳效果的影响规律,在此基础上,结合油滴形貌和分布以及乳状液表观黏度揭示了微波-磁性纳米Ni粉破乳效果的pH值响应行为机理。结果表明:当pH值相同时,单纯磁性纳米Ni粉和微波-磁性纳米Ni粉作用下的乳状液的分水率都随着磁性纳米粒子浓度的增加先上升后下降;与此同时,磁性纳米Ni粉与微波具有协同破乳的作用,且随着pH值增大,微波与磁性纳米Ni粉的耦合作用先减弱后增强,在pH值为3时两者的耦合作用最强,该条件下乳状液的分水率在30 min时达到102.63%。

纳米Ni粉填料对聚硅氮烷连接SiC陶瓷接头性能的影响

研究了活性填料纳米Ni粉对陶瓷先驱体聚硅氮烷连接反应烧结SiC陶瓷接头性能的影响,同时与惰性填料纳米SiC粉及活性填料微米Ni粉进行了对比,指出填料的种类及颗粒度对连接强度均有较大影响。活性填料纳米Ni粉的加入可减少连接层内的孔隙和裂纹,同时还可以与聚硅氮烷的裂解产物及母材发生反应,促进聚硅氮烷的裂解,从而降低连接温度,提高连接强度。当连接温度为1200℃时,其最大抗弯强度达到251.6MPa。微观研究表明,连接层结构较为均匀致密,且与母材间界面结合良好。惰性填料纳米SiC粉对连接强度没有明显改善。微米Ni粉因不能与先驱体形成均匀的连接层而导致连接强度降低。

氢气含量对电弧等离子法制备纳米Ni粉影响的研究

采用电弧等离子法在惰性气体氩气和氢气中制备得高纯纳米Ni粉。研究结果表明:在一定电流(185A)下,产率随氢气与氩气比率的增大先增大后减小,当氢气与氩气比为1∶1时产率达到最大值,其值为9.7g/h;而粒度随氢气与氩气比率的增大逐渐增大,当氢气与氩气比达到3∶2时,粒度增大减缓,最大平均粒径为52nm。由SEM扫描图知,该法制备的粒子为球形颗粒,表面光洁。X射线衍射(XED)分析知,该方法制备的Ni粉与标准卡片4-850的镍基本一致,说明是FCC结构。

纳米Ni粉对肉桂醛选择性加氢反应性能研究

文章采用固相法合成纳米Ni粉,通过XRD、XPS、TEM、SEM和IR等测试手段对其结构进行了表征,并对纳米Ni粉进行掺杂贵金属Pt、Pd改性,以肉桂醛选择加氢反应为探针反应,考察催化剂的催化加氢性能。研究结果表明,固相法合成的纳米Ni粉为高纯度、粒径分布均匀的纳米颗粒,平均粒径为24 nm。对纳米Ni粉和改性的纳米Ni粉的催化加氢性能的考察结果显示,上述催化剂催化肉桂醛加氢反应的催化能力表现为:Pd掺杂的纳米Ni粉>纳米Ni粉>Pt掺杂的纳米Ni粉。

乙二醇中纳米Ni粉的合成

以乙二醇为溶剂,用还原法制备了纳米Ni粉。实验产物经XRD分析实验证实为粒度约为20nm的面心立方结构的纳米Ni粉。制备过程中反应阶段可以根据颜色变化来推断,纳米颗粒的尺寸与反应物的浓度、催化剂的浓度有直接的关系。在制备的过程中,乙二醇对纳米Ni粉的分散效果很显著。

纳米Ni粉的制备及其微结构的X射线衍射研究

介绍了表征和研究面心立方纳米材料微结构的一般理论与方法。研究不同温度下β—Ni（OH）2热分解生成纳米NiO粉和在不同温度下氢还原NiO获纳米Ni粉的微结构，结果表明，NiO中存在微晶一层错二重宽化效应，微晶尺度随温度升高而迅速长大，当T〉800℃，可长至数百纳米至微米量级，层错几率f随温度升高而明显降低，用球磨可使晶粒细化并引入微应变；在不同温度下还原NiO所得Ni粉的平均晶粒度比同温度下分解得到的NiO的晶粒度小，且随还原温度的升高晶粒会增大。

微波辐射合成纳米Ni粉及其催化性能研究

采用微波协助加热的联氨还原工艺快速合成了纳米Ni粉,并利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面仪(BET)等测试方法对其结构、形貌和比表面积进行了表征,并用差热分析法(DTA)研究了纳米Ni粉对高氯酸铵(AP)热分解的催化效果。结果表明,微波合成工艺法不仅速度快、反应条件简单、重现性好,而且所得的纳米Ni粉结晶好、分散性好,比表面积大。当其质量分数5%时,可使AP的高温分解峰温度降低了99.25°C,表观分解热增加了960 J/g,表现出对AP热分解具有显著的催化性能,明显优于传统水浴加热法所制得的纳米Ni粉催化剂。

纳米Ni粉对Cu粉末烧结性能的影响

研究了纳米Ni粉对Cu粉末烧结性能的影响。研究表明:由于添加1%纳米Ni粉中的NiO未被完全还原,而且纳米Ni粉本身还有被CuO氧化成NiO的可能,因而纳米Ni粉在Cu粉末烧结过程中未能起到活化烧结的作用。相反,添加1%纳米Ni粉后还降低了Cu粉末烧结性能。

纳米Ni粉和LaNi5添加量对Ti1.8(VFe)CrNi0.2储氢合金组织结构与电化学活化性能的影响

通过球磨法分别制备了Ti1.8(VFe)CrNi0.2+xwt%Ni(x=25,50,100)和Ti1.8(VFe)CrNi0.2+5wt%Ni+ywt.%LaNi5(y=5,10)复合材料,并研究了纳米Ni粉和LaNi5合金对Ti1.8(VFe)CrNi0.2合金微观组织、活性和放电容量的影响.结果表明,在Ti1.8(VFe)CrNi0.2+50wt%Ni+5wt%LaNi5复合材料中,在首次循环后比容量达到384mAh/g,高于Ti1.8(VFe)CrNi0.2+5wt%Ni复合材料的316mAh/g,证实了纳米Ni粉对该合金首次活化的重要作用,而LaNi5则抑制了非晶相生成,显著提高了比容量,表明了添加复合纳米Ni粉和LaNi5是改善Ti1.8(VFe)CrNi0.2合金活化和放电容量的有效方法.

采用聚硅氧烷SR355与纳米Ni粉混合物连接无压烧结SiC陶瓷

无压烧结SiC陶瓷(SSiC)是重要的高温结构材料,连接技术是扩大其应用范围的关键技术之一。将活性填料纳米Ni粉添加到聚硅氧烷SR355中制成连接材料,通过反应成形连接工艺连接SSiC。研究了纳米Ni粉对SR355的裂解过程和陶瓷产率的影响,同时也研究了填料含量和连接温度对连接件强度的影响。结果表明,纳米Ni粉的加入促进了SR355的裂解并提高了其陶瓷产率。当纳米Ni粉含量为1%(质量分数)、连接温度为1050℃时,连接件经3次浸渍增强处理后的连接强度达到最大值。微观结构研究表明,连接层均匀致密,且与母材间界面结合良好,界面处发生了元素的扩散,纳米Ni粉在连接过程中参与了化学反应并促进了界面结合。

纳米Ni粉对Cu粉末烧结性能的影响

本文研究了纳米Ni粉对Cu粉末烧结性能的影响。研究表明：由于添加1％纳米Ni粉中的NiO未被完全还原，而且纳米Ni粉本身还有被CuO氧化成NiO的可能，因而纳米Ni粉在Cu粉末烧结过程中未能起到活化烧结的作用。添加1％纳米Ni粉后降低了Cu粉末烧结性能。

等离子弧流溅射法制备纳米镍粉中的氢作用机制

在自由弧中利用含熔融氢的等离子射流直接作用于自耗Ni 阳极,制备了金属纳米镍粉末。发现工作压力影响并不遵循一般真空蒸发规则,判断氢的加入才是影响制粉产率的关键因素,氢气氛加入能大幅提高制粉产率;提出“微气相分子蒸发”机制阐述氢作用原理,并解释产率与气相中氢分压同步增长的原因。

纳米镍粉颗粒表面氧化物的测量

纳米Ni粉表面的氧化物覆盖度和氧化物组分是重要参数。报道了Ni粉XPS分析结果和测量计算方法。XPS结果表明,某工艺制备的纳米Ni粉表面含有NiO和Ni(OH)2,并计算得到了表面氧化物覆盖度。比较不同粒径纳米N i粉的结果发现,其表面氧化物的覆盖度变化不大,但氧化物的组成相差较大。