噴嘴在納米材料制備應(yīng)用
時間：2023-03-01
由于納米微粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)常規(guī)材料不具備的特性,因此納米微粒在磁性材料、電于材料、光學(xué)材料、高致密度材料的燒結(jié)、催化、傳感陶瓷增等方面有廣闊的應(yīng)用前景。正如 20世紀(jì)70 年代微米技術(shù)一樣,納米技術(shù)將成為 21 世紀(jì)主導(dǎo)技術(shù)。社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興和國家安全對高科技的需求越來越迫切,元器材的超微化、高密度集成和高空間分辨要求材料尺寸越來越小,性能越來越高,納米材料將充當(dāng)重要角色。
目前國內(nèi)書刊資料中介紹的幾十種制備納米微粒(含纖維、薄膜)方法可分三類:氣相法、液相法和高能球磨法。其中液相法包括了三種噴霧法:霧化干燥法、霧化水解法和霧化焙燒法。它們共同的特點(diǎn)是將溶液通過各種物理手段進(jìn)行霧化獲得超微粒子，是一種化學(xué)與物理相結(jié)合的方法。三種噴霧法是根據(jù)霧化和凝聚過程區(qū)分的。
1. 噴霧干燥法：將金屬鹽水溶液送入霧化器，由噴嘴高速噴入干燥室獲得金屬鹽的微粒，收集后進(jìn)行焙燒成需要的超微粒子。例如將鎳、鋅、鐵的硫酸鹽的混合水溶液噴霧，獲得了10~20um混合硫酸鹽球狀粒子，經(jīng)1073 ~ 1273K 高溫焙燒，即可獲得200nm 的超微粒子。
2. 霧化水解法：將一種鹽的超微粒子，由惰性氣體載入含有金屬醇鹽的蒸汽室，金屬醇鹽蒸汽附著在超微粒的表面，與水蒸氣反應(yīng)分解后形成氫氧化物微粒，經(jīng)焙燒后獲得氧化物的超細(xì)微粒。此法可獲得純度高、分布窄、尺寸可控微粒。例如高純度氧化鋁微粒的制取就采用此法。
3. 霧化焙燒法： 它是將金屬鹽溶液經(jīng)壓縮空氣由窄小噴嘴噴出而霧化成小液滴，霧化室溫很高，使金屬鹽小液滴熱解生成超微粒子。例如硝酸鐵和硝酸鋁混合液采用此法可合成錢、鋁夾品石溶劑是水和甲醇的混合液，粒徑大小取決于鹽的濃度和溶劑濃度，粒徑為亞微米級(0.1~1μm)，它們由幾十納米的一次顆粒組成。
噴霧干焙法和霧化焙燒法也統(tǒng)稱為噴霧熱解法，它已成為目前納米超微材料制備的主要工藝成功地制備出氧化鐵、氧化鋅、氧化錯等陶瓷微粉并且擴(kuò)展到多組元復(fù)合氧化物等高溫超導(dǎo)材料,以及非氧化物粉體。
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