爆轰合成氧化钛方法研究现状
时间:2017-05-30 10:07 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 二战以来，人们在爆炸理论，爆炸技术，爆炸效应和材料对爆炸载荷的响应等方面的研究，以及对毫秒级甚至微秒级瞬变过程探测和观察手段的建立，为爆炸加工奠定了坚实的理论和实验基础；另一方面，疯狂的军备竞赛导致诸如原子能，航天等许多尖端军工产业的出现，这些新兴的军工企业往往要求加工许多形状奇特而复杂的零部件，生产批量小，要求精度高，传统的加工手段和设备无力进行加工。一些军工企业为了自身需要开始把注意力转移到利用受控爆炸进行某些特殊加工作业上来。开始试验性的研究，后经推广应用，逐渐形成一批专业企业的部门专门从事爆炸加工作业或技术研究工作。尤其是高速摄影技术的发展加上计算机等技术的进步，在上个世纪50年代后期为金属高能率加工技术奠定了理论和实践基础。当时用炸药进行的加工技术主要包括爆炸成形，爆炸硬化，爆炸拉伸，爆炸校形和爆炸雕刻等，后来逐渐发展到爆炸焊接，爆炸粉末压实和爆轰合成等许多领域。9357 很早，人们发现炸药可以用来做金属加工。仅在过去的几十年，几乎整个工业界都在利用炸药做金属加工。粉末的高密度压实，切割，金属部件的变形，剪切，冲压，加入，焊接和金属喷镀，等方面都是炸药做金属加工的领域。用高压冲击的方式做材料合成的想法源于1956年到1966年萌生的针对凝聚态物质的可控爆轰冲击压缩技术，并将材料加工提到了前所未有的境界。爆轰法制备材料也属于炸药的新应用。Riabinin[12]最早使用了现代冲击压缩工艺来影响凝聚态物质中的化学反应，之后很多研究人员开始开发相似的实验项目。 对于爆轰法合成材料的早期研究，首先要对爆轰法制备超细金刚石粉（UFD）进行综述。合成金刚石的研究起源于DuPont[13]对爆轰合成方法的探索。1961年，Decarli[14]采用冲击压缩法使石墨发生相变合成了UFD。 DeCarli和Jamieson[15]成功完成用石墨合成金刚石的实验，为后续的爆轰法合成材料研究奠定了基础。Staver[16]于1984年首先声称用爆轰法合成了超细金刚石的实验。在1990年，Beloshapk[17]等人记述了使用炸药提供能量输出的制备超细金属氧化物的方法。 中科院力学所邵丙璜等[18]人开展了长达8年的爆炸合成金刚石研究，取得了颇具特色的成果。并在1993年建立了我国第一家规模化生产的爆炸合成金刚石厂。产品为“Carbonado”型聚晶金刚石微粉，随后北京理工大学，西北核技术所，中国工程物理研究院和中科院兰州化学所等也先后开展了合成超微金刚石的研究工作。80年代，德国科学家也开始了爆轰合成超微金刚石等的研究工作。1990年，Beloshapk等[19]报道了利用炸药作为能量进行合成氧化物的合成方法。2005年，杨世源等[20]以Ti(C4H9O)4为原料，结合冲击技术和溶胶一凝胶技术制备出了金红石相氧化钛粒子。 爆轰法是一种廉价，易于控制工艺参数，接近气相合成的方法。作为一种全新的合成技术，它凭借操作简单，成本低廉，适于合成多种单质，氧化物以及复合氧化物，适用范围广的特点受到了研究者的广泛研究。从爆轰合成技术本身来讲，可以解决廉价，无污染，大量合成纳米氧化物，纳米复式氧化物的问题。爆轰合成不需要额外能耗，爆轰产物通过化学配平方式生成N2，H2O和CO2等来实现减少环境污染的目的。同时爆轰合成的纳米粒子实际上是在高压高密态的气体中快速生成的，并随后续的爆轰气体一起高速膨胀，易于制备分散性较好的纳米粒子。同时，通过调整炸药的密度，药剂配比，添加敏化剂等手段能够实现对爆轰参数的控制，进而控制纳米粉体的生产工艺和纳米粉体的尺度，晶型和成份组成，实现合成纳米粉体的人为控制与选择性合成。 (责任编辑：qin) |