二、液相法
液相法是目前实验室以及工业上广泛采用合成高纯微粒纳米粉体的方法,原理主要是先选择一种或几种可溶性金属盐类,按所制备的材料的成分计量配制成溶液,使各种元素呈离子态或分子态分布,再加入一种适当的沉淀剂,将离子均匀沉淀或结晶出来,沉淀物或结晶物经过最后的脱水或加热分解处理后制备出纳米粉。用这种方法所制备的纳米粉体组成极为均匀、纯度又高,缺点主要就是溶液中形成的粒子在干燥过程中,团聚程度高,分散性较差。用液相法来制备纳米微粒的工艺相对比较简单,而且我们可以掌控生成的粒子大小。
三、机械合金法
这个方法也被称为高能球磨法。通过这个方法,再加上适当的条件可以获得纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。这个方法已经成为制备纳米金属材料的一个重要方法,其显著特点是产量高,成本低,工艺不算复杂,可以实现产业化。产生的问题主要是在研磨过程中易引入杂质,造成污染,纯度降低,难以得到洁净的纳米晶体界面。
1。2。3 金属纳米材料的性能与应用
一、熔点降低
纳米金属的熔点比普通金属的熔点低很多,比如纳米Au的熔点比Au低了将近700℃,纳米Ag的熔点也是比Ag金属低了有800℃。也正是纳米金属熔点降低的缘由,使得纳米金属可以在低温烧结的情况下制成合金,也可以使两两不互溶的金属冶炼成合金,在冶金业有着独特的优势和深远的影响。举例来说,在W颗粒中加入0。1%-0。5%的纳米镍粉,可以将烧结温度降低到1200℃[6]。
二、硬度增加、抗断裂应力提高
纳米金属的硬度比普通金属的硬度高很多,合金材料也是如此。举个简单例子,纳米钢比普通钢有着更高的硬度和抗断裂能力。M50就是这样一种钢,主要用于航空发动机的耐高温轴承,需要在高温条件下还保持很高的硬度和良好的切削加工性能,传统M50钢根本是不可能实现的。所以对于纳米M50钢的研究是刻不容缓的,这将会对航空工业的发展造成深远的影响[7]。
三、金属纳米材料的光学性质与应用
对于金属纳米粒子而言,其基于表面等离子体共振(SPR)的光学性能是非常重要的。由SPR光学原理可得,当入射光照在金属膜表面时,入射光的大部分能量会被表面等离子波吸收,导致在金属和介质之间的界面产生很强的电磁场。这就是SPR对物质结合检测的基本原理,也是金属纳米粒子在光学传输、检测的应用基础。Ag纳米材料的SPR性能就是通过UV光谱来表示的,通过UV光谱我们也可以绘制出Ag纳米材料的一个大概形貌。所以借助UV光谱上的信息来研究金属纳米材料的大概形貌是一个不错的方法。
四、金属纳米材料的电学性质与应用
当金属粒子尺寸达到纳米量级时,它的电阻、电阻温度系数会发生很大变化。比如Ag是一种良导体,但是当Ag粒子尺寸处于10~15nm范围内时,它的电阻会突然升高,导电率下降。这是由于当纳米金属的尺寸小于电子平均自由程时,会发生电子表面的漫散射,使得金属纳米材料的导电率随尺寸变小而下降。
五、金属纳米材料的热学性质与应用
前面已经讲过,不管是纳米银还是纳米金,它们的熔点要比普通金属低得多。这是因为纳米粒子的表面原子数多,活性大,熔化时所需要的能量低。其实不仅仅是熔点,纳米粒子的烧结温度和晶化温度均比常规粉体低。这一切热学性质的显著变化都是来源于纳米材料的表面效应(表面原子数多,表面能高)。
1。3 铁磁转变