3。1 前驱体的组织结构分析。。。。。。。11
3。2 纳米多孔结构表征。。。12
3。3 去合金化时间和去合金化温度的影响。。。。。。。14
3。4 溶液浓度的影响。。。。。。。。。。。17
3。5 表面扩散系数的估算。。。。。。。18
结论。。。。21
致谢。。。。22
参考文献。。。。23
1 引言
非晶态合金是一种新型的材料,在近几十年里发展非常迅速,因为相对于晶态合金来说,非晶态合金在强度、韧度和耐磨性,方面有着很大的优势。同时,非晶合金还表现出了优异的热学性能以及耐蚀性能。它的这些出色的性能引起了全世界范围内的关注度,也因此促进了这种材料本身的快速发展。
本课题主要研究用去合金法由非晶材料制备的纳米多孔金属及其性能。纳米多孔金属材料的特点是均匀多孔结构,并且,这些多孔是开放式的,在形貌上和海绵有些类似,当然,纳米多孔材料的孔隙率(孔体积分数)要低很多,一般会在50-80%之间。这一类材料由于其结构均匀可调,而且大大减少了晶界、杂质等的影响,在研究材料本征的物理特性如电学、热学、机械特性等随着材料结构单元变化的影响方面有非常大的前景。此外,纳米多孔金属材料凭借其结构的连续性、优异的导电以及导热的性能,还有较高的比表面积,成为了新型电极材料在新能源技术等领域中的应用的基础。论文网
1。1 纳米多孔材料
1。1。1 纳米多孔材料的研究现状
纳米多孔材料指的是孔径尺寸为纳米量级的多孔材料,和传统的多孔材料相比,纳米多孔材料的孔径尺寸更小,比表面积也更高,不仅拥有纳米材料的优良性能,还具备并超出了传统多孔材料的可应用范围。近期研究发现,纳米多孔材料具有独特的双连续结构特征,更高的比表面积,同时兼有各种优良的物理以及化学和机械的性能,开拓了多孔材料应用空间的广度和深度,因而受到广泛的关注。
通过多方面的研究,纳米多孔材料在催化,驱动,生物检测,传感器,热交换和光学方面有着非常广阔的应用前景,在ICF靶材研究中,纳米多孔材料应用在双壳层靶中,它可以作为靶材或零件,负责靶壳内部的支撑,实验证明,它能够非常有效的改善氘氚燃料以及高质子内壳的界面流体力学方面稳定性不够的问题。同时,纳米多孔金具备非常优良的化学稳定性,较高的屈服强度以及较高的比表面积等优点,所以拥有极佳地对CO-CO2催化的功能,这隐性地预示了催化材料的又一次变革。而且,纳米多孔材料对环境也非常友好,以蛋白石为结构模板制备的一系列多孔材料属于光子晶体的范畴,未来可能会推进光子技术领域的。
1。1。2 纳米多孔材料的制备方法
目前来看,纳米多孔材料的制备方法大体上分为以下几种:金属粉体烧结法、模板法、去合金化法、斜入射沉积法等。
金属粉体烧结法是较为传统的制备多孔材料的方法,是通过把一定尺寸的金属粉末压入模具中,然后进行高温烧结来得到多孔烧结体的一种方法。通过此方法得到的多孔材料空隙一般在40-60%,一般被广泛应用于国防军工、石油化工、能源环保、生物制药等产业。近年来,粉体烧结法也在朝着小尺寸化以及纳米化的方向发展。用粉体烧结法获得纳米级的多孔材料有两种方式:一种是用纳米级的粉末在高温和高压下进行烧结得到拥有纳米级孔径的材料,一种是利用高温烧结中的金属粉末膨胀机制来间接的调控粉末间的空隙度,从而得到纳米多孔材料。这种方法的优点是能够继承传统的制备多孔材料的方法,只要可以突破技术难关,就可以实现大批的工业化生产。