[發(fā)明專利]金屬硫化物粉末的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810010294.0
• 申請日: 2008-01-28
• 公開（公告）號: CN101219778A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉杰;閆鴻浩;巖崎秀治;前川一彥
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學;KURARAYLUMINAS株式會社
• 主分類號: C01B17/20
• 分類號: C01B17/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物理化學加工方法技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種金屬硫化物粉末的制造方法。

背景技術(shù)

利用金屬硫化物的色彩制造顏料，特別是采用異種金屬間組合后可以呈現(xiàn)多種色彩而被廣泛應用。另外，利用金屬硫化物的光半導體特性，可以開發(fā)太陽電池、感光元件、影像紀錄元件等。還可利用其熒光特性廣泛開發(fā)EL元件，CRT和照明器具等。在顏料應用中，硫化物的結(jié)晶程度不同，其色彩也會發(fā)生變化；高結(jié)晶度的顏料具有更高的穩(wěn)定性和硬度，可以保證涂料的耐久性和耐磨性。在作為光半導體使用時，結(jié)晶程度的高低往往決定了其發(fā)光效率的高低。通常制造金屬硫化物粉末的方法有如下幾種：

1)采用硫化氫與金屬、金屬鹽或有機金屬化合物反應；

2)在水溶液中用硫化鈉和金屬反應；

3)用單體硫磺和金屬直接反應。

在上述的三種金屬硫化物粉末合成方法中，方法1中所使用的硫化氫是毒性物質(zhì)；方法2則需要從大量水溶液中進行分離和干燥作業(yè)；方法3存在著對反應和粒子徑大小難以控制，易產(chǎn)生粒子長大的問題。實際上，用方法1和2這種反應溫度很低的軟化學方法制造的硫化物，往往結(jié)晶度較低，其中含有大量的非晶質(zhì)成分。要提高這種粉末的結(jié)晶程度，就必須進行反復的熱處理，這不僅會耗費大量的能量，而且常常會使晶粒形成不均勻長大和過分生長，也很難得到均一的晶體結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出在金屬硫化物粉末中加入火炸藥成份，使之形成爆炸性混合物，然后放入密閉的容器內(nèi)使其爆炸，通過爆炸處理來制造高結(jié)晶度、均一晶體結(jié)構(gòu)的金屬硫化物的粉末方法。

本發(fā)明的原理是：

1)在金屬硫化物粉末中加入火炸藥成份，用火炸藥引爆這種爆炸性混合物后，金屬硫化物粉末顆粒之間的火炸藥成份發(fā)生爆炸性反應，生成高溫、高壓氣體，對每個硫化物粉末顆粒進行均一的加熱。這使得硫化物粉末晶粒得到較為均一的生長條件和相變條件，較常規(guī)方法更容易得到均一的晶體結(jié)構(gòu)和晶粒度。

2)在金屬硫化物粉末顆粒之間的高溫、高壓爆炸氣體，會發(fā)生膨脹，膨脹同時會產(chǎn)生兩個效果。其一是，氣體的高速膨脹會驅(qū)動粉末顆粒運動，是顆粒與顆粒之間越來越遠，這使得顆粒不可能過分長大；其二是，氣體的高速體積膨脹會產(chǎn)生快速的溫度下降，這就會對硫化物顆粒產(chǎn)生快速冷淬作用，有利于固定其在高溫、高壓下形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并進一步控制晶粒過分生長。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

1)在本發(fā)明中，所使用的金屬硫化物粉末粒度并沒有特殊限定。從能夠在爆炸反應中充分加熱結(jié)晶、相變的角度考慮，以顆粒度不大于100微米為好。

2)對本發(fā)明中使用的金屬硫化物成分也并沒有特殊限定，特別是指容易與殘留在反應器內(nèi)的氧氣等容易發(fā)生反應的物質(zhì)。如：硫化鋅、硫化鎘、硫化鈣、硫化鎂、硫化鋇、硫化鍶、硫化鈰、硫化鉛、硫化汞、硫化砷、硫化鉬、硫化鎢。它們既可以單獨使用，也可以合成使用。對于構(gòu)成II-VI族化合物半導體的粉末的結(jié)晶構(gòu)造也沒有特殊的限定，可以是單獨六方體、立方體的結(jié)晶，也可以是混合晶體。

3)在本發(fā)明中，根據(jù)所合成的硫化物需要，為防止爆炸過程中，硫化物中硫成份的脫出和氧化損失，可以向其中預混入一定量的硫，然后進行爆炸。硫的加入可以是單質(zhì)硫，也可以是其他硫源材料，如：硫脲、硫化酰胺等。

4)本發(fā)明中使用的火炸藥并沒有特殊的限定。可以使用TNT、RDX、PTEN、硝酸銨、硝酸脲、硝酸肼、硝化甘油、硝化甲烷等固、液炸藥，以及硝化纖維、硝化棉等火藥。

5)作為本發(fā)明中的金屬硫化物和火炸藥的使用量并沒有特殊的限定，通常金屬硫化物粉末與火炸藥制成爆炸性混合物的比例是10∶1～10∶50，最佳比例是10∶3～10∶20，金屬硫化物粉末粒度不大于100微米。

通常對10份的金屬硫化物，用1-50份的火炸藥，2-30份更好。考慮到可操作性、安全性和產(chǎn)物的回收性，使用比例3-20份為最佳。

6)作為金屬硫化物與火炸藥的混合方法有下面三種：既可以把兩者全都混合在一起引爆；也可以把硫化物和火炸藥的一部分進行混合，將混合物置于火炸藥周圍一起作為爆炸物引爆；還可以把混合物用火炸藥包裹起來引爆。從混合物的形狀來講，沒有球形，圓錐形，圓柱形，立方體等特殊限定。但考慮到由爆炸壓力的均勻性，采用球狀、立方體、圓柱狀的形態(tài)較好。