[發明專利]一種中空微納米鎳粉末的制備方法

無效

• 申請號: 200810045201.8
• 申請日: 2008-01-17
• 公開（公告）號: CN101219477A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 文玉華;李忠麗;李翔龍;王京;李寧
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種中空金屬粉末的制備方法，具體涉及一種中空鎳粉的制備方法。

背景技術

由于空心結構的超細粉末與相應的實心粉末相比具有特殊的力學、光、電等物理化學性質而表現出極大的應用前景，近年來，具有空心結構的超細粉末的制備和應用成為材料研究中的一個熱點。超細鎳粉由于表面活性高、導電性和導熱性好以及良好的鐵磁性而被廣泛應用于化學催化劑、燒結活化劑、導電漿料、電池、硬質合金、鐵磁流體等領域。A.E.Berkowitz等人(Hollow?metallicmicrospheres?produced?by?spark?erosion.Appl.Phys.Lett.，Vol.85，No.6，August?2004和Spark-eroded?particles：Influence?of?processing?parameters.J.Appl.Phys.，Vol.95，No.3，February?2004)提出了一種用電火花腐蝕的方法制備中空鎳粉的方法，其方法是在真空密封的振動容器裝置中，以液氮為工作液，工具電極和工件材料為金屬鎳，采用工具電極旋轉的方式進行加工，制備出的空心鎳粉粒徑集中分布在幾十納米到50微米之間。不足之處是裝置較復雜，液氮的使用存在安全隱患且成本較高。

發明內容

本發明克服了現有技術中的不足，提供了一種裝置簡單，安全和成本低的制備中空鎳粉的方法。

電火花腐蝕制備粉末的方法是使浸沒在工作液中的工具電極和工件之間不斷產生脈沖性的火花放電，依靠每次放電時產生的局部、瞬時高溫，在放電通道中產生大量的熱，使電極表面的局部金屬瞬時氣化和熔化，從而把金屬材料逐次微量蝕除下來，進入到工作液中，這些氣化或熔化的微量材料在工作液中冷卻下來就形成顆粒。由于表面張力和內聚力的作用，使拋出的材料具有最小的表面積，冷凝時形成細小的顆粒是圓球。電極材料被熔化的部分是以液相拋出的，金屬液滴被拋入工作液后，會由于周圍介質傳熱而迅速冷卻凝聚成實心球體。電極材料表層會以氣相拋出，被拋入液體介質中的氣相金屬會形成與低溫工作液相接觸的蒸氣泡。由于蒸氣泡邊界傳熱的結果，邊界附近的金屬會迅速冷卻、凝聚和結晶，形成一個類似于蒸氣泡形狀的殼體。而體內的金屬蒸氣在冷卻、凝聚和結晶的相變過程中，體積會明顯縮小，致使金屬球體內是空心的。因此普通電火花腐蝕出來的顆粒會有部分是中空的，但中空顆粒所占的比例很小。如果能夠提高電極材料被氣化的比例，那么中空顆粒的比例就會顯著增大?；霺i粉電火花腐蝕可以使得放電間隙增大，放電通道變粗，能量密度變低，在電極表面形成的凹坑“大而淺”，相對于普通電火花腐蝕，混Si粉電火花腐蝕拋出的電極材料以氣化形式拋出的比例增大，因此混Si粉電火花腐蝕制備的中空顆粒的比例顯著增大。

本發明是通過以下技術方案實現的：利用電火花裝置，以去離子水與硅粉的混合液為工作液，工具電極和工件由金屬鎳制成，加工后的混合液經過濾、干燥、除Si得到球形中空鎳粉，制得的中空鎳粉松裝密度在2.02～2.76g/cm³之間，粒徑集中分布在幾十納米到50微米之間。

當粗大粉末進入放電間隙時，會在粗大粉末處形成集中放電或短路，使加工不穩定，實驗表明電火花工作液的硅粉粒徑小于45微米為宜。工作液中粉末的濃度增加到一定程度時，粉末工作液的流動性降低，易在加工表面形成粉末沉積，從而破壞間隙的放電狀態，產生放電集中等不良現象，故電火花工作液的硅粉濃度優選為4～40g/L。

與現有技術相比，本發明不需要真空的加工環境，不需要安全性低且價格較高的液氮作為工作液，只需要混Si粉的去離子水作為工作液即可，因此本發明裝置簡單，加工安全性高，成本低。

附圖說明

圖1是混Si粉電火花腐蝕方法制得的中空球狀Ni粉的XRD譜。

圖2是實施例1獲得的中空鎳顆粒的激光粒度分布圖。

圖3是實施例1獲得的中空鎳顆粒的掃描電鏡照片。

圖4是實施例3獲得的中空鎳顆粒的掃描電鏡照片。

具體實施方式

實施例1