[發(fā)明專利]一種納米級(jí)鋁粉的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011622891.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112809012A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)平;熊士平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽愛潤(rùn)新材料有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/14
• 分類號(hào): B22F9/14;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京文苑專利代理有限公司 11516
• 代理人: 陳佳

本發(fā)明提供了一種納米級(jí)鋁粉的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)將鋁絲固定在電爆炸腔體的上下電極上，將電爆炸腔體密封；(2)將電爆炸腔抽至負(fù)壓真空狀態(tài)，充入惰性氣體，使腔內(nèi)壓力≥0.1Mpa；(3)重復(fù)步驟(2)的處理方法2～3次，使腔內(nèi)壓力≥0.2Mpa；(4)開啟電源，使電容器充電，調(diào)節(jié)充電電壓至20～30KV，走絲裝置連續(xù)送絲，啟動(dòng)放電；(5)待電壓為0KV時(shí)，將電爆炸腔內(nèi)的惰性氣體排出，得到納米級(jí)鋁粉；(6)將得到的納米級(jí)鋁粉分散在無水乙醇中，于?50℃～?55℃真空干燥24～48h。即得。本發(fā)明制備方法具有較高的冷卻效率，使電爆炸產(chǎn)生的鋁蒸汽團(tuán)和團(tuán)簇迅速冷凝，大大縮短晶粒的生長(zhǎng)的時(shí)間，從而形成粒度更小更均勻的納米鋁粉體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米金屬領(lǐng)域，尤其涉及一種納米級(jí)鋁粉的制備方法。

背景技術(shù)

至今，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的大多數(shù)納米鋁顆粒的表現(xiàn)平均直徑為30～300nm。近年來，有兩種應(yīng)用廣泛的兩種方法生產(chǎn)納米鋁顆粒。一種是建立在微米顆粒在高溫等離子室蒸發(fā)的等離子化學(xué)合成法；另一種是導(dǎo)體的電爆炸法。1970年代，Tomsk工學(xué)院的高壓電學(xué)院一直在研究電爆炸法，并且應(yīng)用到西伯利亞化學(xué)公司和一些外國(guó)事業(yè)機(jī)構(gòu)。

電爆炸法是基于高頻脈沖變換技術(shù)生產(chǎn)納米粉體材料的一種新方法。當(dāng)金屬絲上的脈沖電流密度達(dá)到10⁶～10⁹A/cm²時(shí)電爆炸現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生，在這一過程中金屬絲通過脈沖電流的熱效應(yīng)被加熱，通過類似爆發(fā)方式分解，金屬蒸汽在惰性氣氛中擴(kuò)散，最終凝華形成相應(yīng)金屬的納米顆粒。電爆炸法的主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)高效的能量轉(zhuǎn)換，在電爆炸過程中，大部分脈沖能量作用于金屬絲上，只有少量的能量以熱的形式散失；(2)可以靈活調(diào)控工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)納米粉體材料的可控合成；(3)可以廣泛的應(yīng)用于各種金屬粉末的合成，除了對(duì)原料金屬絲的粒徑有一定要求外，對(duì)金屬絲的其他特征并不要求；(4)產(chǎn)品的粒度分布范圍比較窄；(5)電爆炸法生產(chǎn)的納米金屬粉，一方面在儲(chǔ)存過程中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，另一方面在化學(xué)應(yīng)用過程中表現(xiàn)出較高的活性。但是氣體介質(zhì)的淬冷速率相對(duì)較低，相同條件下制備的納米鋁顆粒的平均粒度較大和粒度不均勻。

目前缺乏一種能夠解決上述技術(shù)問題的納米級(jí)鋁粉的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米級(jí)鋁粉的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種納米級(jí)鋁粉的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將鋁絲固定在電爆炸腔體的上下電極上，將電爆炸腔體密封；

(2)將電爆炸腔抽至負(fù)壓真空狀態(tài)，充入惰性氣體，使腔內(nèi)壓力≥0.1Mpa；

(3)重復(fù)步驟(2)的處理方法2～3次，使腔內(nèi)壓力≥0.2Mpa；

(4)開啟電源，使電容器充電，調(diào)節(jié)充電電壓至20～30KV，走絲裝置連續(xù)送絲，啟動(dòng)放電；

(5)待電壓為0KV時(shí)，將電爆炸腔內(nèi)的惰性氣體排出，得到納米級(jí)鋁粉；

(6)將得到的納米級(jí)鋁粉分散在無水乙醇中，于-50℃～-55℃真空干燥24～48h。即得。

優(yōu)選地，所述鋁絲的純度≥99.99％。

優(yōu)選地，所述鋁絲的直徑為0.5～0.8mm。

優(yōu)選地，所述惰性氣體包括氮?dú)狻鍤狻⒑狻⒍趸贾械钠渲幸环N或兩種以上的組合。

優(yōu)選地，所述惰性氣體的純度≥99.99％。

優(yōu)選地，所述惰性氣體為氬氣。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中，放電前打開冷凍機(jī)循環(huán)，使腔內(nèi)溫度為20～25℃。

優(yōu)選地，所述電容器的電容值為3～4μF。