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激光是如何制备纳米颗粒的?
来源:www.zitlaser.com      关键词:光纤激光打标机       浏览次数:       发布时间:2019-12-29
激光是如何制备纳米颗粒

当大块状物质被逐渐细化成纳米尺度(0~100nm)的颗粒时,尽管材料的组成没有任何改变,但纳米颗粒在性能上将出现与原有块状物质完全不同的行为,如表面积增加、颗粒的电子状态发生突变等,因而呈现出独特的体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,显示出特殊的光、电、磁、热和化学等性能。这些独特的性能不但使其在信息储存、光通信、计算机与传感器、治金、化工等工程技术领域有着广泛的应用前景,而且还开辟了一些全新的研究和应用领域,因而吸引了全球企业界的目光,以至于许多国家都把纳米材料作为新材料领域和信息技术领域中未来发展的几项关键技术的重要组成部分。
 
与此同时,市场对纳米材料提出了更高的要求,如均一、分散、高纯等,研究人员也相继开发了沉淀法、水解法、溶胶凝胶法、气相合成法、电弧等离子体法等十几种物理或化学方法来制备纳米材料。这些方法各有特点,在某些方面得到了应用。尽管如此,由于其各自的局限性,如反应不均匀,反应速度不易控制;或者产物颗粒容易团聚,产量小;或者阴离子难清洗,产物纯度不高;或者产物中有原料残留,反应不完全;或者技术较复杂,成本较高等,使得所制备的纳米材料仍然无法满足市场的高要求。而激光以其可控制性、稳定性、单色性、高能量等特性应用在纳米粒子制备中,较好地解决了以上问题,已引起了研究者的广泛关注。该法制备的纳米粒子具有粒径小、粒度分布窄、分散性好、不易团聚等优点。
 
激光是如何制备纳米颗粒

另外,在法制备纳米材料的过程中,由于反应壁不参与反应,不会对产物造成污染,因此产物纯度很高。并且该法制备工艺较简单可靠,具有温度高(1000,加热冷却速率快(=10°℃/)和反应时间短等优点,易于大规模低成本生产,还往往能得到其他方法不能制得的纳米粒子。自Kao、 Haggerty等人在20世纪70年代首次提出以来,该纳米材料制备技术就得到了迅速发展。目前,采用此技术已制备出了系列金属、非金属单质以及碳化物、氮化物、氧化物等纳米粉体,如Zn、Si、Si-C-N、Cr-VO、T(C,N)等纳米粉体。此外,已经有不少公司利用此技术开发了可生产数十公斤纳米粉末的大规模低成本生产工艺,如意大利的CISE公司和中国的深圳市尊业纳米材料有限公司等。因此,采用激光技术制备纳米粒子是目前最先进和较有发展前途的方法之一。
 
制备纳米材料的激光方法主要有激光蒸发法、激光诱导气相合成法等。而本章主要介绍激光蒸发法,它包括激光固相蒸发法、激光液相蒸发法和激光感应复合加热蒸发法。

博科园:作为对激光烧蚀和纳米颗粒生成之间联系的更广泛研讨部分,Zhigilei团队经过创新的核算影响理论和实验(INCITE)方案花费了数小时来研讨构成两个不同纳米颗粒集体的机制。这个 项目彻底专心于这些过程如安在液体环境中表现,建立在之前的研讨基础上,在真空中研讨它们,《华尔街日报》的封底曾刊登了OLCF核算机科学家本杰明·赫尔南德斯(Benjamin Hernandez) 使用自己开发的可视化东西SIGHT制作的激光消融图画。OLCF是美国能源部科学用户设备办公室,坐落能源部橡树岭国家实验室(ORNL)。 跟随虚拟线索 为了区别小颗粒(小于10纳米)和大颗粒(大于或小于10纳米)的纳米粒子来历,研讨小组对泰坦进行了一系列分子动力学模仿,模仿了激光烧蚀效果下水中的银和金目标。

这些金属是稳定、惰 性,不会与周围环境发生活跃的反响,此外,银还有抗菌的效果。模仿结果表明,金属蒸气与水蒸气相互效果后敏捷冷却,缩合构成小纳米粒子的可能性更大,而流体力学不稳定性(一种流体 经过另一种不同密度流体的不稳定活动)导致金属崩溃时,大纳米粒子可能出现。在烧蚀过程中,激光脉冲会使金属靶外表过热,导致该区域爆炸分解为蒸汽和小液滴的混合物。

 


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