關(guān)于納米級(jí)粉體的制備38
發(fā)表時(shí)間:2020-03-24 09:18 微波介質(zhì)陶瓷是指應(yīng)用于微波頻段電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷,是現(xiàn)代通訊中廣泛使用的諧振器、濾波器、電容器、介質(zhì)導(dǎo)波回路等微波元器件的關(guān)鍵材料。 實(shí)現(xiàn)片式多層微波元器件微型化的重要途徑是采用超薄的介質(zhì)陶瓷膜片,而制備出超薄介質(zhì)陶瓷膜片的一個(gè)重要途徑是采用粒徑在納米級(jí)或亞微米級(jí)的陶瓷粉體。 因而,微波介質(zhì)陶瓷粉體粒徑的納米化對(duì)促進(jìn)片式多層微波元器件的微型化具有重要意義。 納米級(jí)粉體的制備 根據(jù)粉體制備的原理不同,這些方法可分為物理法和化學(xué)法而現(xiàn)在更普遍的是根據(jù)合成粉體條件的不同,分為固相法、氣相法、液相法三類(lèi)。 固相法 固相法方法簡(jiǎn)單,成本低,但是制備晶粒尺寸不均勻,易引入雜質(zhì),粉體細(xì)化存在難以突破的下限。 高能球磨法:利用球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)使硬球?qū)υ线M(jìn)行強(qiáng)烈的撞擊、研磨和攪拌以達(dá)到納米級(jí); 深度塑性變形法:使材料在準(zhǔn)靜態(tài)壓力的作用下發(fā)生嚴(yán)重塑性形變,從而將材料的晶粒細(xì)化到亞微米或納米級(jí)。 氣相法 氣相法的優(yōu)點(diǎn)是粉體分散性好,純度高,粒徑分布窄,粒度可以控制,缺點(diǎn)是生產(chǎn)設(shè)備昂貴,制備成本高,難以合成均勻的多組分化合物。 蒸發(fā)冷凝法:在真空蒸發(fā)室內(nèi)充入低壓惰性氣體,并將蒸發(fā)源加熱蒸發(fā),產(chǎn)生的原子霧與惰陛氣體原子碰撞而失去能量,凝聚形成納米尺寸的團(tuán)簇; 化學(xué)氣相合成法:利用氣體原料,在氣相中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子,經(jīng)過(guò)形核和生長(zhǎng)得到納米級(jí)的薄膜和顆粒; 濺射法:在電場(chǎng)作用下Ar離子沖擊陰極靶材表面,使靶材原子從其表面蒸發(fā)出來(lái)形成超微粒子; 活性氫-熔融金屬反應(yīng)法:將含有氫氣的等離子體與金屬間產(chǎn)生電弧,使金屬熔融,電離的N2、Ar等氣體和H2溶入熔融金屬,然后釋放出來(lái),在氣體中形成了金屬的超微粒子。 液相法 優(yōu)點(diǎn):過(guò)程簡(jiǎn)單,易于大規(guī)模生產(chǎn),可制備均勻的多組分化合物。缺點(diǎn):沉淀法與水熱法難以獲得均勻的多組分材料,若需煅燒則只能制備氧化物。 共沉淀法:將過(guò)量的沉淀劑加入到可溶性金屬鹽類(lèi),使得各種組分元素的金屬離子盡量按比例同時(shí)沉淀出來(lái),將沉淀物煅燒,得到各種組分元素的氧化物均勻混合體; 溶膠一凝膠法:將各種先驅(qū)體混合后配制成溶液,放置一定時(shí)間后轉(zhuǎn)變?yōu)槟z,在一定溫度下燒結(jié)后形成所需粉體材料; 水熱反應(yīng)法:高溫高壓下,在水溶液或水蒸氣等流體中進(jìn)行相關(guān)化學(xué)反應(yīng),經(jīng)過(guò)一個(gè)溶解、結(jié)晶過(guò)程獲得粉體; Pechini法:將某些弱酸與某些陽(yáng)離子形成螯合物,再通過(guò)螯合物與多羥基醇聚合形成固體聚合物樹(shù)脂,然后將樹(shù)脂煅燒而制備得到粉體; 乳濁液法:將兩種或多種互不相溶的化合物溶液混合形成乳濁液,對(duì)乳濁液進(jìn)行共沸蒸餾后煅燒,獲得納米粉體。 由于納米科技的飛速發(fā)展,新的納米材料制備方法不斷涌現(xiàn),除了上述所介紹的納米材料的制備方法外,噴霧熱解法、爆炸法、電弧法、自燃燒法等方法也是納米材料制備的重要途徑。 |