納米粉體的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
4.9萬字 94頁
包括設(shè)計(jì)圖紙



摘 要

納米科技是二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的一門新興交叉、前沿學(xué)科。在二十一世紀(jì)納米科技是三大重要技術(shù)之一，屬于前沿性課題之一。其中納米粉體的制備是納米科技的重要研究內(nèi)容之一。蒸發(fā)冷凝法制備納米粉體是一種較早的物理方法，本文用電弧法制備，也是屬于蒸發(fā)冷凝法的一種。
本文首先介紹了納米科技的基本知識(shí)及其發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用前景。然后設(shè)計(jì)了一套電弧加熱法制備納米粉體的實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置的工作原理是在一定壓力的惰性氣氛或反應(yīng)氣氛中，將金屬等材料作為電弧的電極，使其在高溫電弧等離子的作用下被溶化、蒸發(fā)。蒸汽遇到周圍的氣體就會(huì)被冷卻或發(fā)生反應(yīng)形成超微粉。該系統(tǒng)共有加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、生成室、收集室等幾部分組成。首先針對(duì)納米顆粒的生產(chǎn)條件設(shè)計(jì)了生成室和真空系統(tǒng)。然后用電弧加熱制備生成納米蒸汽。冷阱采用了不斷輸入液氮實(shí)現(xiàn)了急速冷卻，使蒸汽快速成核以保證納米尺度。最后通過采用手套箱結(jié)構(gòu)的收集裝置實(shí)現(xiàn)真空室中粉體的包裝從而避免了氧化。整個(gè)系統(tǒng)易于加工實(shí)現(xiàn)，能夠滿足制備納米微粒的實(shí)驗(yàn)需求。


關(guān)鍵詞：納米粉體； 電弧加熱； 制備； 冷阱





Abstract

Nanotechnology is developing a newcross-cutting, cutting-edge disciplines in the eighties of the twentieth century. Nanotechnology in the twenty-first century technology is one of the three most important are the forefront of one of the topics. Preparation of nano-powder of which is an important research nanotechnology one. Prepared by evaporation condensation nanopowder is a physical method earlier in this paper was prepared by arc, but also belong to a kind of evaporation condensation method.
This article introduces the basic knowledge of nanotechnology and its development and application prospects. Arc and then designed a nano-powders prepared by heating of the experimental apparatus. The working principle of the device is in a certain atmosphere of pressure of inert or reactive atmosphere, such materials as metal arc electrodes, so that at a high temperature arc plasma melting under the role of evaporation. Encountered in the surrounding gas steam will be cooled or the formation of ultrafine reaction. The system total heating system, vacuum system, to generate room, the collection consists of several rooms. First of all, for the production of nanoparticles designed to generate conditions of rooms and vacuum system. Preparation of arc and then use to generate nano-steam heating. Cold trap using liquid nitrogen to achieve a constant input of rapid cooling, so that rapid nucleation of steam to ensure that the nanometer scale. Finally, through the use of glove-box structure of the collection device to achieve a vacuum packed powder chamber to avoid oxidation. The realization of the entire system is easy to process, prepare to meet the experimental needs of nanoparticles.


Key words: nano-powder; arc heating; Preparation; cold trap




目 錄

第一章 緒 論 1
第1.1節(jié) 引 言 1
第1.2節(jié) 金屬納米粉的制備方法概述 4
1.2.1機(jī)械法 4
1.2.2物理法 5
1.2.3化學(xué)法 6
第1.3節(jié) 納米粉體制備及應(yīng)用國內(nèi)外現(xiàn)狀 7
1.3.1納米粉體制備及應(yīng)用的國內(nèi)現(xiàn)狀 7
1.3.2納米粉體制備及應(yīng)用的國外現(xiàn)狀 9
第1.4節(jié) 本文研究的主要內(nèi)容 11
第二章 電弧法制備金屬納米粉研究 13
第2.1節(jié) 電弧 13
2.1.1電弧物理 13
2.1.2弧柱中的氣體電離 14
2.1.3電極的電子發(fā)射 16
2.1.4電弧的物理特性 18
第2.2節(jié) 電弧的應(yīng)用 23
第2.3節(jié) 電弧制取金屬納米粉體 24
2.3.1電弧法制備金屬納米粉體的原理 25
2.3.2金屬納米粉成核機(jī)理 26
第三章 真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28
第3.1節(jié) 實(shí)驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
第3.2節(jié) 真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29
3.2.1真空獲得設(shè)備——真空機(jī)組及其選用 30
3.2.2真空容器的設(shè)計(jì) 33
3.2.3真空測量系統(tǒng) 44
第3.3節(jié) 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的注意點(diǎn) 46
第3.4節(jié) 真空管路 48
第3.5節(jié) 真空材料 48
第3.6節(jié) 本章小結(jié) 49
第四章 加熱裝置的設(shè)計(jì) 50
第4.1節(jié) 電弧加熱原理 50
第4.2節(jié) 水冷電極 51
4.2.1水冷電極的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 51
4.2.2 加熱陰極的設(shè)計(jì) 52
4.2.3加熱陽極的設(shè)計(jì) 53
4.2.4引弧裝置的簡介 54
第4.3節(jié) 本章小結(jié) 56
第五章 粉體的生成與收集 57
第5.1節(jié) 粉體獲得裝置 57
5.1.1冷阱裝置 57
5.1.2刮刀 58
第5.2節(jié) 收集室 59
第5.3節(jié) 其它系統(tǒng) 60
5.3.1氣路保護(hù) 60
5.3.2過濾膜 61
第5.4節(jié) 本章小結(jié) 61
第六章 結(jié)論與展望 62
英文原文……………………………………………………….66
中文譯文…………………………………………………………………81




參考文獻(xiàn)
[1] 楊志伊. 納米科技. 北京：機(jī)械工業(yè)出版設(shè)
[2] 張立德等. 納米材料和納米結(jié)構(gòu). 科學(xué)出版