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兰大万能纳米技术初步实现产业化

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来源: 作者: 2019-05-16 17:15:56

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兰州大学等离子体与金属材料研究所科研人员运用纳米材料、等离子体、真空、机电一体化等综合技术,独立自主研制成功多套等离子体制备金属及其化合物纳米粉体装备。如“动阳极等离子体制备镍纳米粉体装置”,“动阴极等离子体制备镍纳米粉体装置”,“多功能约束弧等离子体制备镍纳米粉体装置”等。用于基础研究和工业应用,已实现了初步产业化,并取得较好的经济效益。其中“多功能约束弧等离子体制备镍纳米粉体装置”在利用同一技术和装备,并采取局部调节和不同的参数控制,实现了多种金属纳米粉体的制备,其产量根据材料不同,可达到每小时数百克到数千克的国际先进水平。这种能生产各种金属及其化合物纳米粉体材料的“万能”纳米技术,适合于工业化生产的能力。

据了解,目前“万能”纳米技术已在甘肃金昌市实现了初步产业化,以这种技术为基础甘肃省内外16家客商联合投资600万元在金昌组建了金昌纳米材料有限公司,第一条生产线已达到了500克/小时的产量。

据悉,金属纳米粉体已经在全球范围内实现了初步工业化生产,并产生了相当的经济效益。由于技术的保密性及技术本身的限制,纳米金属粉体在全球的总产量没有突破千吨,而其应用领域和用量都在不断扩大。目前,世界上制造纳米材料主要用物理、化学、机械方法,真正实现产业化生产的很少。兰州大学等离子体与金属材料研究所所长闫鹏勋教授利用“等离子体高温热源激发高能粒子的化学反应,与骤冷的应用组合成一个制备金属及其化合物纳米粉体材料的等离子体过程”的原理,研制出了适用于工业化生产的“束缚弧等离子体制备金属及其化合物纳米粉体装备”。该设备涉及多种专利技术,主要特点是,产量高,本钱低。

金属纳米粉体制备方法有很多种,大体可分三大类:气相法,液相法,固相法。气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物资变成气体,使之在气体状态下发生物理变化或化学反应,最后宝宝常见病的家庭识别及处理方法
在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法,如气相蒸发法;液相法主要以均相的溶液为出发点,通过各种途径使溶质与溶剂分离,溶质构成一定形状和大小的颗粒,得到所需粉末的前驱体,热解后得到纳米微粒,如溶胶-凝胶法。固相法是通过固相到固相的变化来制造粉体,固相法所得的粉体和最初的固相原料可以是同一物质,也可以不是同一物质,如球磨法。

在以上3大类方法中又可细分为众多不同的具体技术,各种具体技术都有各自的特点。但大部分都属于基础研究技术,实现产业化的不多。等离子体制备金属纳米粉体技术易于大规模生产,正在成为国际上研制的主流,它也是目前国际上为数不多的已实现初步工业化的技术之一,但也仅限于北美地区,德国、日本等少数国家,整体产量也不是很高。

据介绍,多功能约束弧等离子体制备镍纳米粉体装置“就是把高频和直流放电有机结合起来,实现等离子体大功率稳定放电,对混合气体产生的高温热等离子体进行空间约束,形成高温、高电离度和高能量密度的热等离子体,与低温搜集装置实现超高温和低温的有机结合。这种技术的优点是产量高;制备出的纳米粉体纯度高、形状规则、分散性好、表面光洁、颗粒散布均匀;适合长时间连续、大规模工业化生产。

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