激光烧蚀金属丝制备铁基纳米粒子及其特性研究

摘要

纳米粉末制备技术中,激光烧蚀法因可获得纯度高、粒子直径小、分布范围窄的纳米粒子而受到广大研究者的重视.但是,传统的激光烧蚀法制备纳米粉产率较低,阻碍了该方法在工业化生产中的应用.针对此问题,我们开发了激光烧蚀金属细丝制备纳米粉末的新方法,它可有效克服激光烧蚀块状靶材和激光烧蚀金属小球方法制备纳米粉末的缺点,大幅度提高激光能量利用率,从而较大地提高了纳米粉末的产率.该文叙述了这种方法的基本原理与装置,并以细铁丝为靶材,系统研究了各种工艺参数对纳米粉末的形成机理和纳米粒子粒径分布特点、产率的影响规律.结果表明,采用激光烧蚀金属丝法所制得的纳米粒子均为球形,基本不存在硬团聚现象,平均粒径在20nm左右,大多数粒子粒径集中在5~50nm,粒径分布范围较窄,大致符合正态分布规律.纳米粒子氧化状态可由氧分压控制,载气中有氧(氧分压高于0.01MPa)时,主要生成γ-Fe<,2>O<,3>,当铁丝周围环绕的载气仅为氮气时,可以在大气中一步生成表面钝化的Fe纳米粒子.纳米粒平均粒径受激光功率和载气气压影响较大.随着激光功率和载气气压的增大,平均粒径减小.激光脉宽对粒径影响不大.纳米粒子的产率主要受功率影响,随功率增大,产率提高.

目录

文摘

英文文摘

1绪言

1.1 纳米粒子的特性

1.2 纳米粒子的应用

1.3 纳米粒子的制备方法

1.4 激光烧蚀法制备纳米粒子的基本特点及其发展趋势

1.5 本课题的研究内容与意义

2激光烧蚀金属丝制备铁基纳米粒子的原理与装置

2.1 前言

2.2 激光烧蚀金属丝制备纳米粒子的原理及其特征

2.3 激光烧蚀金属丝制备纳米粒子装置设计

2.4 激光烧蚀金属丝制备纳米粒子系统装置及其功能

2.5 本章小结

3激光烧蚀金属丝法制备铁基纳米粒的工艺研究

3.1 前言

3.2 实验材料、设备与方法

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小结

4铁基纳米粒子的磁性能与光吸收特性

4.1 前言

4.2 实验材料、设备

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

5主要结论及建议

5.1 主要结论

5.1 建议

致谢

参考文献

附录Ⅰ作者在攻读硕士期间发表的论文目录