D0I:10.13374/i.issnl100103x.2010.04.0I2 第32卷第4期 北京科技大学学报 Vol32 No 4 2010年4月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing APr 2010 液相脉冲放电制备纳米NP合金粉工艺 曹瑜琦俞宏英赵海军孟惠民孙冬柏 北京科技大学材料科学与工程学院.北京100083 摘要采用液相脉冲放电技术，通过改变脉冲电压、放电次数，N种浓度，H值，以及加入稀土添加剂(LaC}N)等途 径，研究了制备工艺中各因素对NP合金粉的结构、形貌，粒径以及对N+转化率的影响.结果表明，脉冲能量是影响N:P 合金粉粒径和N什转化率的主要因素，提高脉冲电压或增加放电次数，NP合金粉平均粒径明显减小，而N什转化率增大. 聚焦光束反射测量仪(FRM实时监测结果表明，在放电过程中N:P合金粉的形核、生长速率显著大于放电结束之后的形 核、生长速率.加入ICNC能使N-P合金粉粒径减小.IC!质量浓度为Q1:I-时制得的N:P哈金粉平均粒径为 156mNdC!质量浓度为005短时其平均粒径为72四 关键词NP合金：粉末制备：脉冲放电：氯化铜：氯化钕 分类号TG1461+5 Synthesis ofNip nanopowders via pu lse d ischarging in aqueous soution CAO Yuqi YUHang ying ZHAO Hai jn MENG Huim n SUN Dong.bai Schpol ofMasers Science and Enginee ring Universit ofSc ience and Technokgy Beijing Beijing 100083 China ABSTRACT The effects of pulse porenta]dischaging tines Nit concen tatian HH value ad are earth additives LaCI. NdC 1)on the convers ion ratio ofNi aswell as the strucure shape and average d imeter ofNiP nanopowders prepared by pulse dis charging n solution wee nvestgated by X-ray d iffracton XRD),feld em issian scanning eecton m icroscopy FESEM).and cused bea refectance measurem ent(FBRM).It is ind icated that dischargng energy is he key acpr that infuences he size ofNip nanopowders and he conversian ratio ofN+.W ith the nceasng of pulse potential or dischargng tmes the average dimeter ofNi P nanopovders decreased while te conversion ratp ofN increased The real tiemon itoring result ofFBRM showed hat the vepc ities of nucleatng and growing of Nip panicles durng the course of discharging were rm aikably hither han those after dischargng The size ofNi-P nanopowders could be reduced by adding Lac]or NdC]to precursor solton The average dia eters ofNiP nanoR owderswere 156 m at the LaC]cancentraton of a 1 g 1 and 72 nm at he NdC]concen tration of0.05 8 1 espectively KEY WORDS NiP alpy powder preparation pulse discharging anthanum chlorile neodym im chloride 纳米镍粉具有比表面积大、导电导热性好、抗氧 化.按其制备体系和状态，镍粉制备方法可分为气 化能力强和催化活性高等一系列独特的物理化学性 相法、液相法和固相法.气相法是把原料通过加热 质，在磁性、热阻、内压、光吸收和化学活性等方面显 蒸发或气相化学反应后高度分散，然后再冷却凝结， 示出许多特异性能.纳米镍粉被广泛用于固体火箭 整个过程实质上是典型的物理气相“输运”或化学 推进剂和火炸药的催化复合材料、多层陶瓷电容 气相“输运”反应，或者是二者的结合.用于制备纳 器(M1CO的电极材料和电磁波屏蔽材 米镍粉常见的气相法有羰基镍热分解法7-，蒸发- 料6等 冷凝法等.液相法常伴随化学反应，也称湿化学 随着对纳米镍粉制备研究的不断深入，目前己 法，通过化学反应，使前驱体金属镍盐或有机镍通过 经发展出了许多新的制备技术，有些还实现了产业 各种方式还原或分解而生成纳米镍粉.常见的液相 收稿日期：2009-08-18 基金项目：国家自然科学基金资助项目(NQ503740I0) 作者简介：曹瑜琦(198)，男，硕士研究生：俞宏英(196-)，女，副教授，Email hh@maus6ecm第 32卷 第 4期 2010年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.4 Apr.2010 液相脉冲放电制备纳米 Ni--P合金粉工艺 曹瑜琦 俞宏英 赵海军 孟惠民 孙冬柏 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 摘 要 采用液相脉冲放电技术, 通过改变脉冲电压、放电次数、Ni2 +浓度、pH值, 以及加入稀土添加剂 ( LaCl3、NdCl3 ) 等途 径, 研究了制备工艺中各因素对 Ni--P合金粉的结构、形貌 、粒径以及对 Ni2 +转化率的影响.结果表明, 脉冲能量是影响 Ni--P 合金粉粒径和 Ni2 +转化率的主要因素, 提高脉冲电压或增加放电次数, Ni--P合金粉平均粒径明显减小, 而 Ni2+转化率增大. 聚焦光束反射测量仪 ( FBRM)实时监测结果表明, 在放电过程中 Ni-P合金粉的形核、生长速率显著大于放电结束之后的形 核、生长速率.加入 LaCl3 、NdCl3能使 Ni--P合金粉粒径减小, LaCl3 质量浓度为 0.1g·L-1时制得的 Ni--P合金粉平均粒径为 156nm, NdCl3 质量浓度为 0.05g·L-1时其平均粒径为 72nm. 关键词 Ni--P合金;粉末制备;脉冲放电;氯化镧;氯化钕 分类号 TG146.1 + 5 SynthesisofNi-Pnanopowdersviapulsedischarginginaqueoussolution CAOYu-qi, YUHong-ying, ZHAOHai-jun, MENGHui-min, SUNDong-bai SchoolofMaterialsScienceandEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China ABSTRACT Theeffectsofpulsepotential, dischargingtimes, Ni2 + concentration, pH valueandrareearthadditives( LaCl3 , NdCl3 ) ontheconversionratioofNi2 +aswellasthestructure, shapeandaveragediameterofNi-Pnanopowderspreparedbypulsedis￾charginginsolutionwereinvestigatedbyX-raydiffraction( XRD), fieldemissionscanningelectronmicroscopy( FESEM), andfo￾cusedbeamreflectancemeasurement( FBRM) .ItisindicatedthatdischargingenergyisthekeyfactorthatinfluencesthesizeofNi-P nanopowdersandtheconversionratioofNi2 +.Withtheincreasingofpulsepotentialordischargingtimes, theaveragediameterofNi￾PnanopowdersdecreasedwhiletheconversionratioofNi2+ increased.Thereal-timemonitoringresultsofFBRMshowedthattheveloc￾itiesofnucleatingandgrowingofNi-Pparticlesduringthecourseofdischargingwereremarkablyhigherthanthoseafterdischarging. ThesizeofNi-PnanopowderscouldbereducedbyaddingLaCl3 orNdCl3 toprecursorsolution.TheaveragediametersofNi-Pnanop￾owderswere156nmattheLaCl3 concentrationof0.1 g·L-1 and72nmattheNdCl3 concentrationof0.05 g·L-1 , respectively. KEYWORDS Ni-Palloy;powderpreparation;pulsedischarging;lanthanumchloride;neodymiumchloride 收稿日期:2009--08--18 基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( No.50374010 ) 作者简介:曹瑜琦 ( 1986— ), 男, 硕士研究生;俞宏英 ( 1961— ), 女, 副教授, E-mail:hhyu@mater.ustb.edu.cn 纳米镍粉具有比表面积大 、导电导热性好 、抗氧 化能力强和催化活性高等一系列独特的物理化学性 质, 在磁性、热阻 、内压 、光吸收和化学活性等方面显 示出许多特异性能.纳米镍粉被广泛用于固体火箭 推进剂和火炸药的催化复合材料 [ 1] 、多层陶瓷电容 器 ( MLCC) 的 电极 材 料 [ 2--4] 和 电 磁 波 屏 蔽 材 料 [ 5--6] 等. 随着对纳米镍粉制备研究的不断深入, 目前已 经发展出了许多新的制备技术, 有些还实现了产业 化.按其制备体系和状态, 镍粉制备方法可分为气 相法 、液相法和固相法 .气相法是把原料通过加热 蒸发或气相化学反应后高度分散, 然后再冷却凝结, 整个过程实质上是典型的物理气相 “输运 ”或化学 气相 “输运 ”反应, 或者是二者的结合.用于制备纳 米镍粉常见的气相法有羰基镍热分解法 [ 7--8] 、蒸发 -- 冷凝法 [ 9]等 .液相法常伴随化学反应, 也称湿化学 法, 通过化学反应, 使前驱体金属镍盐或有机镍通过 各种方式还原或分解而生成纳米镍粉.常见的液相 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.04.012