纳米碳管-纳米碳化钨复合粉体

随着纳米级陶瓷粉体的出现,相关粉体料也开始作为镀层的增强相而得到广泛应用,纳米级陶瓷粉体材料或者纳米碳管的使用有助于改善镀层的力学性能,在增强、减摩、增韧等方面具有显著效果。

纳米碳管-纳米碳化钨复合粉体图片

研究表明,纳米碳管和纳米碳化钨的同时使用则能显著提高度层的强度和韧性。但若将分别制得的纳米碳管和纳米碳化钨混合后作为镀层增强相时,一方面二者难以混合均匀,另一方面二者物理性质和化学性质相差很大,所获得的镀层结构不均匀,因而严重影响镀层的使用性能。故高度分散均匀的纳米碳管- 纳米碳化钨复合粉体材料的制备是获得具有优异摩擦学性能的镀层的关 键。

为了克服上述现有技术存在的缺陷和问题,研究人员提供一种高度分散均匀的纳米碳管-纳米碳化钨复合粉体材料地制备方法。该粉体材料的主要特点是二者分散均匀,在制备过程中是同时制备的。

该纳米复合粉体材料的制备方法,包括以下步骤:

a、以含钨化合物和钴、镍和/或铁化合物为原料,经液相溶剂复合反应后,采用喷雾干燥的方法制备出纳米级的钨钴、钨镍和/或钨铁氧化物粉末;或利用上述原料发生沉淀反应,获得均相的钨酸钴、钨酸镍和/或钨酸铁粉末;

b、用气流将上述钨钴、钨镍和/或钨铁氧化物粉末或钨酸钴、钨酸镍和/或钨酸铁粉末带入等离子体腔体、高温热解炉、旋转炉或沸腾炉,通入氢气或氩气以及碳源气体,将纳米钨氧化物碳化为纳米碳化钨,将纳米钴、纳米镍还原为纳米钴、纳米镍,在纳米钴、纳米镍的催化作用下,制得纳米碳管。

具体实施案例如下:

将0.1mol钨酸铵和0.1mol硝酸钴分别溶于1L的浓度为1mol/L氨水溶液中,将二者混合,然后将其雾化,喷雾干燥器进气温度400℃,出气温度180℃,将制得的氧化物粉体材料放到微波等离子体腔体中,通入氢气和甲烷,微波功率500W,氢气流速标准状态下为50立方厘米每分钟, 甲烷流速标准状态下为3立方厘米每分钟,腔体内压力4kPa,合成反应时间30min。即可得到分散均匀的纳米碳管-纳米碳化钨复合粉体33.8克,所获得的粉体材料为纳米级的钨钴、钨镍或钨铁氧化物粉末的团聚体,具有优异摩擦学性能。

 

 

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