由于超細粉體具有表面效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應,它與同組成的晶體材料相比,在催化、光學、磁學和力學等方面具有許多特殊的性能,故在醫學、微電子、核技術等領域中具有許多重要的應用。

    “等離子制粉”就是指用等離子體作熱源來提供氣相合成過程中能量條件的一種新型制粉工藝。一般用此工藝制取粒徑微小的超細粉,普通工藝難以制備微粉,或者是具有某些特殊表面性能的粉體。

    目前,人工獲得等離子體的主要方法有: ①電子沖擊法; ②射線輻照法; ③光電離法;④激光等離子體法; ⑤激波等離子體法等。其中電子沖擊法是已獲得廣泛應用的工業等離子體生産方法。生産用等離子制粉設備主要包括:反應、冷卻、收集3大部分。冷卻、收集裝置大多類似,而反應器按産生等離子體的方式可分為直流型、高頻型及微波型等。

    1、直流(DC) 等離子體制粉

    直流等離子體制粉就是靠直流電源來産生等離子體,從而造成超微顆粒形成條件的。直流等離子體制粉具有電源不怕幹擾、弧柱穩定、輻射小、功率大等優點,但其顯著缺點是存在電極腐蝕和電極污染問題。

    如果以大塊固體作原料,可讓原料作為一極,在其與另一電極間直接加電場而起弧,産生等離子體,該法又可稱為電弧法。

    2、高頻(RF) 等離子體制粉

    高頻等離子體制粉就是靠高頻電磁感應線圈提供能量來産生等離子體,從而造成超微顆粒形成條件的。由于該方法無電極,因此等離子炬非常純淨,而且其等離子氣的流速較小,加熱效率較高,但RF 易受幹擾而不穩定,且其電效率較低。

    3、微波(MP) 等離子體制粉

    微波等離子體制粉技術是進入20 世紀90 年代以來,最新發展起來的新型超細粉體制備技術。以微波作為産生等離子體的熱源,與直流和高頻等離子體相比,具有許多獨特的優點:

    ① 活性大。微波放電等離子體有更高的電子溫度,可在更低的氣壓下工作,因此可以提供更高的電離度和離解度。

    ② 無污染。微波放電時沒有内部電極,避免了電子材料濺射對等離子體造成的污染,可獲得純淨的等離子體,适合高純度物質的制備和處理。

    ③ 激發範圍廣。微波等離子體的發射光譜比用其他方法對同種氣體放電時的譜帶更寬,且微波放電生成的激發态粒子的壽命更長。

    ④ 便于控制。利用所謂的“空洞結構”微波等離子體可被傳輸和控制在特定的空間。基于以上優點,微波等離子體在材料制備的應用方面具有巨大潛力和工業應用價值,因此成為了國内外研究的熱點,近幾年有關用微波等離子體直接合成納米粉體的報導日漸增多。

    利用等離子體技術制備納米材料促成了一系列的工藝革新和巨大的技術進步,特别是在利用高頻、直流等離子體方面已完全可以滿足工業化的需要,同時微波等離子技術開辟了等離子制粉的新領域。


(來源:中國粉體網)

2013年05月10日

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幾種等離子體法制備超細粉體概述

由于超細粉體具有表面效應、小尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應,它與同組成的晶體材料相比,在催化、光學、磁學和力學等方面具有許多特殊的性能,故在醫學、微電子、核技術等領域中具有許多重要的應用。&ld

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