CN101433960A - 金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属纳米颗粒的表面处理技术，具体为一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术。解决现有技术中存在的纳米粉体表面张力所致而形成的颗粒团聚的问题。方法是在－5℃——0℃的情况下，切割频率设定在每分钟5500次——6000次的情况、下生产纳米铁粉或者是有色金属纳米粉体颗粒材料，再分别分选出D3＝31nm、D25＝61.1nm D50＝80nm、D75＝86.13nm、D97＝100.6nm的颗粒分布集中的粉体材料，而后再对金属纳米颗粒继续厚度为：2nm－3nm的防氧化包覆，在－5℃——0℃状况下进行每分钟 6000转/分——8000转/分高速运转研磨，要求研磨时间控制在5分钟——8分钟之间，这时的粉体颗粒材料的表面张力几乎为零，从而达到了粉体颗粒材料零团聚的目的。

Description

金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术

技术领域

本发明涉及一种金属纳米颗粒的表面处理技术，具体为一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术。

背景技术

目前世界各国在使用金属纳米粉体材料和非金属纳米粉体颗粒材料时都不同程度的存在着粉体颗粒团聚的问题，这样就造成了在使用中的极大困难。如喷涂、喷嵌、喷射等新型工艺就是因为纳米金属粉体颗粒的团聚导致成型困难或者基本无法执行工艺和造成工艺器械严重损坏或者大大降低了器械的使用寿命。

目前国际和国内金属粉体材料使用技术存在的主要问题为，目前世界上多数国家都使用化学法制作金属纳米粉体颗粒材料，化学法制作解决了在制作中的团聚问题，但是在金属成为纳米粉体颗粒材料后并没有消除金属颗粒表面的张力，所以导致金属粉体颗粒材料在使用中由于金属颗粒表面张力所致而形成的颗粒团聚，从而导致在使用中添加化学分解剂进行团聚颗粒的分解才能正常使用，但是这样就会带来使用难度的增加和化学污染，同时降低了使用效率。

另外化学法还存在着无法工业化规模生产、能耗高、污染大和加工成型二次污染等问题。

专利申请号为2006100481685记载了一种金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺，该专利申请记载了一种全新的零界颗粒切割金属纳米粉体材料工艺，以铁粉为例，步骤包括，将铁粉置于—10℃～+15℃的加工温度状态下，然后对铁粉颗粒进行高速切割，每分钟控制在5000～6000次，然后对切割后的铁粉颗粒已6000转/分钟的高频研磨，再进行物理还原，表面包覆处理，最后分级分选即可得到产品。此项技术能够加工出不同纳米级别的铁粉，利用该方法生产出特定颗粒直径的铁粉具有以往技术无法生产出的优异特性，而且经过发明人的研究发现，在该工艺中提高或者降低加工“切割”频率并相应地调整“加工温度”后也能生产出的各个不同级别的纳米铁粉或者其它金属粉，而且特性有着明显的区别，经过分级分选和配比后可广泛用于不同行业或领域。该专利申请所记载的技术方案是申请人在纳米金属粉末材料加工技术领域首次提出了“切割”这一加工的概念，利用研磨介质之间的相对高速往复碰撞和摩擦即可将原料金属粉加工至纳米级别，而这种研磨介质在单位时间内的高速往复运动的次数可以称为“频率”，其对原料的粉碎过程可称为“切割”；并且提出了具体的加工参数，并且通过实践证明了通过设定相应的“切割”频率和控制相应的加工温度就可以加工出优质纳米铁粉这一技术方案。

专利申请号为2006101620469公开了一种金属微、纳米颗粒包覆工艺，该申请的技术方案能在金属粉体材料的表面形成一层厚度为1nm—3nm的高质量防氧化保护层，以下称为“DQ包覆法”。想较传统的纳米金属粉末的包覆工艺，该技术方案包覆率更高，抗氧化时间更长。

结合以上技术开发出更有效的防团聚技术就成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的纳米粉体表面张力所致而形成的颗粒团聚的问题而提供了一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术。

本发明是由以下技术方案实现的，一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术，方法是在-5℃——0℃的情况下，切割频率设定在每分钟5500次——6000次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的纳米铁粉或者是有色金属纳米粉体颗粒材料，再分别分选出(80nm为例)D3＝31nm D25＝61.1nmD50＝80nm D75＝86.13nm D97＝100.6nm的颗粒分布集中的粉体材料，而后再对金属纳米颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上，将包覆后的金属纳米粉体颗粒材料，在-5℃——0℃状况下进行每分钟6000转/分--8000转/分高速运转、研磨，粉体颗粒材料在高速运转、研磨中逐步将本身的表面张力消除，要求研磨时间控制在5分钟---8分钟之间，这时的粉体颗粒材料的表面张力几乎为零，从而达到了粉体颗粒材料零团聚的目的。在达到粉体颗粒材料零团聚目的的同时，还可以对粉体颗粒材料的表面进行研磨修饰，使其粉体颗粒表面光滑，利于未来的成型工艺。

本发明技术优势

1、本发明的技术优势一是：从根本上解决了粉体颗粒材料在存放和使用中的团聚问题。

2、本发明的技术优势二是：解决了新型工艺在使用金属纳米粉体颗粒材料中，因为团聚而造成的难题。

3、本发明的技术优势三是：大大降低了粉体颗粒材料在使用中的成本，本技术的使用成本只有美国粉体颗粒材料使用成本的1/5。

4、本发明的技术优势四是：大幅度提高了金属纳米粉体颗粒材料在新型工艺中的使用价值。

5、本发明的技术优势五是：减少了新型成型工艺中器械损坏的概率，从原来的21％降低到本技术的1.31％。

6、本发明的技术优势六是：解决了成型中密度不一，强度不同，表面不光滑的难题。

具体实施方式

实施例1，一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术，方法是在-5℃的情况下，切割频率设定在每分钟6000次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的纳米铁粉或者是有色金属纳米粉体颗粒材料，再分别分选出(80nm为例)D3＝31nm D25＝61.1nm D50＝80nm D75＝86.13nm D97＝100.6nm的颗粒分布集中的粉体材料，而后再对金属纳米颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上，将包覆后的金属纳米粉体颗粒材料，在-5℃状况下进行每分钟8000转/分高速运转、研磨，粉体颗粒材料在高速运转、研磨中逐步将本身的表面张力消除，要求研磨时间控制在5分钟---8分钟之间。

以上的切割的具体操作可以参考背景技术中提到的金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺，只是参数做出相应的调整即可。防氧化包覆操作可参考背景技术金属微、纳米颗粒包覆工艺。

实施例2，一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术，方法是在0℃的情况下，切割频率设定在每分钟5500次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的纳米铁粉或者是有色金属纳米粉体颗粒材料，再分别分选出(80nm为例)D3＝31nm D25＝61.1nm D50＝80nm D75＝86.13nm D97＝100.6nm的颗粒分布集中的粉体材料，而后再对金属纳米颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上，将包覆后的金属纳米粉体颗粒材料，在0℃状况下进行每分钟6000转/分高速运转、研磨，粉体颗粒材料在高速运转、研磨中逐步将本身的表面张力消除，要求研磨时间控制在5分钟---8分钟之间。

实施例3，一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术，方法是在-3℃的情况下，切割频率设定在每分钟5750次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的纳米铁粉或者是有色金属纳米粉体颗粒材料，再分别分选出(80nm为例)D3＝31nm D25＝61.1nm D50＝80nm D75＝86.13nm D97＝100.6nm的颗粒分布集中的粉体材料，而后再对金属纳米颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上，将包覆后的金属纳米粉体颗粒材料，在-2℃状况下进行每分钟7000转/分高速运转、研磨，粉体颗粒材料在高速运转、研磨中逐步将本身的表面张力消除，要求研磨时间控制在5分钟---8分钟之间。

Claims (1)

1、一种金属纳米粉体表面张力和颗粒团聚处理技术，其特征是在-5℃——0℃的情况下，切割频率设定在每分钟5500次——6000次的情况下生产、加工粉体颗粒形状为球体的纳米铁粉或者是有色金属纳米粉体颗粒材料，再分别分选出D3＝31nm D25＝61.1nm D50＝80nm D75＝86.13nm D97＝100.6nm的颗粒分布集中的粉体材料，而后再对金属纳米颗粒继续厚度为：2nm-3nm的防氧化包覆，使其防氧化时间达到90小时以上，将包覆后的金属纳米粉体颗粒材料，在-5℃——0℃状况下进行每分钟6000转/分--8000转/分高速运转、研磨，粉体颗粒材料在高速运转、研磨中逐步将本身的表面张力消除，要求研磨时间控制在5分钟—8分钟之间。