TW202202638A - 包含奈米粒子及金屬材料之組成物及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種組成物,其包含至少第一金屬材料及複數個奈米粒子,該等奈米粒子中之至少一些連接至該第一金屬材料。一種組成物,其包含至少第一金屬材料及複數個奈米粒子,該等奈米粒子中之至少一些嵌入於該第一金屬材料中。一種組成物,其包含至少第一金屬材料及複數個奈米粒子。一種方法,其包含混合複數個奈米粒子及至少第一金屬材料。
Description
本發明主題係關於提供特性之獨特組合之組成物及材料以及方法。
金屬、合金及其複合物因其極佳的強度與重量比、耐腐蝕性及導熱率而在廣泛多種市場中使用。服務航空太空、防禦、運輸及消費型電子裝置市場之公司及組織正在尋找實現更薄、更輕、更強、更高功率及更高溫度設計之改良的材料特性。
本發明之例示性具體實例提供利用在奈米粒子與金屬材料(例如金屬基質)之間的鍵結而組織化的組成物。
根據本發明主題之第一態樣,提供一種組成物,其包含:
至少第一金屬材料,及
複數個奈米粒子,
該等奈米粒子中之至少一些連接至該第一金屬材料。
根據本發明主題之第二態樣,提供一種方法,其包含:
將複數個奈米粒子分散於至少第一金屬材料之中以形成分散組成物;
將該複數個奈米粒子併入該至少第一金屬材料中以形成合併組成物;及
使該複數個奈米粒子及該至少第一金屬材料反應以形成無機化合物,其中該等無機化合物中之至少一些包含與該等奈米粒子中之至少一些及該至少第一金屬材料的化學鍵。
本發明主題可參考附圖及以下對本發明主題之詳細描述而得以更充分理解。
除非另外定義,否則本文所用之所有術語(包括技術及科學術語)均具有與此發明主題所屬之所屬技術領域中具有通常知識者通常所理解相同之含義。應進一步理解,術語(諸如,常用詞典中所定義的彼等術語)應解釋為具有與其在相關技術及本發明的上下文中的含義一致的含義,且除非本文中明確地如此定義,否則將不會以理想化或過度正式意義進行解釋。
儘管術語「第一(first)」、「第二(second)」等在本文中用於指代各種物品(例如,第一金屬材料、第一元素、第一軸、第一區域、第一層、第一結構、第一反應器區段、第一反應室區域、第一排氣管等),但該等物品不受此等數字術語限制。此等數字術語僅用於分別鑑別各物品與另一物品。
如本文所用,表述「連接(attached)」係指任何種類之連接,包括幾何連接(包括但不限於在表面上、部分地嵌入型、嵌入型、互補形狀等)、化學(例如,離子或共價鍵結)凡得瓦爾力(van der Waals force)、氫鍵結、偶極子-偶極子等。機械鍵為兩個或更多個組分部分之間之間隙中的扭結,以使得其無法在不使原子之間之化學鍵斷裂或變形的情況下間隔開。因此,機械鍵與最弱的參與化學鍵一樣強(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781119044123.ch1)。化學鍵為能夠形成化合物之原子、離子或分子之間之持續引力。一般而言,強化學鍵結與在參與原子之間共用或轉移電子相關聯。分子間力之實例包括:離子化合物(與其他離子物之靜電力-強);離子-偶極子(離子物種與共價分子-中等強度-強);共價化合物(與其他共價物之凡得瓦爾力-弱)。
如本文所用,表述「奈米粒子(nanoparticle)」係指任何固體粒子(亦即,在室溫下呈固體),其中其三個尺寸中之至少一者為奈米級,亦即為1微米或更小。因此,該等奈米粒子包括廣泛多種粒子。奈米粒子當中(在廣泛多種其他粒子中)包括奈米管(例如,碳奈米管及氮化硼奈米管)、奈米薄片(例如,石墨烯及氮化硼奈米薄片)以及奈米倒鉤(亦即,具有結節(下文所定義)之奈米管或奈米薄片,例如氮化硼奈米倒鉤)。
所屬技術領域中具有知識者熟悉奈米管(單壁及多壁),例如碳奈米管及氮化硼奈米管之概念。如本文所用,表述「奈米管(nanotube)」涵蓋遠遠超過假設理想化的奈米管,亦即,其中每個原子均處於其適當的位置。為了明確描述如本文所用之表述「奈米管」與假設理想化的結構有關的範圍,表述「假設理想化的奈米管(hypothetical idealized nanotube)」在本文中用於指代所屬技術領域中具有知識者熟知的奈米管之理想化概念,其中不存在缺陷(亦即,無缺失原子、無錯位原子、原子之排列無差異等),亦即,如本文所用之表述「假設理想化的奈米管」係指由一或多個管壁(其中存在超過一個壁,各壁相對於彼此在內部或外部,例如其可為同軸的或實質上同軸的)組成的原子之排列,各壁包含原子之大體上管狀及連續排列(例如,在碳奈米管中呈六方晶格的碳原子;在氮化硼奈米管中呈六方晶格的交錯硼原子及氮原子)。
如本文所用之表述「奈米管」係指具有與相同長度、直徑及數目之壁之假設理想化的奈米管(上文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率(下文所定義)的原子(至少200個原子)之排列。如本文所定義之「奈米管」可在任何區域中具有任何數目個壁(亦即,一或多個)(亦即,奈米管可在其整個上方具有特定數目個壁,或一或多個區域可具有一種數目個壁,且其他區域可具有任何其他數目個壁。
如本文所用之表述「缺陷比率(defect ratio)」係指相關於假設理想化的結構錯位的原子在結構中之百分比,亦即,如本文所用之表述「具有與假設理想化的奈米管有關的百分之十或更低缺陷比率的原子之排列(arrangement of atoms that has a ten percent or lower defect ratio relative to a hypothetical idealized nanotube)」涵蓋與(相同長度、直徑及數目個壁之)假設理想化的奈米管的偏差之比例不超過10百分比的結構,該等偏差根據不對應於其在假設理想化的奈米管中之各別位置的位置中的原子在實際奈米管結構中之數目除以原子在假設理想化的奈米管中之位置之總數目(或自100百分比減去對應於其在假設理想化的奈米管中之各別位置的位置的原子在實際奈米管結構中之百分比相對於假設理想化的奈米管中之位置之總數目)而定量。單一偏差為假設理想化的奈米管中之單一原子經不同原子置換的情況,或單一偏移發生的情況。舉例而言,在比較原子在實際奈米管結構中之排列與原子在假設理想化的奈米管中之排列時,一組單一偏差可涵蓋原子(一個原子寬)周圍實際奈米管結構延伸之順序,其中原子之順序之對應的相對側上之原子(且不包括原子之順序)與原子在假設理想化的奈米管中之排列相比較。
所屬技術領域中具有知識者熟悉奈米薄片(單層及多層),例如碳奈米薄片(石墨烯)及氮化硼奈米薄片之概念。如本文所用,表述「奈米薄片(nanosheet)」涵蓋遠遠超過假設理想化的奈米薄片,亦即,其中每個原子均處於其適當位置。為了明確描述如本文所用之表述「奈米薄片」與假設理想化的結構有關之範圍,表述「假設理想化的奈米薄片(hypothetical idealized nanosheet)」在本文中用於指代所屬技術領域中具有知識者熟知的奈米薄片之理想化概念,其中不存在缺陷(亦即,無缺失原子、無錯位原子、原子之排列無差異等),亦即,如本文所用之表述「假設理想化的奈米薄片」係指由一或多個原子之排列組成的原子之排列(例如,在碳奈米薄片中呈六方晶格的碳原子;在氮化硼奈米薄片中呈六方晶格的交錯硼原子及氮原子)。
如本文所用之表述「奈米薄片」係指具有與相同尺寸及數目個層之假設理想化的奈米薄片(下文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率(下文所定義)的原子(至少200個原子)之排列。如本文所定義之「奈米薄片」可在任何區域中具有任何數目個層(亦即,其可為單個原子厚的,亦即單層,或其可具有兩層、十層、一百層等)(亦即,奈米薄片可在其整個上方具有特定數目個層,或一或多個區域可具有一種數目個層,且其他區域可具有任何其他數目個層。
如本文所用之表述「結節(nodule)」係指連接至奈米粒子但不為奈米粒子之一部分的任何原子之排列(例如,多原子結構)(亦即,結節具有與奈米粒子中之原子之排列不同的幾何結構及/或位向的原子之排列)。舉例而言,若奈米粒子可被認為具有晶體結構,且具有以下條件中之任一者的原子之排列連接至奈米粒子,則原子之排列為結節:晶體結構與奈米粒子相同但晶格尺寸不同,晶體結構與奈米粒子相同位向不同,或晶體結構不同於奈米粒子。
如本文所用之表述「金屬材料(metallic material)」係指包含一或多種金屬之任何材料,其亦可含有非金屬原子及/或化合物。所屬技術領域中具有知識者熟悉廣泛多種金屬、金屬合金及金屬基質複合物,且能夠容易地判定任何特定材料是否由一或多種金屬材料組成或包含一或多種金屬材料。代表性金屬包括鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑、鎶及以上中之任一者的合金以及包含以上中之任一者的複合物或以上中之任一者加上包含金屬、類金屬或非金屬元素之粒子的合金或包含金屬、類金屬或非金屬元素之組合的化合物。
如本文所用之表述「奈米倒鉤(nanobarb)」係指具有連接至至少一個奈米粒子之至少一個結節的奈米粒子複合物。
如本文所用之表述「氮化硼奈米倒鉤(boron nitride nanobarb)」係指包含至少一個氮化硼奈米管及結節之奈米倒鉤,該等結節包含硼及氮原子。
當材料之量描述為在至少特定值(或特定值或更少)或其類似值的範圍內,範圍由上下文界定,例如指定一個值(例如,「至少」值),且其他值可基於另一或多種指定材料(例如,在包含至少98.75重量%材料A、至少0.01重量%材料B及1.0重量%或更少其他元素之組成物中,材料A之最大重量百分比可為1.24重量%)之量而測定。本文中揭示:在一些具體實例中,第一參數為至少第一值,且在一些具體實例中,第一參數為至少第二值,此揭示內容亦意謂,在一些具體實例中,第一參數在第一值與第二值之間,且本文中之揭示內容之所有情形應如此理解:在一些具體實例中,值為至少第一值,且在一些具體實例中,值為至少第二值。
如上文所指出,根據本發明主題之第一態樣,提供一種組成物,其包含:
至少第一金屬材料,及
複數個奈米粒子,
該等奈米粒子中之至少一些連接至該第一金屬材料。
如上文所論述,如本文所用,表述「奈米粒子」係指任何固體粒子(亦即,在室溫下呈固體),其中該等粒子之三個尺寸中之至少一者為奈米級,亦即為1微米或更小。
在一些具體實例中,一或多個奈米粒子之高縱橫比(亦即,在一組限定的三個正交軸下,奈米粒子在平行於第一軸線之方向上之尺寸除以奈米粒子在平行於第二軸線之方向上之尺寸)為至少2:1(且在一些具體實例中,至少5:1,且在一些具體實例中,至少10:1)。在許多情況下,高縱橫比之奈米粒子為較佳的。
奈米粒子一般可具有任何適合之大小。在一些具體實例中,奈米粒子中之至少一些係直徑為200 nm或更小且長度為至少10 nm之奈米管。
奈米倒鉤一般可具有任何適合之大小。在一些具體實例中,奈米倒鉤中之至少一些之直徑為200 nm或更小,且長度為至少10 nm,且算術平均值表面粗糙度為至少1 nm。
奈米粒子可以各種方式中之任一者以及該等方式中之任一者之組合連接至金屬材料,且將奈米粒子連接至金屬材料之任何方式屬於本發明之此態樣之範圍內。將奈米粒子連接至金屬材料之方式之代表性實例在下文描述(但本發明主題之此態樣中之連接不僅限於本文所述之連接之實例及其組合)。奈米粒子可經由化學鍵結(例如,經由凡得瓦爾引力、靜電引力及離子-偶極子引力)連接至金屬材料,奈米粒子可經由機械鍵結(例如,經由間隙中的扭結,以使得其無法在不使原子之間之化學鍵斷裂或變形的情況下間隔開)物理連接至金屬材料,且奈米粒子可藉由化學連接及物理連接之組合連接至金屬材料。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,藉由至少一種選自機械鍵結及化學鍵結中之連接形式使奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,藉由使奈米粒子化學鍵結至至少一種無機化合物,且亦使無機化合物化學鍵結至第一金屬材料(亦即,化學鍵結至金屬材料之一或多個表面區域、化學鍵結至金屬材料之一或多個內部區域或化學鍵結至金屬材料之一或多個表面區域及一或多個內部區域兩者),奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。任何適合無機化合物可用於將奈米粒子連接至金屬材料,亦即,以使得(i)無機化合物之至少第一區域連接(例如,藉由機械鍵結或化學鍵結,尤其藉由化學鍵結)至奈米粒子,且(ii)無機化合物之至少第二區域連接(例如,機械鍵結或化學鍵結,尤其藉由化學鍵結)至金屬材料。適合無機材料之代表性實例包括氮化物及硼化物。在該等具體實例中之一些中,藉由使奈米粒子化學鍵結至兩種或更多種無機化合物,且亦使兩種或更多種無機化合物中之每一者化學鍵結至第一金屬材料(亦即,化學鍵結至金屬材料之表面區域及/或內部區域),奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,複數個奈米粒子中之至少一些中之每一者包含至少一個奈米管。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣中之任一者,複數個奈米粒子中之至少一些中之每一者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,奈米粒子中之至少一些包含結節。
結節可具有原子標度(例如,其可具有一或多個數量級為埃,例如2.5-6.6埃之尺寸),或其可大得多。
具有結節之一種類型之奈米粒子的代表性實例為外延h-BN/BNNT結構,其揭示於2018年3月22日申請之美國專利公開案2019/0292051中,該公開案之全部內容在此以引用之方式併入本文中。特定言之,2018年3月22日申請之美國專利公開案2019/0292051中關於外延h-BN/BNNT結構及如何製備該等結構之揭示內容以引用之方式併入本文中。如美國專利公開案2019/0292051中所述,結節可包含相對於奈米粒子外延的硼原子及氮原子之六方排列。該等結節、具有結節之奈米粒子及製備該等結構之方式更詳細地描述於下文。該等外延h-BN/BNNT結構在本文中亦稱為「氮化硼奈米倒鉤(boron nitride nanobarb)」。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第一態樣,第一金屬材料選自由以下組成之金屬材料之群:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑、鎶及以上中之任一者的合金以及包含以上中之任一者的複合物或以上中之任一者加上包含金屬、類金屬或非金屬元素之粒子的合金或包含金屬、類金屬或非金屬元素之組合的化合物。
如上文所指出,根據本發明主題之第二態樣,提供一種組成物,其包含:
將複數個奈米粒子分散於至少第一金屬材料之中以形成分散組成物;
將該複數個奈米粒子併入該至少第一金屬材料中以形成合併組成物;及
使該複數個奈米粒子及該至少第一金屬材料反應以形成無機化合物,其中該等無機化合物中之至少一些包含與該等奈米粒子中之至少一些及該至少第一金屬材料的化學鍵。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,複數個奈米粒子中之至少一些中之每一者包含至少一個奈米管。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,複數個奈米粒子中之至少一些中之每一者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,奈米粒子中之至少一些包含結節。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題之第二態樣,第一金屬材料選自由以下組成之金屬材料之群:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑、鎶及以上中之任一者的合金以及包含以上中之任一者的複合物或以上中之任一者加上包含金屬、類金屬或非金屬元素之粒子的合金或包含金屬、類金屬或非金屬元素之組合的化合物。
在一些具體實例中,根據本發明主題之第二態樣,該方法按順序包含(1)將複數個奈米粒子分散於至少第一金屬材料之中以形成分散組成物;隨後(2)將該複數個奈米粒子併入該至少第一金屬材料中以形成合併組成物;及隨後(3)使該複數個奈米粒子及該至少第一金屬材料反應以形成無機化合物,其中該等無機化合物中之至少一些包含與該等奈米粒子中之至少一些及該至少第一金屬材料的化學鍵(亦即,(1),隨後(2),且隨後(3),且在其他具體實例中,在(1)、(2)及/或(3)中之任一者之間可存在一些重疊(例如,一些反應(亦即,(3)),例如在合併期間10%化學鍵結可實現/可出現(亦即,(2));或在合併期間所有反應(或幾乎所有反應)可實現/可出現)。
反應可由溫度升高引起,例如升高至至少475℃。反應可由更高溫度引起,例如高至熔融發生之溫度,或甚至高於熔融發生之溫度。
在本文所述之本發明主題的態樣中之任一者中,金屬材料可具有任何適合之形狀或大小。在一些具體實例中,根據在適當時可包括或不包括本文所述之其他特點中之任一者的本發明主題,金屬材料中之至少一些可呈粉末形式。在該等具體實例中之一些中,粉末金屬材料之尺寸可為數十奈米至數百微米,且幾何結構但不限於平坦、球形及不規則。
如上文所指出,圖7為奈米粒子分散及併入金屬材料中之示意性圖示,且其描繪將金屬材料及奈米粒子負載在混合系統或裝置(圖7之頂部區)中,以分級處理模式將奈米粒子分散於金屬材料(圖7之中間區)中,且以瀑瀉處理模式將奈米粒子併入金屬材料(圖7之底部區)中。此類順序為根據本發明主題提供分散及合併(及視情況存在之至少一些反應)之方式的代表性實例。舉例而言,在一些具體實例中,分散藉由在奈米粒子存在之情況下使包含金屬材料之粒子分級處理(亦即,至少一些粒子分級處理至少一部分時間)來達成,及/或合併藉由在奈米粒子存在之情況下使包含金屬材料之粒子經歷瀑瀉處理(亦即,至少一些粒子經歷瀑瀉處理至少一部分時間)來達成。在一些具體實例中,分散及合併均藉由在奈米粒子存在之情況下使包含金屬材料之粒子經歷瀑瀉處理來達成。如本文所用之表述「分級處理(cascading)」係指粒子逐步地自一群粒子之一個部分移動至一群粒子之另一部分(例如,在數步,例如五次或六次跳躍內自一群粒子之右側(上部側)至一群粒子之左側(下部側))。如本文所用之表述「瀑瀉處理(cataracting)」係指粒子在單步內自一群粒子之一側移動至一群粒子之另一側(或實質上自一側至另一側)(例如,在一次跳躍內自一群粒子之右側或右側附近(上部側)至一群粒子之左側或左側附近(下部側))。瀑瀉處理涵蓋任何百分比之粒子之該移動,例如30百分比粒子、40百分比粒子、50百分比粒子、60百分比粒子、70百分比粒子、80百分比粒子、90百分比粒子或所有或實質上所有粒子經歷該移動(至少一部分時間)。
所屬技術領域中具有知識者熟悉提供分級處理及/或瀑瀉處理之方式,以及可達成分散及/或合併之其他粒子移動,且熟悉經由其可提供分級處理、瀑瀉處理及粒子移動的機器及裝置,且所有該等方式、機器及裝置包括在可用於根據本發明主題製造組成物且用於根據本發明主題執行方法的組件之範圍內。代表性實例包括球磨機(例如,行星式球磨機)、磨碎機等。
所屬技術領域中具有知識者熟悉調整涉及用於混合材料、將一種材料分散於另一種中、將一種材料併入另一種中等,以影響產物之特性及/或使特點至少存在於一定百分比之產物中(或努力避免存在於產物中之至少一些中的特點)之操作設備的各種參數。舉例而言,可將材料供應至球磨機中,且啟動球磨機。可在進行設計時改變或選擇許多參數,且所屬技術領域中具有知識者熟悉可如何改變或選擇此等參數以判定提供所要結果之組合及並不提供所要結果之組合。該等參數包括(但不限於)球磨機(或其他裝置)之特定設計(結構、幾何結構等)、任何組件或材料之粒度分佈、密度(或平均密度)及硬度、盤之負載(產率係數)、絕對角速度、小瓶之絕對角速度(或對應速度)、研磨時間(或涉及一或多個組件之不同角速度之方案的特殊性)等。
計算每單位重量粉末之功率的公式為:
P* = -ΦNb
mb
t(Wp
-Wv
)[ Wv 3
(Rv
-db
/2)/ Wp
+ Wp
Wv
Rp
]( Rv
-db
/2)/2πPW,
其中:
P* = 每單位重量粉末之功率;
Φ = 產率係數(0=空;1=三分之一滿;其他值憑經驗測定);
Nb
= 球數目;
mb
= 球質量;
t = 研磨時間;
Wp
= 盤之絕對角速度;
Wv
= 小瓶之絕對角速度;
Rv
= 小瓶中央與小瓶壁之距離;
db
= 球直徑;
Rp
= 盤中央與小瓶中央之距離;及
PW = 粉末重量。
藉由檢查產物,所屬技術領域中具有知識者可判定足夠的合併(例如,將奈米粒子併入金屬材料中)是否已達成,且進行調整,諸如在奈米粒子不完全合併時增大每單位重量粉末之功率(例如,根據上文所列之公式)。舉例而言,圖18展示奈米粒子不完全合併之實例(在表面上看見奈米倒鉤)。在製造圖18中所示之產物時施加的每單位重量粉末之功率為1.65 Whg-1
。為達成完全併入奈米粒子,每單位重量粉末之功率增加至2.2 Whg-1
。用2.2 Whg-1
獲得之產物展示於圖19中,該圖19展示奈米粒子完全合併。
根據本發明主題之第一態樣的組成物及藉由根據本發明主題之第二態樣之方法製造的組成物提供許多有用特性。已傳統地藉由加工硬化、晶粒細化、沉澱硬化或固溶體強化加強金屬。隨著此等傳統方法達至對粒度、溶解度及沉澱物大小及分散之基本限制,其改進量值持續減小。奈米管為具有吸引力的複合材料,不僅由於其不可思議的硬度、強度及縱橫比,且亦因為奈米管提供用於強化金屬、應力轉移之新穎機制。與短纖維複合物中之強化機制類似,利用奈米管與基質之間之鍵,應力可轉移至奈米管,從而顯著改善基質之特性。然而,奈米管實施為金屬基質複合物已受以下限制:金屬處理之高溫、奈米管與基質之間缺乏強鍵結或經由化學反應鍵結更強,但自奈米管清除原子,減少其長度,且因此減少其作用。由於高分解溫度、提供機械鍵結以及用於反應的原子及化學鍵結同時保護奈米管之氮化硼結節,氮化硼奈米倒鉤理想地適合於金屬基質複合物。
舉例而言,該等組成物可具有來自以下中之一或多種屬性:高導熱率、高熱擴散率、高熱穩定性、高強度、耐輻射性、中子吸收、耐疲乏性及其他特性,且因此可適用於製造廣泛多種產物,包括(但不限於):
(1)輕質結構材料(例如,機身;航空太空結構表皮),例如,因為奈米粒子可經由自基質負載轉移至奈米粒子賦予高強度。
(2)散熱材料,例如因為奈米粒子可賦予高導熱率及高熱擴散率,遠離熱源快速耗散能量。
如美國專利公開案2019/0292051中所述,外延h-BN/BNNT結構(氮化硼奈米倒鉤)包含至少第一氮化硼奈米管結構(下文所定義)及至少第一六方氮化硼結構(下文所定義),該第一六方氮化硼結構相對於該第一氮化硼奈米管結構外延(下文所定義)。
表述「氮化硼奈米管結構(boron nitride nanotube structure)」在本文中用於指代外延h-BN/BNNT結構之一部分,在該外延h-BN/BNNT結構中硼原子及氮原子呈具有與相同長度、直徑及數目之壁之理想化氮化硼奈米管(上文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率的原子之排列。
如本文所用之表述「六方氮化硼結構(hexagonal boron nitride structure)」係指外延h-BN/BNNT結構之一部分,在該外延h-BN/BNNT結構中硼及氮原子呈具有與相同形狀及數目個層之理想化六方氮化硼結構(下文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率的原子之排列。
如所屬技術領域中具有知識者所熟知,相關於晶體成核及晶體成長深入地使用表述「外延(epitaxial)」。
晶體經定義為以有序重複圖案排列—晶格—在所有三個空間維度中延伸之原子、分子或離子。晶體生長為預先存在之晶體隨著更多原子、分子或離子在晶格中以其有序位置添加而變得更大的過程。在晶體生長期間,為了使良好排序的晶體生長,原子、分子或離子必須落入正確晶格位置。當原子、分子或離子落入與理想化晶格中之位置不同之位置時,形成缺陷。典型地,晶格中之原子、分子或離子保持在適當位置,亦即,其無法容易地自其位置移動,且因此晶體生長常常不可逆,因為一旦分子或離子落入生長晶格中之位置,則該等分子或離子固定。
結晶典型地理解為包含兩個過程,亦即晶體成核及晶體生長。晶體成核為新晶體形成之情況(亦即,不存在預先存在之晶體;晶體生長為原子、分子或離子添加至現有晶體,亦即已成核之晶體(且視情況生長,亦即,添加至已成核之晶體中稱為晶體生長;添加至已成核且在一定程度上已生長之晶體中亦稱為晶體生長)中之情況。
外延係指特定位向之晶體在另一晶體上成核,其中該位向係藉由基礎晶體來測定。本文中陳述:第一結構(亦即,六方氮化硼結構)相對於第二結構(亦即,氮化硼奈米管結構)外延,此意謂[1]第二結構中之原子及[2]最接近第二結構之第一結構中之原子彼此相關以使得呈對應於第二結構之理想化結構的原子彼此相關地排列的方式排列,亦即其以由在第一結構上使第二結構成核且在成核的第二結構上使第二結構生長產生(或將產生)之方式排列。
因此,如本文所用之表述「相對於氮化硼奈米管結構外延的六方氮化硼結構(hexagonal boron nitride structure that is epitaxial with respect to the boron nitride nanotube structure)」(及類似表述,例如「相對於氮化硼奈米管結構各自外延的六方氮化硼結構(hexagonal boron nitride structures that are each epitaxial with respect to the boron nitride nanotube structure)」、「至少一種六方氮化硼結構中之各者相對於氮化硼奈米管結構外延(each of the at least one hexagonal boron nitride structure(s) is/are epitaxial with respect to the boron nitride nanotube structure)」、「相對於氮化硼奈米管結構外延的六方氮化硼(hexagonal boron nitride that is epitaxial with respect to the boron nitride nanotube structure)」等)意謂每個該六方氮化硼結構、[1]六方氮化硼結構中之原子及[2]最接近六方氮化硼結構之氮化硼奈米管結構中之原子彼此相關以呈理想化六方氮化硼結構(下文所論述)之原子彼此相關地排列的方式排列,亦即,其以由在氮化硼奈米管結構上使六方氮化硼結構成核且在成核的六方氮化硼結構上使六方氮化硼結構生長產生(或將產生)的方式排列。
如本文所用之表述「理想化六方氮化硼結構(idealized hexagonal boron nitride structure)」對應於所屬技術領域中具有知識者熟知的六方氮化硼之概念,其中不存在缺陷(亦即,無缺失原子、無錯位原子、原子之排列無差異等),亦即,如本文所用之表述「理想化六方氮化硼(idealized hexagonal boron nitride)」係指由一或多個層(其中存在超過一個層,各層與至少一個其他層接觸,例如層堆疊)組成的原子之假設排列,各層包含硼原子及氮原子之排列,其對應於無缺陷六方氮化硼晶體。如所屬技術領域中具有知識者所熟知,六方氮化硼晶體中之硼原子及氮原子以硼原子及氮原子在其中交替的重複的六方圖案排列。
六方氮化硼之特徵在於由與高度極性B-N鍵強結合的硼及氮原子構成之二維蜂巢式晶格之堆疊。六方氮化硼之層一般以AA'堆疊模式堆疊,亦即,在一層中帶有部分正電荷之硼原子存在於鄰近層上帶相反電荷之氮原子上。
如本文所用之表述「六方氮化硼」係指具有與相同尺寸及數目個層之原子之理想化六方氮化硼排列(下文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率的原子(至少100個氮原子及至少100個硼原子)之排列。因此,如本文所用之表述「六方氮化硼」涵蓋熟知六方氮化硼,其特徵在於由與高度極性B-N鍵強結合的硼及氮原子構成之二維蜂巢式晶格之堆疊,且其中六方氮化硼層一般以AA'堆疊模式堆疊,亦即,在一層中帶有部分正電荷之硼原子存在於鄰近層上帶相反電荷之氮原子上。
圖1示意性地描繪可用於製造外延h-BN/BNNT結構以及包含外延h-BN/BNNT結構之組成物及/或聚集體的設備10之代表性具體實例。圖2為圖1之放大部分,展示設備10之部分。
設備10包含電漿產生器11、軸環區域12、第一反應器區段13(其界定第一反應室區域)及第二反應器區段14(其界定第二反應室區域)。表述「電漿(plasma)」在本文中根據其熟知含義使用以指代當足夠的能量經提供至氣體以使電子自原子或分子釋放且因此允許離子及電子共存時產生的物質(亦稱為物質之第四狀態,亦即,固體、液體、氣體、電漿)。
電漿產生器11包含壁15、電磁波產生器及波導16及電花波源17。波導為電感器,且呈若干匝(正常地三匝至六匝)線圈,例如銅管(1/4''及以上)之形式。銅線圈為非磁性線圈,其提供高電導率。多個匝經定義為匹配電感器之電感及電阻,從而提供與高頻率電源輸出之匹配。
電漿產生器11之壁15包含RF可透射區域18,其為射頻可透射的(亦即,RF可透射的)、導電性的及非磁性的。可製造出RF可透射區域18之適合材料之代表性實例為氧化鋁。
AC電源19將射頻能量供應至電磁波產生器16,其在複數個選自數十千赫茲至數千千兆赫之範圍內之頻率下產生電磁波,且該等電磁波通過電漿產生區域11之壁15之RF可透射部分18。
電漿產生器間隙21在電漿產生器11內部。
電花波源17包含可移動電極29及放電突出部分30。可移動電極29經組態以可控制地延伸至包含最大磁場密度及最大電場密度之電漿產生器間隙21的區域中。放電突出部分30由導電性非磁性材料構成,且經組態以在可移動電極29接近時形成放電點,該放電形成電漿。可移動電極29經組態以在該放電之後自最大磁場密度及最大電場密度之區域回縮出來。
電漿產生器11具有一或多個端口20,可經由該一或多個端口20將材料(例如,氮氣)引入電漿產生器間隙21中。
電漿產生器11具有羽流開口22,電漿產生器11中產生之電漿之羽流經由該羽流開口22進入軸環區域12內部之軸環間隙23。
軸環區域12包含至少一個反應物饋料開口24,可經由該至少一個反應物饋料開口24將原料(例如,硼粉末、氮化硼、碳化硼、三氧化硼、硼酸等)視情況與載氣一起引入(例如,注射)至軸環間隙23中(及至電漿羽流中)。
第一反應器區段13可包含一或多個入口端口25以提供進入第一反應器區段13內部之第一反應室區域26的入口。一或多個入口端口25(若包括在內)可提供用於診斷學(諸如對反應進行光學監測)、用於將結構插入反應室(例如中止調器,諸如線或網狀物)中或用於移除產物的入口。
類似地,第二反應器區段14可包含一或多個入口端口27以提供進入第二反應器區段14內部之第二反應室區域28的入口。一或多個入口端口27(若包括在內)可提供用於診斷學(諸如對反應進行光學監測)、用於將結構插入反應室(例如中止調節劑,諸如線或網狀物)中或用於移除產物的入口。
設備10進一步包含電漿產生器11外部之外殼31以實現冷卻及/或以提供氣體/液體密封。在圖1中所描繪之具體實例中,外殼31相對於電漿產生器11實質上同軸,其中電漿產生器11作為內管,且外殼31作為外管。在外殼31之末端處的孔洞32使得冷卻液,例如水能夠流入外殼31內之腔室33之底部(以所描繪之位向)中且流出腔室33之頂部。外殼31亦幫助密封電漿產生器11,由此幫助避免或減少任何電漿及氣體滲漏。外殼31較佳地為RF可透射的。可製造出外殼31之適合材料之代表性實例包括石英及陶瓷材料。
在一些具體實例中,產物可連續地或半連續地(例如,藉由攜帶產物自第一反應室區域26及/或第二反應室區域28離開之傳送器)(亦即,並非分批)操作自第一反應室區域26及/或第二反應室區域28移除。
出口端口34在第二反應器區段14中形成,且第一排氣管35連接至出口端口34。壓力調節器36連接至第一排氣管35,且第二排氣管37連接至壓力調節器36,由此可耗盡氣體(例如,氮氣、氬氣及氫氣),且可調控第一反應室區域26及第二反應室區域28內之壓力。任何適合壓力調節器(例如,針閥)可用作壓力調節器36。
在上文之論述中,電漿產生器為感應耦合式電漿產生器。作為替代方案,電漿產生器可能實際上為DC弧電漿產生器(亦即,由DC電源驅動之電漿產生器)。所屬技術領域中具有知識者熟悉DC弧電漿產生器,且可使用任何該電漿產生器配置。在一些具體實例中,感應耦合式電漿產生器有利於(相對於DC弧電漿產生器)製造包含具有相對於氮化硼奈米管外延之六方氮化硼結構之氮化硼奈米管的組成物及/或聚集體,因為感應耦合式電漿產生器提供更大電漿體積、更低電漿氣體速度及更長反應時間。另外,由於感應耦合式電漿產生器中電極不存在,感應耦合式電漿產生器可相對不需要維護,且(不同於DC弧電漿產生器,其必須包括電極)在材料正在製造時不會自電極引入污染。
電漿羽流之功率密度及體積可藉由改變進入電漿產生器中之輸入功率、藉由改變電漿產生器間隙21內之壓力及/或藉由改變供應至設備10之材料(例如,氮氣、硼粉末與氮氣載劑等)之流速來加以調整。
可藉以製造外延h-BN/BNNT之方法之一個特定代表性具體實例包含:
將50公升/分鐘氮氣及氫氣之混合物(96質量份氮氣及4質量份氫氣)供應至如圖1中所描繪之設備10之電漿產生器間隙21(經由如圖1中所描繪之設備10之端口20)中,該設備之特徵進一步在於電漿產生器11之外徑為3.5吋,電漿產生器11之內徑為2.0吋,電漿產生器11之長度(垂直於圖1中描繪之位向)為10.0吋,軸環區域12之外徑為3.5吋,軸環區域12之內徑為1.40吋,軸環區域12之長度(豎直於圖1中描繪之位向)為3.0吋,羽流開口22之直徑(電漿產生器間隙21與軸環間隙23之間之連接區段)為1.38吋,反應物饋料開口24為沿軸環區域12之長度的一半,第一反應器區段13之內徑為8.0吋,第一反應器區段13之長度(垂直於圖1中描繪之位向)為24吋,第二反應器區段14之內徑為8.0吋,第二反應器區段14之長度(垂直於圖1中描繪之位向)為24吋(亦即,第一反應器區段13及第二反應器區段14一起界定均勻直徑之圓柱狀腔室區域,其為第一反應腔室區域26及第二反應室區域28之組合,且直徑為8吋,且長度為48吋),且反應物饋料開口24之直徑為1/16吋;
藉由將35-45 kW供應至電磁波產生器16而電離電漿產生器間隙21中之氮氣及氫氣;且
將氮氣(例如,0.1至10.0公升/分鐘)中夾帶的20-90毫克/分鐘固體元素硼粉末(在進入設備10之前在室溫下)供應至軸環間隙中(經由反應物饋料開口24,在設備10內之最高溫度所在的位置處),
同時將介於10 psi至20 psi之範圍內之壓力(壓力可在此範圍內波動)維持在第一反應器區段13及第二反應器區段14內。
在此代表性具體實例中,軸環區域12之至少一部分內的溫度為約8,000 K,熱量由電漿提供,而第一反應器區段13及第二反應器區段14中之溫度在距軸環區域12之更遠距離處更低。
根據本發明主題之外延h-BN/BNNT結構相似於岩石糖果,其中(繼續具有類似性)氮化硼奈米管結構為鏈帶,且已成核及生長之六方氮化硼為糖。
在設備之最熱區域中未轉化成氮化硼奈米管結構之硼及氮離子在設備中過飽和,且該等硼及氮離子積聚在氮化硼奈米管結構上,其中其在氮化硼奈米管結構上使六方氮化硼結構成核(亦即,使具有硼及氮原子之結構在氮化硼奈米管結構上成核),及/或在先前成核之氮化硼結構上生長。
根據上述代表性具體實例形成之氮化硼奈米管結構之直徑一般(例如,其中90%或更多)介於3 nm至30 nm之範圍內。
根據上述代表性具體實例形成之氮化硼奈米管結構之長度一般(例如,其中90%或更多)介於10 nm至50微米之範圍內。
相對於根據上述代表性具體實例形成之氮化硼奈米管結構外延且覆蓋氮化硼奈米管結構的六方氮化硼之結節一般(例如,其中90%或更多)為1 nm至200 nm厚(且易於鑑別,例如在TEM影像中)。
圖3為外延h-BN/BNNT結構之圖示。
不由六方氮化硼結構覆蓋之氮化硼奈米管結構之部分及獨立氮化硼奈米管(若存在)非常光滑,且易於鑑別(例如,在穿透式電子顯微鏡影像(亦即,TEM影像)中)。表述「獨立氮化硼奈米管(independent boron nitride nanotube)」在本文中用於指代包含呈以下原子之排列的硼原子及氮原子的結構:[1]該原子之排列具有與相同長度、直徑及數目之壁之理想化氮化硼奈米管(上文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率,且[2]相對於該原子之排列不存在外延的六方氮化硼結構(亦即,相對於氮及硼原子不存在外延的六方氮化硼,該等氮及硼原子呈具有與理想化氮化硼奈米管有關的百分之十或更低缺陷比率的原子之排列)。
殘餘硼之部分(在上文所述之代表性具體實例之產物中)一般為非晶形的(且易於鑑別,例如在TEM影像中)。如本文所用之表述「殘餘硼」係指包含(或主要包含)硼及/或硼化合物之凝集塊。代表性產物包含65質量份外延h-BN/BNNT結構及35質量份殘餘硼及/或獨立六方氮化硼(典型地包括不超過1質量份獨立六方氮化硼)。表述「獨立六方氮化硼(independent hexagonal boron nitride)」在本文中用於指代包含呈一原子之排列的硼原子及氮原子之結構(或各自包含該等硼原子及氮原子之複數種結構):[1]該原子之排列具有與相同形狀及數目個層之理想化六方氮化硼結構(上文所論述)有關的百分之十或更低缺陷比率,且[2]相對於該原子之排列不存在外延的六方氮化硼結構(亦即,相對於該氮化硼奈米管,具有與理想化六方氮化硼結構有關的百分之十或更低缺陷比率的原子之排列,不存在外延的氮化硼奈米管)。
一般而言,增加(亦即,高於4重量%)氫氣在供應至設備10之端口20中的氮氣及氫氣之混合物中之比例會增大所形成之外延六方氮化硼結構之量,且減小氫氣在供應至設備10之端口20中的氮氣及氫氣之混合物中之比例(亦即,低於4重量%)減少所形成之外延六方氮化硼結構之量)。儘管本發明主題不限於任何特定理論,但咸信在供應至端口20中之混合物中所供應的氫氣提供幫助六方氮化硼結構在氮化硼奈米管結構上成核之能量。
經由反應物饋料開口24(直徑為1/16吋)將0.1至10.0公升/分鐘氮氣中夾帶的固體元素硼粉末供應至軸環間隙中等於約53.3 cm/s-5,330 cm/s之氮氣流速。儘管本發明主題不限於任何特定理論,咸信此高的氮氣流速會使大量硼未反應地穿過正在形成氮化硼奈米管結構之區域,由此提供可涉及在因此形成之氮化硼奈米管結構上使六方氮化硼成核的硼。
在採用更大設備之情況下,將增大夾帶硼饋料之氮氣流速以調整氫氣及硼將未反應地通過的更大反應區域。類似地,在更大流速的氮氣及氫氣供應至電漿產生器間隙21(例如,在更大設備中)之情況下,供應至電磁波產生器16之功率將充分增大以電離氮氣及氫氣。
以下為一系列編號段落(亦即第1-217段),其中之各者在本發明主題之範圍內限定主題:
1. 一種組成物,其包含:
至少第一金屬材料,及
複數個奈米粒子,
該等奈米粒子中之至少一些連接至該第一金屬材料。
2. 如第1段所述之組成物,其中第一金屬材料包含至少一種選自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
3. 如第1至2段中任一段所述之組成物,其中該第一金屬材料包含至少一種來自由元素金屬、金屬合金、金屬基質複合物組成之類型之群的類型。
4. 如第1至3段中任一段所述之組成物,其中該第一金屬材料包含至少一種來自由以下組成之形式之群的形式:粉末、薄片、盤、桿、管、條、丸粒、晶粒、通道、角形、梁、網狀物及球形。
5. 如第1至4段中任一段所述之組成物,其中該第一金屬材料包含具有至少一種來自由以下組成之形狀之群的形狀的粒子之粉末:針狀、不規則桿狀、片狀、樹枝狀、球形、不規則的、圓的、多孔的及角形。
6. 如第1至5段中任一段所述之組成物,其中該第一金屬材料包含粒子之粉末,其中各粒子包含至少30奈米之最小尺寸。
7. 如第1至6段中任一段所述之組成物,其中該第一金屬材料包含粒子之粉末,其中各粒子包含1000微米或更小之最大尺寸。
8. 如第1至7段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米管。
9. 如第1至8段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
10. 如第1至9段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
11. 如第1至10段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含奈米倒鉤。
12. 如第1至11段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及至少一個氮化硼奈米倒鉤。
13. 如第1至12段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及至少一個氮化硼奈米倒鉤。
14. 如第1至13段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
15. 如第1至14段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些藉由至少一種選自機械鍵結及化學鍵結中之連接形式連接至第一金屬材料。
16. 如第1至15段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
17. 如第1至16段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
18. 如第1至17段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料,且其中藉由使奈米粒子化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
19. 如第1至18段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結且化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
20. 如第1至19段中任一段所述之組成物,其進一步包含複數種無機化合物,其中無機化合物中之至少一些連接至該等奈米粒子及第一金屬材料兩者。
21. 如第20段所述之組成物,其中無機物中之至少一些包含硼化物化合物。
22. 如第20至21段中任一段所述之組成物,其中無機化合物中之至少一些包含氮化物化合物。
23. 如第20至22段中任一段所述之組成物,其中無機化合物中之至少一些包含至少一種硼化物化合物,其包含元素硼及至少一種選自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
24. 如第20至23段中任一段所述之組成物,其中無機化合物中之至少一些包含至少一種氮化物化合物,其包含元素氮及至少一種選自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
25. 如第20至24段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子化學鍵結至至少一種無機化合物,且亦使至少一種無機化合物化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
26. 如第20至25段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子化學鍵結至至少一種無機化合物,且使奈米粒子機械鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
27. 如第20至26段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結至至少一種無機化合物,且使至少一種無機化合物化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
28. 如第20至27段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結至至少一種無機化合物,且亦使至少一種無機化合物機械鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
29. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少98.75重量%金屬材料,且包含至少0.01重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
30. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少98.5重量%金屬材料,且包含至少0.376重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
31. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少98.25重量%金屬材料,且包含至少0.626重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
32. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少98.0重量%金屬材料,且包含至少0.876重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
33. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少97.75重量%金屬材料,且包含至少1.126重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
34. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少97.5重量%金屬材料,且包含至少1.376重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
35. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少97.25重量%金屬材料,且包含至少1.626重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
36. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少97.0重量%金屬材料,且包含至少1.876重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
37. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少96.75重量%金屬材料,且包含至少2.26重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
38. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少96.5重量%金屬材料,且包含至少2.376重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
39. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少96.25重量%金屬材料,且包含至少2.626重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
40. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少96.0重量%金屬材料,且包含至少2.876重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
41. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少95.75重量%金屬材料,且包含至少3.126重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
42. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少95.5重量%金屬材料,且包含至少3.376重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
43. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少95.25重量%金屬材料,且包含至少3.626重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
44. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少95.0重量%金屬材料,且包含至少3.876重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
45. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少94.75重量%金屬材料,且包含至少4.126重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
46. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少94.5重量%金屬材料,且包含至少4.376重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
47. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少94.25重量%金屬材料,且包含至少4.626重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
48. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少94.0重量%金屬材料,且包含至少4.876重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
49. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少93.0重量%金屬材料,且包含至少5.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
50. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少92.0重量%金屬材料,且包含至少6.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
51. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少91.0重量%金屬材料,且包含至少7.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
52. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少90.0重量%金屬材料,且包含至少8.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
53. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少89.0重量%金屬材料,且包含至少9.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
54. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少86.5重量%金屬材料,且包含至少11.26重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
55. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少84重量%金屬材料,且包含至少13.76重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
56. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少81.5重量%金屬材料,且包含至少16.26重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
57. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少79.0重量%金屬材料,且包含至少18.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
58. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少74.0重量%金屬材料,且包含至少22.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
59. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少69重量%金屬材料,且包含至少27.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
60. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少64重量%金屬材料,且包含至少32.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
61. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少59重量%金屬材料,且包含至少37.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
62. 如第1至28段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少54重量%金屬材料,且包含至少42.6重量%奈米倒鉤,且包含1.0重量%或更少其他材料。
63. 如第1至62段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含至少92.9重量%鋁,包含至少2重量%銅,且包含6.0重量%或更少其他材料。
64. 如第1至62段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含至少97.5重量%鋁,包含至少0.2重量%錳,且包含2.2重量%或更少其他材料。
65. 如第1至62段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含至少85.0重量%鋁,包含至少1.0重量%矽,且包含3.0重量%或更少其他材料。
66. 如第1至62段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含至少93.5重量%鋁,包含至少0.4重量%鎂,且包含2.6重量%或更少其他材料。
67. 如第1至62段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含至少95.5重量%鋁,包含至少0.4重量%矽,且包含至少0.5重量%鎂,且包含3.0重量%或更少其他材料。
68. 如第1至62段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含至少0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含至少85.5重量%鋁,包含至少1.0重量%鋅,且包含5重量%或更少其他材料。
69. 一種鋁基質複合物,其包含:
鋁、複數個奈米倒鉤,
其中該等奈米倒鉤分散於鋁內;
其中鋁中之至少一些化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面;且
其中鋁中之至少一些機械鍵結至該等奈米倒鉤之外表面。
70. 如第69段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為5重量%或更少,且如藉由ASTM標準B557M所量測之極限抗張強度為至少2 GPa。
71. 如第69至70段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為10重量%或更少,且在斷裂之前如藉由ASTM標準B557M所量測之對抗張應力之阻力為至少10 GPa。
72. 如第69至71段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為5重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少300 W/mK。
73. 如第69至72段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為10重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少350 W/mK。
74. 如第69至73段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為15重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少400 W/mK。
75. 一種銅基質複合物,其包含:
複數個銅、複數個奈米倒鉤,
其中該等奈米倒鉤分散於銅內;且
其中至少一些銅化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面。
76. 如第75段之銅基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為5重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少450 W/mK。
77. 如第75至76段中之任一段之銅基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為10重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少500 W/mK。
78. 如第75至77段中之任一段之銅基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為15重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少550 W/mK。
79. 一種鋁基質複合物,其包含:
鋁、複數個奈米倒鉤、複數種硼化鋁化合物及複數種氮化鋁化合物;
其中該等奈米倒鉤分散於鋁內;
其中鋁中之至少一些化學鍵結至該等硼化鋁化合物中之至少一些化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面;且
其中鋁中之至少一些化學鍵結至該等氮化鋁化合物中之至少一些化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面。
80. 如第79段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為5重量%或更少,且在斷裂之前如藉由ASTM標準B557M所量測之對抗張應力之阻力為至少2 GPa。
81. 如第79至80段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為10重量%或更少,且在斷裂之前如藉由ASTM標準B557M所量測之對抗張應力之阻力為至少10 GPa。
82. 如第79至81段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為5重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少300 W/mK。
83. 如第79至82段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為10重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少350 W/mK。
84. 如第79至83段中之任一段之鋁基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為15重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少400 W/mK。
85. 一種銅基質複合物,其包含:
銅、複數個奈米倒鉤、複數種硼化銅化合物及複數種氮化銅化合物;
其中該等奈米倒鉤分散於銅內;
其中至少一些銅化學鍵結至該等硼化銅化合物中之至少一些,其化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面;且
其中鋁中之至少一些化學鍵結至該等氮化銅化合物中之至少一些,其化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面。
86. 如第85段之銅基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為5重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少450 W/mK。
87. 如第85至86段中之任一段之銅基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為10重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少500 W/mK。
88. 如第85至87段中之任一段之銅基質複合物,其中奈米倒鉤之含量為15重量%或更少,且藉由熱盤瞬態平面源法所量測之導熱率為至少550 W/mK。
89. 一種產生金屬複合物之方法,其包含:
將複數個奈米粒子分散於至少第一金屬材料之中以形成分散組成物;
將該複數個奈米粒子併入該至少第一金屬材料中以形成合併組成物;及
使該複數個奈米粒子及該至少第一金屬材料反應以形成無機化合物,其中該等無機化合物中之至少一些包含與該等奈米粒子中之至少一些及該至少第一金屬材料的化學鍵。
90. 如第89段所述之方法,其中該方法之至少一部分在包含至少一種選自由以下組成之群的周圍環境中進行:空氣、氬氣、氮氣、氦氣、氖氣、氪氣、氙氣及氡氣。
91. 如第89至90段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個奈米管。
92. 如第89至91段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及至少一個氮化硼奈米倒鉤。
93. 如第89至91段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米倒鉤。
94. 如第89至93段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
95. 如第89至94段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及至少一個氮化硼奈米倒鉤。
96. 如第89至95段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
97. 如第89至96段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
98. 如第89至97段中任一段所述之方法,其中第一金屬材料選自至少一種來自由以下組成之金屬材料之群的金屬材料:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
99. 如第89至98段中任一段所述之方法,其中該分散使用至少一種選自由以下組成之混合系統之群的混合系統實現:超音波振盪器、超音波均質器、球磨機、滾動球磨機、行星式球磨機、磨碎機、帶式摻合器、槳式摻合器、管線摻合器、錐形摻合器、雙轉子摻合器、連續摻合器、氣動摻合器、滾動摻合器及摩擦攪拌器。
100. 如第89至99段中任一段所述之方法,其中該併入使用至少一種選自由以下組成之混合系統之群的混合系統實現:超音波振盪器、超音波均質器、球磨機、滾動球磨機、行星式球磨機、磨碎機、帶式摻合器、槳式摻合器、管線摻合器、錐形摻合器、雙轉子摻合器、連續摻合器、氣動摻合器、滾動摻合器及摩擦攪拌器。
101. 如第89至100段中任一段所述之方法,其中該方法之至少一部分在至少一種混合容器中進行。
102. 如第89至101段中任一段所述之方法,其中該方法之至少一部分在包含至少一種選自由以下組成之群的混合介質材料之混合介質存在之情況下進行:陶瓷、玻璃、鋼及塑膠。
103. 如第102段所述之方法,其中該混合介質具有選自由以下組成之混合介質形狀之群中之至少一者的形狀:球、珠粒及衛星。
104. 如第102至103段中任一段所述之方法,其中該混合介質之最小橫截面距離為至少0.05毫米。
105. 如第89至104段中任一段所述之方法,其中該方法之至少一部分在至少一種選自由以下組成之處理控制劑之群的製程控制劑存在之情況下進行:硬脂酸、氯化鈉、氯化鉀、硬脂酸鈉、醇、苯、蠟、乙酸雙十二烷基二甲基銨、十二烷、乙醇、乙酸乙酯、伸乙基雙二硬脂醯胺、庚烷、甲醇、辛烷、聚乙二醇、甲苯、1.2-雙(十二烷基羰基)乙-1-磺酸鈉、鋰-1,2-雙十二烷氧基羰基磺-胺丁二酸鹽、乙酸雙十二烷基二甲基銨、溴化雙十二烷基二甲基銨、三氯三氟乙烷及其他處理控制劑,諸如聚乙二醇、草酸、硼酸及硼砂。
106. 如第89至105段中任一段所述之方法,其中該介質填充含量為混合容器之體積的至少40%。
107. 如第89至106段中任一段所述之方法,其中轉速為至少20 RPM。
108. 如第89至107段中任一段所述之方法,其中介質與粉末之比為至少3比1。
109. 如第89至108段中任一段所述之方法,其中製程控制劑為金屬材料及奈米粒子之總和的5重量%或更少。
110. 如第89至109段中任一段所述之方法,其中混合系統分級處理混合介質。
111. 如第89至110段中任一段所述之方法,其中該介質填充含量為混合容器之體積的至少15%。
112. 如第89至111段中任一段所述之方法,其中轉速為至少50 RPM。
113. 如第89至112段中任一段所述之方法,其中介質與粉末之比為至少3比1。
114. 如第89至113段中任一段所述之方法,其中製程控制劑為金屬材料及奈米粒子之總和的5重量%或更少。
115. 如第89至114段中任一段所述之方法,其中該系統瀑瀉處理混合介質。
116. 如第89至115段中任一段所述之方法,其中該反應在由至少一種選自由以下組成之能源之群的能源提供之能量存在下進行:輻射、對流、傳導及動力。
117. 如第89至116段中任一段所述之方法,其包含提供來自至少一種選自由以下組成之能源之群的能源的能量:雷射、熱輻射體、微波、烘箱、熱交換器、鍋爐、摩擦攪拌器、冷噴霧、火焰噴霧、電漿噴霧、熱盤及焊炬。
118. 如第89至117段中任一段所述之方法,其中分散組成物經加熱至至少475攝氏度之溫度持續至少30秒。
119. 如第89至118段中任一段所述之方法,其中分散組成物在行星式球磨機中研磨。
120. 如第119段所述之方法,其中行星式球磨機轉速為至少300轉/分鐘。
121. 如第119至120段中任一段所述之方法,其中球與分散組成物比為至少10比1。
122. 如第119至121段中任一段所述之方法,其中環境包含氬氣。
123. 如第89至122段中任一段所述之方法,其包含將分散組成物加熱至至少475攝氏度之溫度。
124. 如第89至123段中任一段所述之方法,其包含將合併組成物加熱至至少475攝氏度之溫度。
125. 如第89至124段中任一段所述之方法,其中該方法之至少一部分在至少50 RPM之轉速下旋轉之容器中進行。
126. 如第89至125段中任一段所述之方法,其中第一金屬材料呈粉末形式,該方法之至少一部分在至少一種混合介質存在之情況下進行,且混合介質與粉末之比為至少3比1。
127. 如第89至126段中任一段所述之方法,其中該方法之至少一部分在製程控制劑存在之情況下進行,且製程控制劑為金屬材料及奈米粒子之總和的5重量%或更少。
128. 如第89至127段中任一段所述之方法,其中該方法之至少一部分在至少一種混合介質存在之情況下進行,且該方法之至少一部分包含瀑瀉處理混合介質。
129. 一種組成物,其包含:
至少第一金屬材料,
複數個奈米粒子,及
複數種無機化合物,
該等無機化合物中之至少一些連接至該等奈米粒子及該第一金屬材料兩者。
130. 如第129段所述之組成物,其中第一金屬材料包含至少一種來自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
131. 如第129至130段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米管。
132. 如第129至131段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
133. 如第129至132段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
134. 如第129至133段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含奈米倒鉤。
135. 如第129至134段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
136. 如第129至135段中任一段所述之組成物,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
137. 如第129至136段中任一段所述之組成物,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
138. 如第129至137段中任一段所述之組成物,其中無機物中之至少一些包含硼化物化合物。
139. 如第129至138段中任一段所述之組成物,其中無機化合物中之至少一些包含氮化物化合物。
140. 如第129至139段中任一段所述之組成物,其中硼化物化合物包含元素硼及至少一種來自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
141. 如第129至140段中任一段所述之組成物,其中氮化物化合物包含元素氮及至少一種來自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
142. 如第129至141段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子化學鍵結至至少一種無機化合物,且亦使至少一種無機化合物化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
143. 如第129至142段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子化學鍵結至至少一種無機化合物,且使奈米粒子機械鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
144. 如第129至143段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結至至少一種無機化合物,且使至少一種無機化合物化學鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
145. 如第129至144段中任一段所述之組成物,其中藉由使奈米粒子機械鍵結至至少一種無機化合物,且亦使至少一種無機化合物機械鍵結至第一金屬材料,奈米粒子中之至少一些連接至第一金屬材料。
146. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過98.75重量%金屬材料,且包含超過0.001重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
147. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過98.5重量%金屬材料,且包含超過0.376重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
148. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過98.25重量%金屬材料,且包含超過0.626重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
149. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過98.0重量%金屬材料,且包含超過0.876重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
150. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過97.75重量%金屬材料,且包含超過1.126重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
151. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過97.5重量%金屬材料,且包含超過1.376重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
152. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過97.25重量%金屬材料,且包含超過1.626重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
153. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過97.0重量%金屬材料,且包含超過1.876重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
154. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過96.75重量%金屬材料,且包含超過2.26重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
155. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過96.5重量%金屬材料,且包含超過2.376重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
156. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過96.25重量%金屬材料,且包含超過2.626重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
157. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過96.0重量%金屬材料,且包含超過2.876重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
158. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過95.75重量%金屬材料,且包含超過3.126重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
159. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過95.5重量%金屬材料,且包含超過3.376重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
160. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過95.25重量%金屬材料,且包含超過3.626重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
161. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過95.0重量%金屬材料,且包含超過3.876重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
162. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過94.75重量%金屬材料,且包含超過4.126重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
163. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過94.5重量%金屬材料,且包含超過4.376重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
164. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過94.25重量%金屬材料,且包含超過4.626重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
165. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過94.0重量%金屬材料,且包含超過4.876重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
166. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過93.0重量%金屬材料,且包含超過5.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
167. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過92.0重量%金屬材料,且包含超過6.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
168. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過91.0重量%金屬材料,且包含超過7.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
169. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過90.0重量%金屬材料,且包含超過8.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
170. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過89.0重量%金屬材料,且包含超過9.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
171. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過86.5重量%金屬材料,且包含超過11.26重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
172. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過84重量%金屬材料,且包含超過13.76重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
173. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過81.5重量%金屬材料,且包含超過16.26重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
174. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過79.0重量%金屬材料,且包含超過18.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
175. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過74.0重量%金屬材料,且包含超過22.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
176. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過69重量%金屬材料,且包含超過27.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
177. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過64重量%金屬材料,且包含超過32.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
178. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過59重量%金屬材料,且包含超過37.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
179. 如第129至145段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過54重量%金屬材料,且包含超過42.6重量%奈米倒鉤,且包含少於1.0重量%其他材料。
180. 如第129至179段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含超過92.9重量%鋁,包含超過2重量%銅,且包含少於6.0重量%其他材料。
181. 如第129至179段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含超過97.5重量%鋁,包含超過0.2重量%錳,且包含少於2.2重量%其他材料。
182. 如第129至179段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含超過85.0重量%鋁,包含超過1.0重量%矽,且包含少於3.0重量%其他材料。
183. 如第129至179段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含超過93.5重量%鋁,包含超過0.4重量%鎂,且包含少於2.6重量%其他材料。
184. 如第129至179段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含超過95.5重量%鋁,包含超過0.4重量%矽,且包含超過0.5重量%鎂,且包含至少3.0重量%其他材料。
185. 如第129至179段中任一段所述之組成物,其中該組成物包含超過0.1重量%奈米倒鉤及金屬材料,其中該金屬材料包含超過85.5重量%鋁,包含超過1.0重量%鋅,且包含少於5重量%其他材料。
186. 一種方法,其包含:
使複數個奈米粒子與至少第一金屬材料反應以形成無機化合物。
187. 如第186段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個奈米管。
188. 如第186至187段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
189. 如第186至188段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
190. 如第186至189段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
191. 如第186至190段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
192. 如第186至191段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
193. 如第186至192段中任一段所述之方法,其中第一金屬材料選自由以下組成之金屬材料之群:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
194. 一種方法,其包含:
加熱複數個奈米粒子與至少第一金屬材料以形成無機化合物。
195. 如第194段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個奈米管。
196. 如第194至195段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
197. 如第194至196段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
198. 如第194至197段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
199. 如第194至198段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
200. 如第194至199段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
201. 如第194至200段中任一段所述之方法,其中第一金屬材料選自由以下組成之金屬材料之群:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
202. 一種方法,其包含:
機械研磨複數個奈米粒子與至少第一金屬材料以形成無機化合物。
203. 如第202段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個奈米管。
204. 如第202至203段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
205. 如第202至204段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
206. 如第202至205段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
207. 如第202至206段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
208. 如第202至207段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
209. 如第202至208段中任一段所述之方法,其中第一金屬材料選自由以下組成之金屬材料之群:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
210. 一種方法,其包含:
混合複數個奈米粒子及至少第一金屬材料。
211. 如第210段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個奈米管。
212. 如第210至211段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一些中之各者包含至少一個氮化硼奈米管及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
213. 如第210至212段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
214. 如第210至213段中任一段所述之方法,其中複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個氮化硼奈米薄片及/或至少一個氮化硼奈米倒鉤。
215. 如第210至214段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含結節。
216. 如第210至215段中任一段所述之方法,其中奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
217. 如第210至216段中任一段所述之方法,其中第一聚合材料選自由以下組成之金屬材料之群:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
無
[圖1]示意性地描繪可用於根據本發明主題之第一及第二態樣製造外延h-BN/BNNT結構以及包含外延h-BN/BNNT結構之組成物及/或聚集體的設備10之代表性具體實例。
[圖2]為圖1之放大部分。
[圖3]為外延h-BN/BNNT結構之圖示。
[圖4]為具有合併結節覆蓋之奈米管之金屬複合物的圖示。
[圖5]為具有合併結節覆蓋之奈米管與無機化合物之金屬複合物的圖示。
[圖6]為缺乏連接(最左側)、幾何連接(自左側起第二個)、凡得瓦爾連接(自右側起第二個)及化學連接(最右側)之示意性表示。
[圖7]為奈米粒子分散及併入金屬材料中之示意性圖示。圖7描繪將金屬材料及奈米粒子裝載於混合系統或裝置(圖7之頂部區)中,以分級處理(cascading)模式將奈米粒子分散於金屬材料(圖7之中間區)中,且以瀑瀉處理(cataracting)模式將奈米粒子併入金屬材料(圖7之底部區)中。
[圖8]為複合物之強度之例示性計算(計算UTS 0.25 wt% = 0.4 Vol%)。
[圖9]為導熱率之數學模型。
[圖10]為展示導熱率計算的圖表。
[圖11]為展示導熱率計算的圖表。
[圖12]為根據本發明主題之一態樣反應以產生與無機化合物連接之奈米管的示意性圖示。
[圖13]為各種組成物之極限強度增強的圖。
[圖14]為展示根據本發明主題之四個態樣之特點的表格。
[圖15]為具有結節覆蓋之奈米管與無機化合物且嵌入於金屬材料中之金屬複合物的圖示。
[圖16]為展示金屬粒子之表面上之奈米粒子,奈米粒子部分地嵌入於金屬粒子中,及奈米粒子嵌入於金屬粒子中的示意圖。
[圖17]為具有結節之奈米管的示意性圖示。
[圖18]為展示奈米粒子不完全合併之實例(在表面上看見奈米倒鉤(nanobarb))的SEM。
[圖19]為展示奈米粒子完全合併之實例的SEM。
[圖20]展示基於圖8中所示之方程式施加至鍛造鋁合金的經計算改進。圖例及標記指示奈米倒鉤之重量百分比。
[圖21]展示作為用於計算複合物中之導熱率改善的Nan模型的方程式。彼等方程式均一起使用以計算導熱率(參考:Nan,等人,Effective thermal conductivity of particulate composites with interfacial thermal resistance
, Journal of Applied Physics 81, 6692 (1997))。
10:設備
11:電漿產生器
12:軸環區域
13:第一反應器區段
14:第二反應器區段
15:壁
16:電磁波產生器及波導
17:電花波源
18:RF可透射區域
19:AC電源
20:端口
21:電漿產生器間隙
22:羽流開口
23:軸環間隙
24:反應物饋料開口
25:入口端口
26:第一反應室區域
27:入口端口
28:第二反應室區域
29:可移動電極
30:放電突出部分
31:外殼
32:孔洞
33:腔室
34:出口端口
35:第一排氣管
36:壓力調節器
37:第二排氣管
Claims (27)
- 一種組成物,其包含: 至少第一金屬材料,及 複數個奈米粒子, 該等奈米粒子中之至少一些連接至該第一金屬材料。
- 如請求項1之組成物,其中該第一金屬材料包含至少一種選自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
- 如請求項1至2中任一項之組成物,其中該複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米管。
- 如請求項1至3中任一項之組成物,其中該複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
- 如請求項1至4中任一項之組成物,其中該等奈米粒子中之至少一些包含結節。
- 如請求項1至5中任一項之組成物,其中該等奈米粒子中之至少一些包含奈米倒鉤(nanobarb)。
- 如請求項1至6中任一項之組成物,其中該等奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
- 一種鋁基質複合物,其包含: 鋁,及 複數個奈米倒鉤, 其中: 該等奈米倒鉤分散於該鋁內; 該鋁中之至少一些化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面;及 該鋁中之至少一些機械鍵結至該等奈米倒鉤之外表面。
- 一種鋁基質複合物,其包含: 鋁, 複數個奈米倒鉤, 複數種硼化鋁化合物,及 複數種氮化鋁化合物; 其中: 該等奈米倒鉤分散於該鋁內; 該鋁中之至少一些化學鍵結至該等硼化鋁化合物中之至少一些,該等硼化鋁化合物中之至少一些化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面;及 該鋁中之至少一些化學鍵結至該等氮化鋁化合物中之至少一些,該等氮化鋁化合物中之至少一些化學鍵結至該等奈米倒鉤之外表面。
- 一種產生金屬複合物之方法,其包含: 將複數個奈米粒子分散於至少第一金屬材料之中以形成分散組成物; 將該複數個奈米粒子併入該至少第一金屬材料中以形成合併組成物;及 使該複數個奈米粒子及該至少第一金屬材料反應以形成無機化合物,其中該等無機化合物中之至少一些包含與該等奈米粒子中之至少一些及該至少第一金屬材料的化學鍵。
- 如請求項10之方法,其中該複數個奈米粒子中之至少一些中之每一者包含至少一個奈米管。
- 如請求項10至11中任一項之方法,其中該複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米倒鉤。
- 如請求項10至12中任一項之方法,其中該複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
- 如請求項10至13中任一項之方法,其中該等奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
- 如請求項10至14中任一項之方法,其中該第一金屬材料選自至少一種來自由以下組成之金屬材料之群的金屬材料:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
- 如請求項10至15中任一項之方法,其中混合系統分級處理(cascade)混合介質。
- 如請求項10至16中任一項之方法,其中該系統瀑瀉處理(cataract)該混合介質。
- 如請求項10至17中任一項之方法,其中該反應在由至少一種選自由以下組成之能源之群的能源提供之能量存在下進行:輻射、對流、傳導及動力。
- 一種組成物,其包含: 至少第一金屬材料, 複數個奈米粒子,及 複數種無機化合物, 該等無機化合物中之至少一些連接至該等奈米粒子及該第一金屬材料兩者。
- 如請求項19之組成物,其中該第一金屬材料包含至少一種選自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
- 如請求項19至20中任一項之組成物,其中該複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米管。
- 如請求項19至21中任一項之組成物,其中該複數個奈米粒子中之至少一者包含至少一個奈米薄片。
- 如請求項19至22中任一項之組成物,其中該等奈米粒子中之至少一些包含結節。
- 如請求項19至23中任一項之組成物,其中該等奈米粒子中之至少一些包含奈米倒鉤。
- 如請求項19至24中任一項之組成物,其中該等奈米粒子中之至少一些包含六方氮化硼結節。
- 如請求項19至25中任一項之組成物,其中硼化物化合物包含元素硼及至少一種來自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
- 如請求項19至26中任一項之組成物,其中氮化物化合物包含元素氮及至少一種來自由以下組成之元素之群的元素:鋰、鉳、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、銫、鋇、鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鎦、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、釙、鈁、鐳、錒、釷、鏷、鈾、錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀、鐨、鍆、鍩、鐒、鑪、釒杜、釒喜、釒波、釒黑及鎶。
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