[发明专利]金属氧化物包覆异质金属“核/壳”型纳米粒子的合成方法

摘要

一种金属氧化物包覆异质金属“核/壳”型纳米粒子的合成方法，属于纳米复合材料合成技术领域。本发明的特征是以金属和异质金属氧化物微米粉为原料，均匀混合并压制成块体靶材作为阳极。利用氢等离子体为热源，蒸发块体靶材，经过气态－液态－固态转变形成“核/壳”型纳米复合颗粒材料。本发明的效果和益处是在蒸发冷凝的过程中实现金属氧化物陶瓷材料对异质金属的原位包覆，具有方法简单、成本低廉、杂质少、颗粒形态规整、适于规模化生产的特点。本发明可用于制备大量不同物质种类的“核/壳”型纳米复合颗粒，在电磁波吸收/屏蔽、生物医药、光电材料、磁性材料、电流变体、功能涂料等方面具有广阔的应用前景。

主权项

1、一种金属氧化物包覆异质金属“核/壳”型纳米粒子的合成方法，包括将金属或合金微米粉体和异质金属氧化物微米粉体作为原料，均匀混合并压成块体靶材作为阳极，在氢气和惰性气体混合气氛中，利用氢等离子体热源蒸发块体靶材，经气-液-固相转变过程，形成金属氧化物包覆异质金属“核/壳”型纳米复合颗粒，实现该材料的原位复合，其具体制备步骤如下：步骤1首先将金属和异质金属氧化物微米粉均匀混合并压制成块体靶材，原料质量配比在5：1～20：1范围，根据纳米复合颗粒产物的结构特点和块体靶材导电性具体确定。作为预处理，块体靶材在真空中低温烧结以利于成分均匀和提高导电性；将块体靶材作为阳极，钨棒或碳棒作为阴极，两极均安装水冷装置；步骤2将反应室抽真空，充入氢气和氩气或氦气混合气体，采用电弧氢等离子体，在反应室内对块体靶材进行放电蒸发；放电电流为150～200安培；电压为20～40伏特；步骤3阳极块体靶材被高温等离子体快速蒸发，经过气态-液态-固态的转变，即蒸发、扩散和凝固过程形成具有“核/壳”结构纳米复合颗粒粉体，沉积在有水冷装置的反应室壁上；蒸发结束后，断电弧；待漂浮的粉体沉积在反应室壁后，抽出氢气和氩气或氦气混合气体；冲入微量氧气或空气，静置6～12小时完成钝化工艺；冲入一个大气压的空气，经过2次以上充放气循环过程，打开反应室门，取出粉体样品。