[发明专利]一种粒径分布均匀的纳米铝粉的制备方法

说明书

本发明提供了一种粒径分布均匀的纳米铝粉的制备方法，通过使用溶液化学法，将原料铝盐在溶剂中均匀混合，并在助剂的条件下制取纳米铝粉。通过控制反应条件，可以得到粒径不同的纳米铝粉，并通过使用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱、扫描电镜、热重分析等方法对得到纳米铝粉末进行表征。本发明提供的方法操作简单，所需原料简单，成本低，产量大，分离效率高，分离效果好。

技术领域

本发明涉及纳米粉体的分离技术，特别涉及一种纳米铝粉的制备方法。

背景技术

自21世纪以来，伴随社会的发展和科学技术的进步，人类对材料的要求也日益提高，人类对社会持续发展的要求也越来越高，节约资源、节省能源、改善环境越来越成为人类所思考的必要条件。铝已经成为世界上大多数国家的支柱产业之一，同时铝作为一种可回收再利用材料，铝及铝合金加工材料在产业和技术上获得了飞速的发展。据报道，钢铁产业之后的第二大金属材料产业就是铝及铝合金加工产业，铝不仅年产量大，而且品种规格已达数十万种之多，广泛用于国民经济和国防军工各部门、人民生活的各方面，已成为人类社会的重要基础材料之一。我国已经成为世界铝业大国，铝加工产业大国，而且我国最近一些年的原铝产量、铝加工材年产量、铝合金出口量大幅增加。但是，我国与国际先进水平仍有很大差距，包括铝产品加工在品种、质量、加工技术以及综合经济技术指标等方面相对落后。

中国铝工业从20世纪50年代中期至今已经发展了六十余年。铝作为一个国家国民经济持续健康发展必不可少的重要基础原材料之一。自改革开放以来，中国铝工业在工艺与装备技术取得了巨大的进步。随着交通、电力、建筑、机械、食品等各大行业迅速的增长，各类铝产品的产量和消费量也随之迅速增加，我国铝工业的快速发展已经成为世界铝工业稳步发展的中坚力量之一。在我们的生活中，经常使用到铝制品，伴随而来的是各种铝产品的激增。自中国铝工业发展以来，制约其发展的两个主要原因是铝土矿资源和能源。铝粉具有密度高和成本低等许多优异的特点，因此可以用作推进剂的添加剂。在工业上，化工、烟花爆竹颜料、焰火及泡沫铝等方面可以用到细铝粉，粗铝粉是炼钢的脱氧剂也是铝热法的主要原料，粗铝粉可用来还原铬、锰、钨、钡、钙等难还原的金属。

因此，铝的制备和使用变得十分重要，并出现了纳米铝的制备工艺。目前国内外关于纳米铝粉在含能材料方面的应用己经取得了很大的进展。与普通铝粉相比，纳米铝粉具有燃烧更快、放热量更大的特点，若在固体燃料推进剂中添加1％质量比的超微铝或镍颗粒，燃料的燃烧热可增加1倍。国外有研究报道，在HTPB复合推进剂中。将同样含量普通的铝粉与加入20％Alex(ARGON IDE公司产品)相比，后者的燃烧速率可以提高70％。在炸药中加入高热值的金属粉末是提高炸药作功能力的途径之一。含铝炸药作为一类高密度、高爆热、高威力炸药，已被广泛应用在水中兵器和对空武器弹药中。其中，利用纳米铝粉高能量状态和较低温度下强的烧结能力可制备性能优越的烧结添加剂，改善高导热陶瓷的烧结工艺，提高烧结体密度和导热率等。

因此，关于纳米铝材料的研究受到了越来越多科研工作者的重视，研究领域主要涉及铝纳米微粒的制备、微观结构、宏观物性和应用四个方面，其中纳米铝微粒的制备是关键。现在已知的制备纳米铝的方法主要有电爆炸法、等离子体加热法、电弧放电法、激光消融法和溶液化学法等。历经几十年的发展，虽然目前制约着纳米铝应用方面的原因还很多，例如：制备方法成本昂贵，产量小等，但是纳米铝在应用方面的价值还是很大的。一般的制备的纳米铝的溶液化学法存在的缺点是制备过程中产物易被氧化，易发生团聚，以及容易包覆副产物LiCl杂质等。

因此，发展新型的低成本、产量大以及不易团聚的纳米铝制备方法具有极其重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过使用溶液化学法，将原料氢化铝锂加入苯甲醚中超声溶解；将原料三氯化铝加入苯甲醚中超声溶解，使之在苯甲醚中均匀混合，并在助剂的条件下，反应制取纳米铝。通过控制反应条件，可以得到粒径不同的纳米铝粉，并通过使用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱、扫描电镜、热重分析等方法对纳米铝粉进行表征，从而完成了本发明。