电爆金属丝产生纳米金属氧化物粉末的研究

【摘要】：电爆炸金属丝产生纳米粉末作为制备纳米粉末的一种新型方法,在国际上受到了广泛关注。本文首先介绍了这种方法的原理以及国际上对该方法制备纳米粉末的研究和取得的进展。俄罗斯和日本对于该技术开展了广泛的研究,成功制备多种纳米粉末,并总结了该方法制备纳米粉末的一些规律。另外介绍了纳米粉末的分析方法,其中包括粉末粒度测试、成分分析以及颗粒形貌分析方法。还详细介绍了脉冲功率发生器的原理、结构、各元件的选取和电路特性,以及冲击大电流实验中的电测量设备,主要介绍了Rogowski线圈和电阻分压器,根据实验要求设计了电爆炸装置和粉末收集装置。 利用matlab编写程序计算了金属丝电爆炸电路的电流,经实验证实,一定范围内计算结果与实验结果基本一致,为实验提供了参考依据。经过X射线衍射仪的分析和纳米粒度仪的测量,证实在实验中成功制备了纳米氧化铝粉末和二氧化钛粉末,其平均粒度分别达到64.9nm和28.1nm。通过对不同实验条件产生纳米粉末的研究,得出了制备纳米金属氧化物粉末的一些规律:1)电爆炸腔内气体气压越高产生的粉末粒度越大;2)金属丝直径越大粉末的粒度越大;3)在K=2.0左右产生粉末的粒度较小,在K=3附近产生粉末的粒度较大,当K3以后,随着K的增大,所得粉末的平均粒度越来越小。