2.4 其他金属晶须

2.4 其他金属晶须

金属盐的氢还原是生产镍、铁、铜、硅、金等金属晶须的常用方法,最佳温度通常接近或略高于原材料的熔点,一些金属晶须是通过金属的升华或蒸发而产生的,金属在气相中被输送到较低温度的生长点,在高过饱和条件下,冷凝产生晶须。锌、镉和其他金属晶须是在一个简单的腔室中生长的,在源和生长点之间有一个热梯度。可以使用惰性气体载体来帮助控制晶须生长速率。

徐剑以钨粉、硝酸镍、硝酸铁为原料,通过氧化还原法,制备了定向生长在钨粉表面的纳米晶须,采用XRD、SEM、EDS等分析手段初步研究了Ni、Fe含量对制备钨纳米晶须的影响,结果表明,以硝酸盐形式加入Ni、Fe可使钨粉形貌发生变化,表面催化定向生长出钨纳米晶须,在实验选定成分范围内,制备钨纳米晶须的最佳质量配比为W:Ni:Fe=90:5:5;由于晶须具有比其他状态材料高得多的力学性能,有研究者提出了用[100]晶向的钨金属(W)晶须制造穿甲弹弹芯,这种弹芯可消除穿甲过程中普通WHA弹穿甲过程中易形成“蘑菇头”的现象,以减少穿甲阻力,这种用[100]晶向制造的穿甲弹无论在力学性能上,还是在动态穿甲性能上都远高于常规弹芯材料的性能。另外还有钨合金丝作为增强相的WHA穿甲弹、钨钽丝束穿甲弹、钨锂铁丝束穿甲弹等。关于钨晶须增强的复合材料,已形成这样的几点共识:①复合工艺应使钨丝的力学性能不降低或降低不多,以保证复合弹芯具有较钨合金更高的力学性能和穿甲性能;②复合工艺方法不能太复杂且成本不能太高;③钨丝束的复合材料制备方法应能适于大批量生产制造,以便于复合材料弹芯能在制式弹药上应用。葛云龙(1990)研究了Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O超导单晶晶须的生长,用熔体淬火非平衡凝固方法制备非晶态Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O(1112)、(2212)基材,在流通O2中经840~860℃长时间保温,生长出柔性超导单晶晶须,并仔细研究了晶须生长及形貌特性。

秦立果于2010年对芦荟内植钛合金表面的晶须生长进行了研究。马运柱于2011年以93W-4.9Ni-2.1Fe混合粉末为原料,采用无衬底和钼(Mo)衬底两种条件制备钨(W)晶须,并探讨其生长机理,分别采用扫描电镜、X射线能谱仪、场发射扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对产物形貌、元素分布和物相等进行测试分析。研究表明,在无衬底和Mo衬底条件下均能得到表面形貌良好,无明显缺陷,直径为200~400 nm,长径比达100以上的W晶须,且Mo衬底能促进W晶须的生成,少量的Mo原子进入W晶格,可取代晶胞中的W原子,形成连续固溶体,使晶胞参数减小。(https://www.daowen.com)

丁玉兰于2013年公开了一种对-苯二甲酸金属盐晶须的生产方法与应用发明专利,通过对碱减量废水的处理工艺过程,回收到纯度≥95%的粗对-苯二甲酸,将该粗对-苯二甲酸作为原料,加入烧碱溶液溶解,调节pH值后,加入表面活性剂,搅拌混匀,再加入可溶性钙盐、搅拌、陈化,可获得对-苯二甲酸金属盐晶须,该对-苯二甲酸金属盐晶须可作为橡胶的活性填料的使用,该晶须加入橡胶塑料材料后对其机械性能有很大的提高。

张燕辉于2018年发明了一种铜晶须的制备方法,通过对铜进行硫化再还原的方法,可以快速得到各种尺寸的铜晶须,借助铜作为框架,在铜线、泡沫铜、铜粉上生长铜晶须,提高铜的比表面积,增强铜的催化能力等,拓宽铜晶须的应用范围。

2020年的惠州仲恺高新区激光产业招商对接会展示了晶须塑料桥架将降低锂电生产铁杂质污染的成果。还有学者发明了一种金属材料表面自生长晶须纤维的制备方法,提高了金属表面修饰的应用性,更好地与周围的环境匹配。