碳包覆纳米坡莫合金的爆轰合成研究
发布时间：2021-02-24 05:45
随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益增加。坡莫合金作为重要的软磁材料,在众多领域有着广泛的应用,但是纳米坡莫合金在空气当中无法稳定存在,限制了其应用范围。科学家们提出了用碳层包覆解决该问题的方法,碳包覆纳米坡莫合金结合了碳包覆金属纳米材料与合金材料的优点,有着区别于传统材料的巨大优势。用来制备碳包覆纳米金属材料的方法有很多,其中较为典型的有:高压电弧放电法（Arc）、化学气相沉积法（CVD）、热解法等。上述方法在碳包覆纳米材料的合成、研究方面取得了巨大的成就,但是这些方法普遍存在耗能高、仪器设备价值昂贵、无法连续合成、副产物难以分离、经济性差等问题,工业化生产前景较差,限制了碳包覆材料的实际应用。爆轰法作为一种合成方法,已经广泛用于纳米材料的合成,其中爆轰法合成纳米金刚石已经成功实现工业化生产,爆轰法具有反应速度快、耗能低、工艺参数简单、可大规模生产、经济性好的优点。本文分别利用炸药爆轰法与气相爆轰法进行了碳包覆纳米坡莫合金制备研究,从实验分析、性能检测、理论计算等多方面对炸药爆轰法和气相爆轰法合成碳包覆纳米合金材料进行了研究和讨论。采用现代化检验测试手段X-射线衍射仪（XRD...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 碳包覆纳米材料的研究进展
1.2.1 碳包覆纳米金属的合成方法
1.2.2 碳包覆纳米材料的应用领域
1.3 爆轰法在纳米材料制备中的应用
1.3.1 炸药爆轰合成纳米材料
1.3.2 气相爆轰合成纳米材料
1.4 本文的选题依据及研究内容
1.4.1 本文的选题依据
1.4.2 本文的研究内容
2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金
2.1 爆轰合成设备与前驱体设计工艺
2.1.1 爆轰合成反应容器
2.1.2 含金属离子专用炸药的氧平衡
2.1.3 爆轰合成专用炸药设计与制备
2.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金表征
2.2.1 XRD图谱与物相分析
2.2.2 TEM照片与形貌分析
2.2.3 Raman光谱分析
2.3 碳包覆纳米坡莫合金的电磁性能研究
2.3.1 室温下的磁性能分析
2.3.2 样品吸波效应分析
2.3.3 电磁参数与吸波机理分析
2.4 本章小结
3 碳包覆纳米坡莫合金的炸药爆轰合成参数与生成机理分析
3.1 炸药爆轰的理论基础
3.1.1 ZND爆轰理论模型
3.1.2 炸药爆轰的BKW凝聚态气体状态方程
3.1.3 爆轰反应的化学平衡方程组
3.1.4 固体产物的高压物态方程
3.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的状态参数计算
3.3 炸药爆轰制备碳包覆纳米坡莫合金合成机理分析
3.4 本章小结
4 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金
4.1 碳包覆纳米坡莫合金的气相爆轰合成
4.1.1 气相爆轰合成实验
4.1.2 XRD图谱与物相分析
4.1.3 TEM照片与形貌分析
4.1.4 Raman光谱分析
4.1.5 室温下磁性能分析
4.2 气相爆轰合成碳包覆纳米三元坡莫合金探索
4.2.1 气相爆轰合成实验
4.2.2 碳包覆纳米三元坡莫合金样品表征
4.3 气相爆轰合成碳包覆纳米铜铁合金
4.3.1 气相爆轰合成实验
4.3.2 碳包覆纳米铜铁合金材料表征
4.4 本章小结
5 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的参数计算
5.1 含固体颗粒的混合气体状态方程与等熵方程
5.2 初始温度和压力对气体爆轰参数的贡献
5.3 气相爆轰合成的状态参数与合成机理
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录A. 热力学函数表
附录B. 混合物比饱和磁化强度的理论计算方法
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]炸药爆轰热力学数据非线性拟合方法研究[J]. 杜明燃,张金龙,梁琳娜,黄亮亮,韩体飞,刘锋. 爆破器材. 2019(03)
[2]JWL状态方程及其等效多方状态方程在内爆炸计算中的应用分析[J]. 徐维铮,吴卫国. 中国舰船研究. 2019(03)
[3]化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学分析[J]. 敬瑀,龚伟,王恩泽. 功能材料. 2019(03)
[4]气相爆轰法合成超细碳包铁纳米颗粒[J]. 潘训岑,李雪琪,李晓杰,王小红,闫鸿浩,王宇新. 稀有金属材料与工程. 2019(03)
[5]五羰基铁气相爆轰法合成纳米碳胶囊[J]. 李雪琪,李晓杰,闫鸿浩,王小红,潘训岑. 高压物理学报. 2018(06)
[6]化学气相沉积法制备难熔金属的研究现状与前景[J]. 白书欣,牛顿,朱利安,叶益聪. 硬质合金. 2018(06)
[7]氮掺杂多孔碳包覆钴金属催化去除有机污染物（英文）[J]. 王冠龙,毕晨曦,陈硕,全燮,于洪涛. 大连理工大学学报. 2018(04)
[8]梯恩梯（TNT）爆轰初期形成富碳团簇分子及类石墨结构的分子动力学模拟[J]. 张亚平,杨镇,李启凯,何远航. 化学学报. 2018(07)
[9]碳包覆Ni-Y纳米材料制备及电磁性能分析[J]. 袁霞,安玉良,马腾飞,周金华,郑朝晖. 化学与黏合. 2018(04)
[10]炭/炭复合材料化学气相沉积设备研究[J]. 戴煜,胡祥龙,胡高健. 新材料产业. 2018(07)
博士论文
[1]爆轰烧结氧化物粘结型聚晶金刚石微粉研究[D]. 严仙荣.大连理工大学 2018
[2]氮掺杂及钴氮共修饰多孔碳活化过硫酸氢盐降解有机污染物性能[D]. 王冠龙.大连理工大学 2017
[3]碳基电磁波吸收剂的制备及其应用研究[D]. 方基永.吉林大学 2017
[4]石墨烯基纳米复合电磁波吸收材料的研究[D]. 丁一.北京科技大学 2017
[5]基于Fe3O4纳米复合材料的可控制备及吸波性能研究[D]. 王彦平.南京理工大学 2017
[6]多元复合吸波材料电磁特性研究[D]. 罗辉.华中科技大学 2016
[7]电弧放电法制备新型碳—铁纳米复合材料以及碳-氮纳米材料[D]. 张帆.天津大学 2013
[8]爆轰法合成碳包覆金属纳米材料的研究[D]. 罗宁.大连理工大学 2011
[9]同位素示踪法研究碳纳米材料对小鼠胃动力的影响及体内分布[D]. 李湛.兰州大学 2011
[10]金属（铁、镍）复合纳米粒子“核/壳”结构及其电磁特性研究[D]. 吕波.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]碳包覆铁基催化剂的制备及其费托合成性能研究[D]. 程杨.太原理工大学 2018
[2]碳包覆的过渡金属（氧化物）纳米复合催化剂的可控合成及其性能研究[D]. 耿红帅.北京化工大学 2018
[3]铁基复合纳米催化剂的制备及其催化氨分解的研究[D]. 崔会珍.山东大学 2016
[4]Fe、C纳米粒子喷雾二次造粒及微波吸波性能[D]. 高亚.大连理工大学 2016
[5]限域型碳包覆铜催化剂制备及其合成碳酸二甲酯性能研究[D]. 郝盼盼.太原理工大学 2016
[6]碳包覆钴纳米颗粒的合成与性能研究[D]. 耿晓欣.河北工业大学 2015
[7]碳量子点的制备及性能研究[D]. 王珊珊.北京化工大学 2013
[8]铁镍二元合金纳米颗粒的制备及性能研究[D]. 许智超.安徽工业大学 2013
[9]锂离子电池负极材料碳包覆石墨烯的制备及其电化学性能的研究[D]. 朱碧玉.苏州大学 2013
[10]顺磁性纳米粒用于抗肿瘤药物靶向载体的合成和应用研究[D]. 朱俊东.天津大学 2012
本文编号：3048887
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 碳包覆纳米材料的研究进展
1.2.1 碳包覆纳米金属的合成方法
1.2.2 碳包覆纳米材料的应用领域
1.3 爆轰法在纳米材料制备中的应用
1.3.1 炸药爆轰合成纳米材料
1.3.2 气相爆轰合成纳米材料
1.4 本文的选题依据及研究内容
1.4.1 本文的选题依据
1.4.2 本文的研究内容
2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金
2.1 爆轰合成设备与前驱体设计工艺
2.1.1 爆轰合成反应容器
2.1.2 含金属离子专用炸药的氧平衡
2.1.3 爆轰合成专用炸药设计与制备
2.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金表征
2.2.1 XRD图谱与物相分析
2.2.2 TEM照片与形貌分析
2.2.3 Raman光谱分析
2.3 碳包覆纳米坡莫合金的电磁性能研究
2.3.1 室温下的磁性能分析
2.3.2 样品吸波效应分析
2.3.3 电磁参数与吸波机理分析
2.4 本章小结
3 碳包覆纳米坡莫合金的炸药爆轰合成参数与生成机理分析
3.1 炸药爆轰的理论基础
3.1.1 ZND爆轰理论模型
3.1.2 炸药爆轰的BKW凝聚态气体状态方程
3.1.3 爆轰反应的化学平衡方程组
3.1.4 固体产物的高压物态方程
3.2 炸药爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的状态参数计算
3.3 炸药爆轰制备碳包覆纳米坡莫合金合成机理分析
3.4 本章小结
4 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金
4.1 碳包覆纳米坡莫合金的气相爆轰合成
4.1.1 气相爆轰合成实验
4.1.2 XRD图谱与物相分析
4.1.3 TEM照片与形貌分析
4.1.4 Raman光谱分析
4.1.5 室温下磁性能分析
4.2 气相爆轰合成碳包覆纳米三元坡莫合金探索
4.2.1 气相爆轰合成实验
4.2.2 碳包覆纳米三元坡莫合金样品表征
4.3 气相爆轰合成碳包覆纳米铜铁合金
4.3.1 气相爆轰合成实验
4.3.2 碳包覆纳米铜铁合金材料表征
4.4 本章小结
5 气相爆轰合成碳包覆纳米坡莫合金的参数计算
5.1 含固体颗粒的混合气体状态方程与等熵方程
5.2 初始温度和压力对气体爆轰参数的贡献
5.3 气相爆轰合成的状态参数与合成机理
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录A. 热力学函数表
附录B. 混合物比饱和磁化强度的理论计算方法
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]炸药爆轰热力学数据非线性拟合方法研究[J]. 杜明燃,张金龙,梁琳娜,黄亮亮,韩体飞,刘锋. 爆破器材. 2019(03)
[2]JWL状态方程及其等效多方状态方程在内爆炸计算中的应用分析[J]. 徐维铮,吴卫国. 中国舰船研究. 2019(03)
[3]化学气相沉积制备Co-Re合金涂层的热力学分析[J]. 敬瑀,龚伟,王恩泽. 功能材料. 2019(03)
[4]气相爆轰法合成超细碳包铁纳米颗粒[J]. 潘训岑,李雪琪,李晓杰,王小红,闫鸿浩,王宇新. 稀有金属材料与工程. 2019(03)
[5]五羰基铁气相爆轰法合成纳米碳胶囊[J]. 李雪琪,李晓杰,闫鸿浩,王小红,潘训岑. 高压物理学报. 2018(06)
[6]化学气相沉积法制备难熔金属的研究现状与前景[J]. 白书欣,牛顿,朱利安,叶益聪. 硬质合金. 2018(06)
[7]氮掺杂多孔碳包覆钴金属催化去除有机污染物（英文）[J]. 王冠龙,毕晨曦,陈硕,全燮,于洪涛. 大连理工大学学报. 2018(04)
[8]梯恩梯（TNT）爆轰初期形成富碳团簇分子及类石墨结构的分子动力学模拟[J]. 张亚平,杨镇,李启凯,何远航. 化学学报. 2018(07)
[9]碳包覆Ni-Y纳米材料制备及电磁性能分析[J]. 袁霞,安玉良,马腾飞,周金华,郑朝晖. 化学与黏合. 2018(04)
[10]炭/炭复合材料化学气相沉积设备研究[J]. 戴煜,胡祥龙,胡高健. 新材料产业. 2018(07)
博士论文
[1]爆轰烧结氧化物粘结型聚晶金刚石微粉研究[D]. 严仙荣.大连理工大学 2018
[2]氮掺杂及钴氮共修饰多孔碳活化过硫酸氢盐降解有机污染物性能[D]. 王冠龙.大连理工大学 2017
[3]碳基电磁波吸收剂的制备及其应用研究[D]. 方基永.吉林大学 2017
[4]石墨烯基纳米复合电磁波吸收材料的研究[D]. 丁一.北京科技大学 2017
[5]基于Fe3O4纳米复合材料的可控制备及吸波性能研究[D]. 王彦平.南京理工大学 2017
[6]多元复合吸波材料电磁特性研究[D]. 罗辉.华中科技大学 2016
[7]电弧放电法制备新型碳—铁纳米复合材料以及碳-氮纳米材料[D]. 张帆.天津大学 2013
[8]爆轰法合成碳包覆金属纳米材料的研究[D]. 罗宁.大连理工大学 2011
[9]同位素示踪法研究碳纳米材料对小鼠胃动力的影响及体内分布[D]. 李湛.兰州大学 2011
[10]金属（铁、镍）复合纳米粒子“核/壳”结构及其电磁特性研究[D]. 吕波.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]碳包覆铁基催化剂的制备及其费托合成性能研究[D]. 程杨.太原理工大学 2018
[2]碳包覆的过渡金属（氧化物）纳米复合催化剂的可控合成及其性能研究[D]. 耿红帅.北京化工大学 2018
[3]铁基复合纳米催化剂的制备及其催化氨分解的研究[D]. 崔会珍.山东大学 2016
[4]Fe、C纳米粒子喷雾二次造粒及微波吸波性能[D]. 高亚.大连理工大学 2016
[5]限域型碳包覆铜催化剂制备及其合成碳酸二甲酯性能研究[D]. 郝盼盼.太原理工大学 2016
[6]碳包覆钴纳米颗粒的合成与性能研究[D]. 耿晓欣.河北工业大学 2015
[7]碳量子点的制备及性能研究[D]. 王珊珊.北京化工大学 2013
[8]铁镍二元合金纳米颗粒的制备及性能研究[D]. 许智超.安徽工业大学 2013
[9]锂离子电池负极材料碳包覆石墨烯的制备及其电化学性能的研究[D]. 朱碧玉.苏州大学 2013
[10]顺磁性纳米粒用于抗肿瘤药物靶向载体的合成和应用研究[D]. 朱俊东.天津大学 2012
本文编号：3048887
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