核壳型纳米金属粉末的研究

浅谈核壳型纳米金属粉末的研究

1 引言

纳米粉末是指尺寸范围在1～100nm之间的粉末。而纳米金属粉末最突出的特点是晶粒尺寸特别小，因而它具有与普通块状金属不同的特性。在化学工业的催化剂、微孔材料、导电浆料原料、磁记录材料、微波吸收材料等诸多领域都具有广阔的应用前景。

核壳型金属粉末是一种核-壳结构的粉末，其中壳是金属，核可以是金属，也可以是石墨、金刚石、氧化物（al2o3、sio2）或碳化物（wc、sic）、高分子等非金属材料。设计和可控制备具有核壳结构的复合材料是最近几年材料科学前沿的一个日益重要的研究领域[1]。

2 核壳结构制备方法

核壳纳米材料主要包括无机/有机、无机/无机两种。

2.1 无机/有机型

2.1.1 磁性的聚合物核壳金属粉末

该种材料在分离癌细胞和正常细胞方面的实验己获成功，郭等[2]在抗小鼠fc抗体上外接粒径为3μm 的ps-fe3o4 微球，用来对小鼠骨髓中正常细胞和癌细胞进行分离，分离率达99.9%。zait sev 则用含有抗生素蛋白的植物凝结素等配体结合的磁性微球，进行骨髓中t 细胞的分离，它可用来治疗白血

病[3]。

除了分离癌细胞外，这种核壳金属还可以在生物化学中用在固定化酶载体和纯生物体的亲和色谱等 [4]。2.1.2 功能性复合粒子

byung kim 用包覆了聚合物的sio2填充橡胶，最后使橡胶的断裂伸长、断裂强度、撕裂能等性能都有较大的提高。如果将这种复合粒子与塑料混合，发现其力学性能也有较大的提高[5]。

另外，由于金属-有机高分子复合粒子具有奇妙的电学、光学和力学方面的良好性能，近几年来，对这种复合材料的研究引起了大家浓厚的兴趣.这些复合材料被认为是优良的功能材料，在电、磁、以及非线性光学等领域有着潜在的应用前景。2.2 无机-无机型

与无机-有机纳米粉末相比，用无机的半导体纳米材料包覆在另

一种半导体纳米粒子的表面，可得到比有机钝化势垒低得多的势垒，使电子和空穴波函数更易向势垒中渗透，因而降低量子限制效应[6]。

2.2.1 陶瓷的刀具

为了降低陶瓷刀具的脆性，人们利用金属颗粒弥散来增韧得到了广泛应用，比如：日本lx21刀具、美国baxtron dba公司的at30，都是在al2o3-tic中加人5%-10%（质量分数）的co。

2.2.2 石墨碳刷电极

松川达夫等将铅和硫酸铜混合液加入到铜/锌合金与石墨粉的混合物中，得到了含50%-60%铜铅合金的石墨粉，生产出了

高性能的电刷[7]。

美国学者lee p k[8]通过研究，证明粒径在75-180m之间的石墨粉最易镀覆，针对更细石墨粉，则需大量的敏化剂和活化剂。

2.2.3 其它材料

在工业中使用的多孔材料有木材、金属泡沫和塑料，而闭孔的多孔材料则较少。kishimoto[9]用化学镀镍法在10微米聚苯乙烯粉末表面包覆上了0.46微米厚的镍壳。后在90℃ 200mpa静压，和800℃下真空烧结1小时，得到了闭孔的金属材料。这种材料衰减系数很高，而杨氏模量低和能量吸收较高，是优良的阻尼和吸能材料。

3 结语

核壳型纳米粉末作为一种新型的复合材料，具有广阔的应用前景。对核壳结构金属粉末的制备、表征和应用等问题进行讨论，将对聚合物材料科学、固体表面化学等具有积极的推动作用。

研究纳米粉末的过程机理和如何控制粒子的形状、粒度、分布、性能等，解决纳米金属粉末的收集、存放问题；解决纳米粒子成形、烧结等的工艺参数以及怎样充分利用纳米材料的特殊性质服务于

各种工业；解决平均粒径5nm以下的纳米金属粒子的制造问题，将是人们努力的方向。

参考文献

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