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金屬鈉范文1

氯化鈉可用于生產(chǎn)金屬鈉。氯化鈉(Sodiumchloride)，是一種離子化合物，化學(xué)式NaCl，無色立方結(jié)晶或細(xì)小結(jié)晶粉末，味咸。外觀是白色晶體狀，其來源主要是海水，是食鹽的主要成分。易溶于水、甘油，微溶于乙醇（酒精）、液氨；不溶于濃鹽酸。

金屬鈉是在1807年利用電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加了。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。

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金屬鈉范文2

關(guān)鍵詞：鈉；硫酸銅溶液；置換反應(yīng)；不溶物；實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1005－6629(2008)06－0012－04中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

1 問題的提出

關(guān)于金屬鈉與硫酸銅溶液的化學(xué)反應(yīng)有很多探討的文章[1-6]， 歸納起來主要有兩種看法：一是認(rèn)為鈉先與硫酸銅溶液中的水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，并放出熱量，然后氫氧化銅與硫酸銅生成藍(lán)色氫氧化銅沉淀，即2Na+2H2O=2NaOH+2H2，2NaOH+CuSO4 = Cu（OH）2+Na2SO4，在反應(yīng)過程中，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅，氧化銅又被產(chǎn)生的氫氣還原生成單質(zhì)銅，即Cu（OH）2CuO+ H2O，CuO+H2＝Cu+H2O；另一種認(rèn)為是鈉直接置換出硫酸銅溶液中的銅，即發(fā)生了2Na（s）+ CuSO4（s）= Na2SO4（s）+Cu（s）。那么金屬鈉與硫酸銅溶液到底發(fā)生了怎樣的反應(yīng)呢，為了能夠進(jìn)一步地把握該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，我們進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn)探究。

2 實(shí)驗(yàn)探究思路

首先考慮反應(yīng)物需要哪些，經(jīng)過分析思考，需要金屬鈉和不同濃度的硫酸銅溶液，然后從兩方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究： （1）金屬鈉與不同濃度的硫酸銅溶液反應(yīng)情況探究； （2）從反應(yīng)物加入方式和控制用量上對(duì)兩者反應(yīng)情況進(jìn)行探究，并對(duì)各實(shí)驗(yàn)中生成的不溶物用11的鹽酸溶液進(jìn)行溶解，看是否有金屬銅生成，從而探討本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)實(shí)質(zhì)。

3實(shí)驗(yàn)探究過程

3.1配制不同濃度的硫酸銅溶液

首先配制1%CuSO4溶液、5%CuSO4溶液、10%CuSO4溶液、15%CuSO4溶液和飽和硫酸銅溶液。在配制15%CuSO4溶液和飽和硫酸銅溶液過程中，由于溶質(zhì)的溶解非常緩慢，所以進(jìn)行了加熱處理，加速溶解，然后冷卻，備用。配制用量如下表（注：溫度為室溫25℃）：

3.2系列實(shí)驗(yàn)對(duì)比探究

（1）硫酸銅液滴（固體）滴在鈉片上的實(shí)驗(yàn)情況

分別用上述各種不同濃度的CuSO4溶液滴加在一小塊金屬鈉片上，將研磨成粉末狀的膽礬或無水硫酸銅粉末分別撒在一小塊金屬鈉片上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較。實(shí)驗(yàn)情況見表1中的序號(hào)1。

（2）小鈉塊投入到硫酸銅溶液中的實(shí)驗(yàn)情況

分別用一小塊鈉投入到約10mL不同濃度的 CuSO4溶液中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究比較。實(shí)驗(yàn)情況見表1中的序號(hào)2。

（3）對(duì)不溶物的處理

將各個(gè)實(shí)驗(yàn)中生成不溶于水的物質(zhì)收集后，用11的鹽酸溶液處理，觀察其溶解情況。

表1 關(guān)于金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情況

3.3說明

（1）在配制1%CuSO4溶液之后，要盡快使用，因?yàn)镃uSO4溶液濃度太低時(shí)，易發(fā)生水解。

（2）在進(jìn)行少量的CuSO4溶液分別滴加在一小塊鈉片上的實(shí)驗(yàn)時(shí)，滴加CuSO4溶液以鈉片完全反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)，大概用量在兩到三滴。

（3）在進(jìn)行一小塊鈉投入到不同濃度的CuSO4溶液的實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次取的CuSO4溶液為10mL，取鈉稍小于綠豆大為宜。

4實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論

（1）經(jīng)過多次反復(fù)的實(shí)驗(yàn)可以得出，進(jìn)行少量的CuSO4溶液分別滴加在一小塊鈉片上的實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)物可以得到金屬單質(zhì)銅，且得到的銅非常少量，并不是所有呈棕紅、灰黑色的反應(yīng)產(chǎn)物都是銅。而進(jìn)行鈉塊投入到不同濃度的CuSO4溶液的實(shí)驗(yàn)中和把膽礬粉末和無水硫酸銅粉末撒在鈉片上的實(shí)驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)物得不到單質(zhì)銅。

（2）在進(jìn)行少量的CuSO4溶液分別滴加在一小塊鈉片上的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們可以得出，隨著CuSO4溶液濃度增大，反應(yīng)更劇烈，且產(chǎn)物中藍(lán)色糊狀物增多。我們認(rèn)為該反應(yīng)有兩種解釋：一種認(rèn)為是因?yàn)镃uSO4溶液滴加在鈉片上，一方面因反應(yīng)熱使CuSO4溶液蒸干，另一方面，幾滴CuSO4溶液所含的水很少，很快與鈉反應(yīng)完，只剩下沒有完全失去結(jié)晶水的硫酸銅固體，便會(huì)與剩余的金屬鈉發(fā)生固相的置換反應(yīng)，生成銅。即 2Na（s） + CuSO4（s）= Na2SO4（s）+Cu（s）。至于為什么隨著CuSO4溶液濃度增大，產(chǎn)物中藍(lán)色糊狀物增多。我們認(rèn)為是因?yàn)殡S著CuSO4溶液濃度增大，硫酸銅含量增多，生成堿式硫酸銅就多。CuSO4溶液濃度越稀，生成的堿式硫酸銅就少。另一種認(rèn)為是發(fā)生了如下反應(yīng)（1）2Na+2H2O=2NaOH+2H2， （2）2NaOH + CuSO4 = Cu（OH）2（藍(lán)）+Na2SO4，反應(yīng)熱積聚，使部分Cu（OH）2分解，生成CuO，CuO又被剩余的Na與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣還原成Cu，即（3）Cu（OH）2=CuO（黑）+H2O， （4）CuO+H2=Cu+H2O。我們認(rèn)為在上述實(shí)驗(yàn)條件下，這兩種反應(yīng)都可能同時(shí)發(fā)生，而不單單是發(fā)生了其中的一種反應(yīng)。從反應(yīng)機(jī)理上分析，也是完全可能的。因?yàn)?Na（s）+CuSO4（s）=Na2SO4（s）+Cu（s）， ΔrGθ=-604.93kJ/mol,自由能為負(fù)值，比較小，反應(yīng)是很容易發(fā)生的。另一方面，金屬鈉片遇硫酸銅溶液中的少量水會(huì)立即發(fā)生反應(yīng)，生成的氫氧化鈉與硫酸銅發(fā)生反應(yīng)（見本段中反應(yīng)（1）、（2））。我們也知道，氫氧化銅很易分解， 反應(yīng)（3）在80℃就能進(jìn)行[7]。（有資料記載：氫氧化銅遇熱水分解[8]。我們還驗(yàn)證了氫氧化鈉與硫酸銅溶液在試管里發(fā)生反應(yīng)，生成藍(lán)色的氫氧化銅，經(jīng)酒精燈稍微加熱，很快變成黑色，說明氫氧化銅的分解溫度很低。）生成的氧化銅與反應(yīng)（1）中產(chǎn)生的氫氣發(fā)生了置換反應(yīng)（4），該反應(yīng)溫度約250℃就可進(jìn)行[9]， 我們認(rèn)為是反應(yīng)（1）中在局部產(chǎn)生的大量熱量，可給接下來一系列的反應(yīng)提供了溫度，使反應(yīng)得以進(jìn)行下去。所以我們認(rèn)為在生成銅的過程中，上述兩種情況都可能同時(shí)發(fā)生。

（3）在進(jìn)行一小塊鈉投入到不同濃度的CuSO4溶液的實(shí)驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)物中沒有得到單質(zhì)銅，說明鈉與CuSO4溶液在該條件下不能生成單質(zhì)銅。隨著反應(yīng)條件的不同，得到的產(chǎn)物也可能完全不同。在CuSO4溶液濃度非常小時(shí)，一小塊鈉放入該溶液中，鈉迅速在溶液表面游走，比如在1%CuSO4溶液中，產(chǎn)物是很少的藍(lán)色絮狀沉淀。隨著溶液濃度的變大，生成的產(chǎn)物變成了灰藍(lán)色片狀沉淀，我們認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)發(fā)生了如下反應(yīng)； （1）2Na+2H2O=2NaOH+2H2， （2）2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2（藍(lán)）+Na2SO4， 反應(yīng)的熱量積聚，使部分Cu（OH）2分解，即（3）Cu（OH）2=CuO（黑）+H2O， 但是硫酸銅溶液的量相對(duì)較多（10mL）, 水量較多，產(chǎn)生的熱量很快被吸收，使其溫度達(dá)不到氫氣還原氧化銅反應(yīng)的溫度（約250℃）。所以我們看到的灰黑色片狀沉淀是藍(lán)色的Cu（OH）2與黑色的CuO的混合物。

（4）在進(jìn)行將研磨成粉末狀的膽礬和無水硫酸銅粉末分別撒在一小塊金屬鈉片上的實(shí)驗(yàn)中，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，看到產(chǎn)物中有黑色生成物，加入11鹽酸溶液，未得到單質(zhì)銅，我們認(rèn)為該黑色產(chǎn)物是氧化銅，發(fā)生的反應(yīng)同上。

（5）在進(jìn)行少量的CuSO4溶液分別滴加在一小塊鈉片上的實(shí)驗(yàn)時(shí)，滴加CuSO4溶液的量以鈉片完全反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)，如果像其他研究該實(shí)驗(yàn)的人那樣，認(rèn)為金屬鈉表面有紅色固體物質(zhì)出現(xiàn)，那紅色固體物質(zhì)就是單質(zhì)銅，是不科學(xué)的。因?yàn)閱螒{顏色判斷是不夠準(zhǔn)確的，必須要對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行研究。研究方法是：把該反應(yīng)產(chǎn)物溶解在水中，棄去可溶物，再加11鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果只得到極少量的銅，那大量的紅色固體物都不是單質(zhì)銅。另一方面，在進(jìn)行不溶物處理時(shí)，剩余的鈉又會(huì)與水劇烈反應(yīng)，影響了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，增加了實(shí)驗(yàn)的繁瑣程度。因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)不要取太多的金屬鈉。

（6）比較第一組和第二組實(shí)驗(yàn)，我們可以得出，在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，相同的反應(yīng)物，隨著反應(yīng)條件的不同，得到的產(chǎn)物也可能完全不同。在本實(shí)驗(yàn)中，金屬鈉與少量的硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，有單質(zhì)銅生成，而與大量的硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，還有和硫酸銅晶體粉末和無水硫酸銅粉末反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物中得不到單質(zhì)銅。我們認(rèn)為銅的生成與水量的多少有一定的關(guān)系，可能是鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生了熱量，導(dǎo)致溫度升高有關(guān)。少量硫酸銅溶液含有少量的水，與鈉片反應(yīng)，放出熱量，能量聚集，溫度升高，是生成銅單質(zhì)反應(yīng)得以進(jìn)行的重要條件。而鈉塊投入到大量的硫酸銅溶液中，產(chǎn)生的熱量很快散失，溫度不能快速升高，因而沒有生成銅單質(zhì)。如果水量極少或缺水，鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生能量少，溫度升不高，生成的氫氣又少，因而不會(huì)有單質(zhì)銅生成。如硫酸銅晶體粉末、無水硫酸銅粉末撒在鈉片上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就是一個(gè)實(shí)證。

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金屬鈉范文3

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新；改進(jìn)

當(dāng)前，中學(xué)教師在授課過程中面臨著諸多困惑。比如，高考升學(xué)的壓力、家長(zhǎng)的期望值高、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性、高考命題中不考實(shí)操等。這樣，就使部分教師對(duì)理論教學(xué)的重視程度大于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于在課本中有一些演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不合理或部分演示實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的，一些教師很棘手，不知所措，只能不做或者少做。針對(duì)上述情況，筆者就高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)1》（必修），人教版，第三章第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)3-3中涉及金屬鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

對(duì)于此實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)將一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)不能完整地演示，學(xué)生不能全面地觀察現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)，不利于對(duì)學(xué)生觀察能力和分析能力的提高。H2的生成檢驗(yàn)，H2燃燒時(shí)間短，現(xiàn)象不明顯，效果不佳等問題。為使操作簡(jiǎn)單、方便，現(xiàn)象明顯，并使收集到的氣體可點(diǎn)燃，筆者將裝置、操作做如下改進(jìn)，獲得了較為滿意的效果。

一、設(shè)計(jì)思路

將金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、生成物的檢驗(yàn)在一次實(shí)驗(yàn)中完成，可以控制反應(yīng)的速率由快到慢。同時(shí)，學(xué)生可以較全面、全方位地進(jìn)行觀察，有利于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。

二、設(shè)計(jì)原理

加入滴有酚酞試液的蒸餾水至圓底燒瓶的瓶頸口0.5厘米處和少量的煤油，在水面上加至距離圓底燒瓶瓶口大約0.5厘米處。將空氣排空。少量煤油的作用是用來調(diào)控反應(yīng)速率及煤油、金屬鈉、水三者的密度大小。由于有氣體產(chǎn)生，燒瓶中的液面下降，同時(shí)分液漏斗中的液面上升。由于滴加酚酞試液，生成物中有堿性物質(zhì)產(chǎn)生，水溶液變紅。此時(shí)，金屬鈉與煤油充分接觸，并發(fā)生了反應(yīng)，圓底燒瓶的液面上升，可以收集純凈的氫氣。反應(yīng)結(jié)束后，氣體儲(chǔ)存于圓底燒瓶中，再點(diǎn)燃?xì)怏w，可觀察到氣體開始燃燒，現(xiàn)象明顯。

三、實(shí)驗(yàn)裝置

四、實(shí)驗(yàn)儀器和用品

分液漏斗、圓底燒瓶（250 ml）、酒精燈、鐵夾臺(tái)（帶夾子）、帶導(dǎo)氣管的雙孔塞、彈簧夾、蒸餾水、金屬鈉、煤油、酚酞試液。

五、主要實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象

1.連接好如圖所示的裝置，并檢驗(yàn)裝置的氣密性。

2.關(guān)上止水夾，打開分液漏斗的活塞。

3.向圓底燒瓶中滴加有酚酞試液的蒸餾水，至瓶頸口上方0.5厘米處。

4.滴加煤油到距離瓶口大約0.5厘米處。

5.加入金屬鈉（綠豆粒般大小），蓋上瓶塞。

6.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。金屬鈉在煤油與水之間上、下浮動(dòng)（金屬鈉的密度大于煤油的密度，而小于水的密度），同時(shí)水面上有氣體產(chǎn)生，證明金屬鈉與水已經(jīng)進(jìn)行反應(yīng)。水溶液開始變成了紅色，證明生成了堿性的物質(zhì)。因?yàn)橛袣怏w生成，產(chǎn)生壓強(qiáng)使圓底燒瓶的液面降低。當(dāng)圓底燒瓶中液面降至瓶頸口處1厘米以下，反應(yīng)的速度加快。因?yàn)槊河捅容^少，不能夠阻止金屬鈉與水的反應(yīng)，可看到金屬鈉與水反應(yīng)很劇烈。金屬鈉浮在水的上面，熔化成了閃亮的小球，四處游動(dòng)，發(fā)出了“嘶嘶”的響聲。與此同時(shí)，圓底燒瓶的液面就開始上升，可以收集到氫氣。

7.反應(yīng)完畢后，由于實(shí)驗(yàn)前圓底燒瓶中的空氣已排盡，打開止水夾，直接點(diǎn)燃H2觀察，燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，有效演示出生成的氣體是H2。

8.關(guān)閉止水夾，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

六、實(shí)驗(yàn)說明

1.儀器規(guī)格：燒瓶250 ml、漏斗100 ml（或100 ml以上）

2.分液漏斗要深入燒瓶三分之二以下。

3.實(shí)驗(yàn)開始前，關(guān)閉彈簧夾，打開分液漏斗的活塞。

4.水、煤油要盡可能地將空氣排盡。

七、效果評(píng)價(jià)

1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以完整的演示，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

2.一次使用鈉，提高了演示效率，節(jié)約藥品和課堂時(shí)間。

3.對(duì)反應(yīng)速率有效控制。反應(yīng)由慢到快，反應(yīng)現(xiàn)象觀察和產(chǎn)生檢驗(yàn)有序進(jìn)行。

4.H2的生成檢驗(yàn)，燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，現(xiàn)象明顯。

5.實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全，課堂演示方便。

6.此實(shí)驗(yàn)既可用于教師演示實(shí)驗(yàn)，又可作為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋學(xué)宏.新課程背景下加強(qiáng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究[D].蘇州大學(xué)，2008.

金屬鈉范文4

關(guān)鍵詞納米晶塊體材料制備非晶晶化機(jī)械合金化深過冷

DEVELOPMENTOFBULKMETALNANOMETERMATERIALSPREPARATIONTECHNOLOGIESANDTHEIRESTIMATE

ABSTRACTOnthebasisofthesummarizationofbulkmetalnanocrystallinematerialspreparationmethods,twopotentialtechnologies:supershortfalsecurrentdirectcrystallizationmethodandhighundercoolingdirectcrystallizationmethodareproposed.Intheend,thedevelopmentandapplicationprospectsofvariousmethodsarealsoestimated.

KEYWORDSbulknanometermaterial,preparationofmaterials,crystallizationofamorphousalloys,mechanicalalloying,highundercooling

Correspondent:ZhangZhenzhongNorthwesternPolytechnicalUniversity,StatekeyLaborotryofSolidificationProcessingXi''''an710072

自80年代初德國(guó)科學(xué)家H.V.Gleiter成功地采用惰性氣體凝聚原位加壓法制得純物質(zhì)的塊狀納米材料后［1］，納米材料的研究及其制備技術(shù)在近年來引起了世界各國(guó)的普遍重視。由于納料材料具有獨(dú)特的納米晶粒及高濃度晶界特征以及由此而產(chǎn)生的小尺寸量子效應(yīng)和晶界效應(yīng)，使其表現(xiàn)出一系列與普通多晶體和非晶態(tài)固體有本質(zhì)差別的力學(xué)、磁、光、電、聲等性能［2］，使得對(duì)納米材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能及其應(yīng)用研究成為90年代材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。為使這種新型材料既有利于理論研究，又能在實(shí)際中拓寬其使用范圍，探索高質(zhì)量的三維大尺寸納米晶體樣品的制備技術(shù)已成為納米材料研究的關(guān)鍵之一。本文綜述國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有塊狀金屬納米材料的制備技術(shù)進(jìn)展，并提出今后可能成為塊狀金屬納米材料制備的潛在技術(shù)。

1現(xiàn)有塊狀金屬納米材料的制備技術(shù)

1.1惰性氣體凝聚原位加壓成形法

該法首先由H.V.Gleiter教授提出［1］，其裝置主要由蒸發(fā)源、液氮冷卻的納米微粉收集系統(tǒng)、刮落輸運(yùn)系統(tǒng)及原位加壓成形(燒結(jié))系統(tǒng)組成。其制備過程是：在高真空反應(yīng)室中惰性氣體保護(hù)下使金屬受熱升華并在液氮冷鏡壁上聚集、凝結(jié)為納米尺寸的超微粒子，刮板將收集器上的納米微粒刮落進(jìn)入漏斗并導(dǎo)入模具，在10-6Pa高真空下，加壓系統(tǒng)以1～5GPa的壓力使納米粉原位加壓(燒結(jié))成塊。采用該法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、Sb、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的塊狀納米材料［3］。近年來，在該裝置基礎(chǔ)之上，通過改進(jìn)使金屬升華的熱源及方式(如采用感應(yīng)加熱、等離子體法、電子束加熱法、激光熱解法、磁濺射等)以及改良其它裝備，可以獲得克級(jí)到幾十克級(jí)的納米晶體樣品。納米超飽和合金、納米復(fù)合材料等也正在利用此法研究之中。目前該法正向多組分、計(jì)量控制、多副模具、超高壓力方向發(fā)展。

該法的特點(diǎn)是適用范圍廣，微粉表面潔凈，有助于納米材料的理論研究。但工藝設(shè)備復(fù)雜，產(chǎn)量極低，很難滿足性能研究及應(yīng)用的要求，特別是用這種方法制備的納米晶體樣品存在大量的微孔隙，致密樣品密度僅能達(dá)金屬體積密度的75%～90%，這種微孔隙對(duì)納米材料的結(jié)構(gòu)性能研究及某些性能的提高十分不利。近年來，盡管發(fā)展了一些新的納米粉制備方法如電化學(xué)沉積［4］、電火花侵蝕(sparkerosion)［5］等方法，但與這些方法相銜接的納米粉的分散、表面處理及成型方法尚未得到發(fā)展。

1.2機(jī)械合金研磨(MA)結(jié)合加壓成塊法

MA法是美國(guó)INCO公司于60年代末發(fā)展起來的技術(shù)。它是一種用來制備具有可控微結(jié)構(gòu)的金屬基或陶瓷基復(fù)合粉末的高能球磨技術(shù)：在干燥的球型裝料機(jī)內(nèi)，在高真空Ar2氣保護(hù)下，通過機(jī)械研磨過程中高速運(yùn)行的硬質(zhì)鋼球與研磨體之間相互碰撞，對(duì)粉末粒子反復(fù)進(jìn)行熔結(jié)、斷裂、再熔結(jié)的過程使晶粒不斷細(xì)化，達(dá)到納米尺寸［6］。然后、納米粉再采用熱擠壓、熱等靜壓等技術(shù)［7］加壓制得塊狀納米材料。研究表明，非晶、準(zhǔn)晶、納米晶、超導(dǎo)材料、稀土永磁合金、超塑性合金、金屬間化合物、輕金屬高比強(qiáng)合金均可通過這一方法合成。

該法合金基體成分不受限制、成本低、產(chǎn)量大、工藝簡(jiǎn)單，特別是在難熔金屬的合金化、非平衡相的生成及開發(fā)特殊使用合金等方面顯示出較強(qiáng)的活力，該法在國(guó)外已進(jìn)入實(shí)用化階段。如美國(guó)INCO公司使用的球磨機(jī)直徑為2m，長(zhǎng)3m，每次可處理約1000kg粉體，這樣的球磨機(jī)1993年在美國(guó)安裝有七座，英國(guó)安裝有二座，大多用來加工薄板、厚板、棒材、管材及其它型材。近年來，該法在我國(guó)也獲得了廣泛的重視。其存在的問題是研磨過程中易產(chǎn)生雜質(zhì)、污染、氧化及應(yīng)力，很難得到潔凈的納米晶體界面，對(duì)一些基礎(chǔ)性的研究工作不利。

1.3非晶晶化法

該法是近年來發(fā)展極為迅速的一種新工藝，它是通過控制非晶態(tài)固體的晶化動(dòng)力學(xué)過程使晶化的產(chǎn)物為納米尺寸的晶粒。它通常由非晶態(tài)固體的獲得和晶化兩個(gè)過程組成。非晶態(tài)固體可通過熔體激冷、高速直流濺射、等離子流霧化、固態(tài)反應(yīng)法等技術(shù)制備，最常用的是單輥或雙輥旋淬法。由于以上方法只能獲得非晶粉末、絲及條帶等低維材料，因而還需采用熱模壓實(shí)、熱擠壓或高溫高壓燒結(jié)等方法合成塊狀樣品［8］。晶化通常采用等溫退火方法，近年來還發(fā)展了分級(jí)退火［9］、脈沖退火［10］、激波誘導(dǎo)［11］等方法。目前，利用該法已制備出Ni、Fe、Co、Pd基等多種合金系列的納米晶體，也可制備出金屬間化合物和單質(zhì)半導(dǎo)體納米晶體，并已發(fā)展到實(shí)用階段。此法在納米軟磁材料的制備方面應(yīng)用最為廣泛。值得指出的是，國(guó)外近年來十分重視塊體非晶的制備研究工作，繼W.Klement、H.S.Chen、H.W.Kui等采用真空吸鑄法及合金射流法制備出Mg-La-TM、La-Al-TM、Zr-Al-TM系非晶塊體之后，近幾年日本以Inoue為代表的研究小組在非晶三原則指導(dǎo)下，又成功地采用合金射流成形及深過冷與合金射流成形相結(jié)合的方法制備了厚度分別為2mm、3mm、12mm、15mm、40mm、72mm的Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)［12］、(Fe,Co,Ni)70Zr8B20Nb2［13］、(Nd,Pr)-Fe-(Al,Ga)［14］、Zr-Al-Cu-Ni［15］、Pd-Cu-Si-B［16］系的非晶塊體。我國(guó)北京科技大學(xué)的何國(guó)、陳國(guó)良最近也采用合金射流成形法獲得8mmZr65Al7.5Cu17.5Ni10［17］的非晶塊體，這些研究結(jié)果為該法制備及應(yīng)用塊體納米材料注入了極大生機(jī)。

該法的特點(diǎn)是成本低，產(chǎn)量大，界面清潔致密，樣品中無微孔隙，晶粒度變化易控制，并有助于研究納米晶的形成機(jī)理及用來檢驗(yàn)經(jīng)典的形核長(zhǎng)大理論在快速凝固條件下應(yīng)用的可能性。其局限性在于依賴于非晶態(tài)固體的獲得，只適用于非晶形成能力較強(qiáng)的合金系。

1.4高壓、高溫固相淬火法

該法是將真空電弧爐熔煉的樣品置入高壓腔體內(nèi)，加壓至數(shù)GPa后升溫，通過高壓抑制原子的長(zhǎng)程擴(kuò)散及晶體的生長(zhǎng)速率，從而實(shí)現(xiàn)晶粒的納米化，然后再?gòu)母邷叵鹿滔啻慊鹨员Ａ舾邷亍⒏邏航M織。胡壯麒等利用此法已獲得4×3(mm)的Cu60Ti40及3×3(mm)的Pd78Cu6Si16晶粒尺寸為10～20(nm)的納米晶樣品［18，19］。該法的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)便，界面清潔，能直接制備大塊致密的納米晶。其局限性在于需很高的壓力，大塊尺寸獲得困難，另外在其它合金系中尚無應(yīng)用研究的報(bào)道。

1.5大塑性變形與其它方法復(fù)合的細(xì)化晶粒法

1.5.1大塑性變形方法

在采用大塑性變形方法制備塊狀金屬納米材料方面，俄羅斯科學(xué)院R.Z.Valiev領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開展了卓有成效的研究工作，早在90年代初，他們就發(fā)現(xiàn)采用純剪切大變形方法可獲得亞微米級(jí)晶粒尺寸的純銅組織［20］，近年來他們?cè)诎l(fā)展多種塑性變形方法的基礎(chǔ)上，又成功地制備了晶粒尺寸為20～200(nm)的純Fe、Fe-1.2%C鋼、Fe-C-Mn-Si-V低合金鋼、Al-Cu-Zr、Al-Mg-Li-Zr、Mg-Mn-Ce、Ni3Al金屬間化合物、Ti-Al-Mo-Si［21-23］等合金的塊體納米材料。

1.5.2塑性變形加循環(huán)相變方法

1996年我國(guó)趙明、張秋華等［24］將碳管爐中氬氣保護(hù)下熔煉的Zn78Al22超塑性合金，經(jīng)固溶處理后通過小塑性變形和循環(huán)相變(共析轉(zhuǎn)變)，獲得了晶粒尺寸為100～300(nm)的塊狀納米晶體。

該方法與其他方法相比具有適用范圍寬，可制造大體積試樣，試樣無殘留縮松(孔)，可方便地利用掃描電鏡詳細(xì)研究其組織結(jié)構(gòu)及晶粒中的非平衡邊界層結(jié)構(gòu)，特別有利于研究其組織與性能的關(guān)系等特點(diǎn)并可采用多種變形方法制備界面清潔的納米材料，是今后制備塊體金屬納米材料很有潛力的一種方法。如將此法與粉末冶金及深過冷等技術(shù)相結(jié)合，則可望利用此法制備金屬陶瓷納米復(fù)合材料［21］，并拓寬其所能制備的合金成份范圍。

除以上主要方法外，近年來還發(fā)展的有噴霧沉積法、離子注入法等塊體金屬納米材料制備技術(shù)，在此不再一一贅述。

2直接制備塊狀納米晶的潛在技術(shù)

2.1脈沖電流直接晶化法

近年來，關(guān)于脈沖電流對(duì)金屬凝固組織的影響已屢見報(bào)道：80年代，印度學(xué)者A.K.Mistra首先在Pb68Sb15Sn7共晶及Pb87Sb10Sn3亞共晶合金中通以40mA/cm2的直流電，發(fā)現(xiàn)凝固后組織明顯細(xì)化［25］，M.Nakada等人在Sn85Pb15合金凝固過程中通脈沖電流后，也發(fā)現(xiàn)凝固組織細(xì)化且發(fā)生枝晶向球狀晶轉(zhuǎn)變［26］，J.P.Barnak等研究了高密度脈沖電流對(duì)Sn60Pb40和Sn63Pb37合金凝固組織的影響［27］。結(jié)果證實(shí)，脈沖電流可增加過冷度，并可使共晶的晶粒度降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，且晶粒度隨脈沖電流密度增加而降低。周本濂等不僅在實(shí)驗(yàn)上研究了脈沖電流對(duì)合金凝固組織的影響［28］，而且在理論上用經(jīng)典熱力學(xué)和連續(xù)介質(zhì)電動(dòng)力學(xué)對(duì)脈沖電流作用熔體的結(jié)晶成核理論和結(jié)晶晶粒尺寸的計(jì)算作了深入研究［29，30］，指出脈沖電流密度達(dá)到0.1GA/m2時(shí)，在理論上可獲得大塊納米晶，按該理論對(duì)Sn60Pb40合金進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值基本一致。由于理論上要求的一些金屬納米化的臨界脈沖電流密度在工程上能夠達(dá)到且與實(shí)驗(yàn)值基本符合，加之脈沖電流的快速弛豫特點(diǎn)可限制納米晶粒的長(zhǎng)大，使作者相信，隨著脈沖電流對(duì)金屬凝固影響機(jī)制的進(jìn)一步研究及實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)一步完善，超短時(shí)脈沖電流處理在某些合金上有可能使熔體直接冷凝成大塊納米晶材料，并成為直接晶化法制備納米晶材料的潛在技術(shù)之一。

2.2深過冷直接晶化法

快速凝固對(duì)晶粒細(xì)化有顯著效果的事實(shí)已為人所知。急冷和深過冷是實(shí)現(xiàn)熔體快速凝固行之有效的兩條途徑。急冷快速凝固技術(shù)由于受傳熱過程限制只能生產(chǎn)出諸如薄帶、細(xì)絲或粉體等低維材料而在應(yīng)用上受到較大的限制。深過冷快速凝固技術(shù)，通過避免或清除異質(zhì)晶核而實(shí)現(xiàn)大的熱力學(xué)過冷度下的快速凝固，其熔體生長(zhǎng)不受外界散熱條件控制［31］，其晶粒細(xì)化由熔體本身特殊的物理機(jī)制所支配，它已成為實(shí)現(xiàn)三維大體積液態(tài)金屬快速凝固制備微晶、非晶和準(zhǔn)晶材料的一條有效途徑［35］。由于深過冷熔體的凝固組織與急冷快速凝固組織具有很好的相似性［36］并且國(guó)外已在Fe-Ni-Al、Pd-Cu-Si［37］等合金中利用急冷快速凝固獲得納米組織，另外，近年來周堯和、楊根倉教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組在Ni-Si-B合金中利用深過冷方法已制備出晶粒尺寸約為200nm的大塊合金，并已探討出多種合金系有效的熔體凈化方法，加之作者近期又在Fe-B-Si系共晶合金中利用深過冷及深過冷加水淬方法成功地制備了幾十～200nm,11×10(mm)的塊狀納米材料，見圖1a、圖1b所示，因此有理由相信，通過進(jìn)一步研究深過冷晶粒細(xì)化的物理機(jī)制，進(jìn)而為深過冷晶粒的納米化設(shè)想提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)研究出各種實(shí)用合金的熔體凈化技術(shù)以及深過冷與其它晶粒細(xì)化技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合制備技術(shù)，深過冷方法可望成為塊體金屬納米材料制備新的實(shí)用技術(shù)。從目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，深過冷晶粒細(xì)化的程度與合金的化學(xué)成分、相變類型、熔體凈化所獲得熱力學(xué)過冷度的大小及凝固過程中的組織粗化密切相關(guān)。為進(jìn)一步提高細(xì)化效果，除精心的設(shè)計(jì)合金的化學(xué)成分之外，發(fā)展更有效的凈化技術(shù)是關(guān)鍵，另外探索深過冷技術(shù)與急冷、塑性變形及高壓技術(shù)等相結(jié)合的復(fù)合細(xì)化技術(shù)，可望進(jìn)一步拓寬深過冷直接晶化法制備納米晶的成分范圍。相信通過今后的不懈努力，該技術(shù)將會(huì)成為塊狀納米晶制備的又一實(shí)用化技術(shù)。

3展望

縱觀納米材料的研究發(fā)展，不難看出，納米材料的推廣應(yīng)用關(guān)鍵在于塊體納米材料的制備，而塊體金屬納米材料制備技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)則是發(fā)展工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大適用范圍寬，能獲得樣品界面清潔，無微孔隙的大尺寸納米材料制備技術(shù)。其發(fā)展趨勢(shì)則是發(fā)展直接晶化法納米晶制備技術(shù)。

從實(shí)用化角度來看，今后一段時(shí)間內(nèi)，絕大多數(shù)納米晶樣品的制備仍將以非晶晶化法和機(jī)械合金化法為主，它們發(fā)展的關(guān)鍵是壓制過程的突破。此外在機(jī)械合金化技術(shù)中，尚需進(jìn)一步克服機(jī)械合金化過程中所帶來的雜質(zhì)和應(yīng)力的影響。對(duì)于能采用塑性變形等技術(shù)可直接獲得亞微米級(jí)晶粒的合金系，拓寬研究系列，研究出與各種合金成分所對(duì)應(yīng)的實(shí)用穩(wěn)定的塑性變形及熱處理工藝，并全面進(jìn)行該類納米晶材料的性能研究工作是此類技術(shù)走向?qū)嵱玫漠?dāng)務(wù)之急。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，高壓高溫固相淬火、脈沖電流和深過冷直接晶化法以及與之相關(guān)的復(fù)合塊狀納米材料制備技術(shù)及其基礎(chǔ)研究工作，是今后納米材料制備技術(shù)的研究重點(diǎn)。

相信隨著塊狀納米材料制備技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來會(huì)有更多的納米材料問世，并產(chǎn)生巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

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金屬鈉范文5

金門是中國(guó)領(lǐng)土的一小部分。

由于歷史原因，金門目前屬于臺(tái)灣管制，金門在建國(guó)前屬于福建泉州府同安縣; 20世紀(jì)60年代后同安隸屬于廈門市，但金門末跟同安一起劃屬?gòu)B門，所以從某方面上說現(xiàn)在的金門屬于泉州待統(tǒng)一的一個(gè)縣。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

金屬鈉范文6

1、金玉滿堂包括桂花樹、玉蘭樹、石榴樹以及秋海棠這四種樹。

2、其中桂花的花朵顏色為金黃色，玉蘭樹的名字中帶有玉字，石榴樹的果實(shí)籽粒較多，比較飽滿，秋海棠的名稱中帶有棠字，與堂讀音相近，所以這四種樹有著金玉滿堂之稱。

（來源：文章屋網(wǎng) ）