含钨的纳米材料及相关纳米技术制造技术

本发明专利技术提供含钨的纳米颗粒、制备含钨的纳米颗粒的方法以及含钨的纳米颗粒的用途，如用于电子器件、光学装置、光子器件、用于精细化学合成的试剂、颜料和催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含钨的纳米材料及相关纳米技术 相关专利申请的交叉引用本申请为2003年10月6日提交的美国专利申请10/679,611的 部分继续，此申请全文通过引用结合到本文中。本申请也为2002年 12月10日提交的美国专利申请0/315,272的部分继续，此申请全文 通过引用结合到本文中。本申请要求2004年5月10日提交的临时 申请60/569,689的权益，此申请全文通过引用结合到本文中。专利
本专利技术 一般涉及制备含钨的亚微米和纳米粉末的方法和此粉末 的用途。相关背景通常，尤其纳米粉末和亚微米粉末为新一系列材料，其区别特 征是，它们的畴大小是如此之小，以致于大小限制效应成为材料性 能的重要决定因素。因此，此限制效应可产生宽范围工业重要性能。 因此，纳米粉末为宽范围装置和不同用途产品的设计、研发和工业 化带来了特别的机会。此外，由于在常规粗粒物理化学机制不适用 时它们代表全新系列的材料前体，这些材料给予独特的性能组合， 使不匹配性能的新型多功能组件成为可能。亚^L米和纳米大小粉末 的一些应用由Yadav等人教授于美国专利6,344,271和同时待审及普 通转让的美国专利申请09/638,977、 10/004,387、 10/071,027 、 10/113,315 和10/292,263中。专利技术概述简单地讲，本专利技术涉及制备含钨纳米粉末的方法及其用途。在一些实施方案中，本专利技术提供掺杂或未掺杂氧化钩的纳米颗粒。在一些实施方案中，本专利技术提供制备含钨的掺杂或未掺杂金属 氧化物的方法。在一些实施方案中，本专利技术提供包含掺杂或未掺杂鴒的氧化物 复合材料及涂料。在一些实施方案中，本专利技术提供包含掺杂或未摻杂氧化鹌的粉 末的用途。在一些实施方案中，本专利技术提供用于多种用途的催化剂。 在一些实施方案中，本专利技术提供用于多种用途的添加剂。 在一些实施方案中，本专利技术提供用于光学、传感、热、生物医学、结构、超导、能量和安全用途及其他用途的材料及装置。在一些实施方案中，本专利技术提供以大量、低成本和可再现品质制备含鴒的新的纳米粉末的方法。附图简述附图说明图1显示制备本专利技术的亚^[敬米和纳米粉末的总体示例方法。 专利技术详述本专利技术一般涉及含钨(w)的极细粉末。教授的范围包括高纯度粉末。本文讨论的粉末具有小于1微米的平均晶粒大小，在某些实施方案中小于ioo纳米。本专利技术也概括以大量、低成本和可再现品质制备和利用此类粉末的方法。定义为了清楚起见，提供以下定义帮助理解本文提供的说明和具体 实施例。在对一个具体变量提供一定范围数值时，此范围的上限和 下限均包括在所述定义之内。本文所用"细粉末，，是指同时满足以下标准的粉末(1) 平均大小小于l(M敖米的颗粒；和(2) 长宽比为1至l,OOO，OOO的颗粒。例如，在一些实施方案中，细粉末为具有小于5孩么米平均畴大 小和1至l，OOO,OOO长宽比的颗粒的粉末。本文所用"亚微米粉末，，是指具有小于1微米平均大小的细粉 末。例如，在一些实施方案中，亚微米粉末为具有小于500纳米平 均畴大小和1至l，OOO,OOO长宽比的颗粒的粉末。术语"纳米粉末"、"纳米大小粉末"、"纳米颗粒"和"纳 米级粉末"在本文中可互换使用，并且指具有小于250纳米平均大 小的细粉末。例如，在一些实施方案中，纳米粉末为具有小于100 纳米平均畴大小和1至1,000,000长宽比的颗粒的粉末。本文所用术语"纯粉末，，为具有以金属计至少99.9%组成纯度 的粉末。例如，在一些实施方案中，纯度为99.99%。本文所用术语"纳米材料"是在任何尺寸形式具有小于100纳 米畴大小的材料。本文所用术语"畴大小，，是指特定材料形态学的最小尺寸。在 粉末的情况下，畴大小为晶粒大小。在晶须和纤维的情况下，畴大 小为直径。在片和薄膜的情况下，畴大小为厚度。术语"粉末"、"颗粒"和"晶粒"在本文中可互换使用，并 且包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫属化物、自化物、金 属、金属间化物、陶瓷、聚合物、合金及其组合。这些术语包括单 一金属、多金属和复杂组合物。这些术语还包括空心、致密、多孔 性、半多孔、涂覆、未涂覆、多层、层压、简单、复杂、枝状、无 机、有机、元素、非元素、复合、掺杂、未掺杂、球形、非球形、 表面功能化、表面未功能化、化学计量和非化学计量形式或物质。 此外，术语粉末在其一般意义上包括一维材料(纤维、管等)、二维材 料(小片、薄膜、层压材料、平面等)和三维材料(球、锥体、卵形、圆柱形、立方体、单斜、parallelolipids、哑铃形、六角形、截角十二 面体、不规则形状结构等)。本文所用术语"长宽比"是指颗粒最大尺寸与最小尺寸之比。本文所用术语"前体"包括可转变成相同或不同组成的粉末的 任何未加工物质，在某些实施方案中，前体为液体。术语"前体" 包括但不限于有机金属、有机物、无机物、溶液、分散体、溶体、 溶胶、凝胶、乳液或混合物。本文所用术语"粉末"包括氧化物、碳化物、氮化物、硫属化 物、金属、合金及其组合。该术语包括空心、致密、多孔性、半多 孔、涂覆、未涂覆、多层、层压、简单、复杂、枝状、无机、有机、 元素、非元素、分散、复合、掺杂、未掺杂、球形、非球形、表面 功能化、表面未功能化、化学计量和非化学计量形式或物质。本文所用术语"涂层"(或"薄膜"或"层压材料"或"层")包 括任何包含亚微米和纳米粉末的沉积。该术语在其范围内包括空心、 致密、多孔性、半多孔、涂覆、未涂覆、简单、复杂、枝状、无机、 有机、复合、掺杂、未掺杂、均匀、不均匀、表面功能化、表面未 功能化、薄、厚、经预处理、经后处理、化学计量或非化学计量形 式或形态学的基质、表面、沉积或其组合。本文所用术语"分散体"包括油墨、糊、膏、洗剂、牛顿、非 牛顿、均匀、不均匀、透明、半透明、不透明、白色、黑色、有色、 乳化、具有添加剂、没有添加剂、水基、极性溶剂基或非极性溶剂 基的任何流体或类流体态的粉末的混合物。在一些实施方案中，本专利技术涉及包含掺杂或未掺杂氧化钨的亚 微米和纳米粉末。假定地壳中鎢量较为丰富并且目前提纯技术的限 制，预料很多工业制备的材料都有天然存在的钨杂质。预料这些杂 质低于100ppm，并且在大多数情况下浓度类似于其他元素杂质。除 去这些杂质并不实质影响所关注应用的性质。按照本专利技术意图，从质的粉末。然而，要强调的是，在一种或多种物质的摻杂或未掺杂组合物中，可有意将钨作为掺杂剂以100ppm或更少浓度引入粉末中，并且这些包括在本专利技术的范围内。在一般意义上，本专利技术教授纳米粉末，在更一般意义上，教授亚微米粉末，所述粉末包含至少100ppp重量鴒(w)，在一些实施方案中，以金属计大于1。/o重量的钨(W)，在其他实施方案中，以金属计大于10。/q重量的鴒(W)。案，但按照本专利技术意图，纳米或亚微米粉末可由任何方法制备或者 可作为来自任何方法的副产物得到。图1显示一般制备亚^:米粉末和尤其制备纳米粉末的总体示例 方法。图1所示方法始于含钨的原料(例如但不限于粗氧化物粉末、 金属粉末、盐、浆、废产物、有机化合物或无机化合物)。图1显示 制备本专利技术的纳米和亚微米粉末的系统的 一个实施方案。图1所示的方法在100始于含钨金属的前体，如乳液、流体、 含颗粒的流体悬浮体或水溶性盐。前体可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质的纳米材料组合物，所述组合物包含：　　　　（ａ）钨；和　　　　（ｂ）至少一种不同于钨的金属，　　　　其中所述物质的组合物为纳米颜料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T亚达夫，
申请(专利权)人：纳米产品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]