稀土纳米颗粒及纳米晶材料制备方法及其设备技术

本发明专利技术属纳米材料领域。颗粒制造：物理气相沉积，稀土为阳极，钨为阴极，氦气保护下，５０－４００Ａ，１０－５０Ｖ，起弧０．５－５小时制成纳米颗粒。晶材料制造：上述纳米颗粒置入惰性气体保护的预处理室，装入模具预压成型，压力１０－１０００ＭＰａ；惰性气体保护下，放电等离子烧结：温度２００－５００℃，压力３０－１０００ＭＰａ，保温０－１０ｍｉｎ，升温速率为２０－１００℃／ｍｉｎ。设备依次包括物理气相沉积部分（１），粉末捕集机构（２），传递机构（３），预处理部分（４），烧结成型部分（５），各部分均有真空泵和惰性气瓶，置入有惰性保护气氛的手套箱中；预处理部分（４）和烧结成型部分（５）有气体循环净化装置。本发明专利技术颗粒粒度均匀，粒径小于１００纳米；晶块体材料致密度高，晶粒细小、均匀，单相性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土元素纳米颗粒及高致密纳米晶块体材料的制备方法及其设备，属于纳米材料制备

技术介绍
近年来，纳米材料因其具有传统材料无法比拟的独特性能而受到了广泛的研究和关注。研究表明，纳米材料所具有的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及量子隧道效应决定了这类材料具有奇异的力学、电学、磁学、热学、光学和化学活性等特性，从而具有极大的潜在应用价值。从形态上来说，纳米材料主要包括纳米颗粒材料和具有纳米晶组织的块体材料。就应用范围和应用前景而言，后者具有更大的优势。目前，有关纳米粉体制备的研究和产业化方面已经开展了大量的工作。人们采用多种方法如惰性气体冷凝法、等离子气相合成法、溶胶—凝胶法、水热法等等合成了Fe、Co、Ni等多种金属以及ZnO、TiO2、ZrO2等多种化合物纳米颗粒材料。而纳米晶块体材料的一般制备方法有大塑性变形法、熔炼凝固法、粉末冶金烧结法等，这些方法都具有很大的局限性，不能制备100nm以下的高致密纳米晶材料。放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering，简称SPS)具有升温速率高(-1000℃/min)、烧结快速(烧结保温时间只需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：用物理气相沉积技术将稀土原料制备成粉末状纳米颗粒，以纯度高于９９．５ｗｔ％的高纯稀土元素作为阳极，金属钨作为阴极，在氦气的保护气氛下，选择电流５０－４００Ａ，电弧电压１０－５０Ｖ ，起弧时间０．５－５小时将原料制备成纳米颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张久兴，岳明，宋晓艳，曾宏，张东涛，周美玲，左铁镛，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]