金屬納米粉體材料常見的幾種制備方法

       納米粉體也叫納米顆粒，一般指尺寸在1-100nm之間的**粒子，有人稱它是超微粒子。它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒。按照它的尺寸計算，假設每個原子尺寸為1埃，那么它所含原子數在1000個-10億個之間。它小于一般生物細胞，和病毒的尺寸相當。

納米顆粒的形態有球形、板狀、棒狀、角狀、海綿狀等，制成納米顆粒的成分可以是金屬，可以是氧化物，還可以是其他各種化合物。

1.化學方法

目前廣泛應用的化學方法制備納米粉體材料包括化學還原法、光化學法、溶膠-凝膠法、輻射還原法、沉淀法等。

1.1化學還原法

目前是實驗室和工業上較為常用的制備方法。選擇利用合適的可溶性金屬鹽前驅體與適當的還原劑如NaBH4、檸檬酸鈉等在液相中進行反應，還原，成核生長為金屬單質。

1.2光化學法

鹵化銀的光化學分解可以被認為是一個簡單的光化學制備單質銀的過程，人們也將它應用到貴金屬納米材料的合成當中，類似的方法也被廣泛應用于金屬納米粉體材料的綠色合成和結構構件中。

1.3溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是用金屬化合物的可溶性鹽溶液，在某種溶劑中形成均質溶液, 溶質發生水解反應并生成納米級的粒子從而形成膠體，經蒸發干燥轉變為凝膠, 再經干燥、燒結等后處理得到所需的納米金屬粉體。

1.4輻射還原法

輻射還原法中較常見的為γ-射線輻射還原法。由于γ-射線輻射法在制備納米金屬材料中具有不引入雜質元素等特點，在綠色環保制備方面具有一定的優勢。通過使用不同的表面活性劑能改變納米金屬材料形貌和結構，為工業應用發展中提供更多選擇性。

1.5沉淀法

沉淀法主要包括直接沉淀法、共沉淀法和均勻沉淀法。其原理主要根據難容化合物的溶度積不同，通過改變溫度、表面活性劑種類、轉化劑濃度等方面來對納米粉體的制備進行控制。

用化學方法制備得到的金屬納米粉體可以根據不同品種和形貌要求選擇不同方法，具有選擇性強，產物純度高等優點。

2.物理方法

物理法制備納米金屬粉體材料主要有磁控濺射法、蒸發冷凝法、離子注入法和高能機械球磨法[2]。其中高能球磨法是近年來快速發展起來的一種制備納米粉體材料的方法，該方法在制備合金納米粉末方面有良好的工業應用前景。

2.1磁控濺射法

磁控濺射法是指在電場的作用下, 電子在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞，形成氬離子和新的電子，氬離子在電場作用下以高能量加速飛向陰極，轟擊靶表面, 使得靶材料發生濺射，促使靶材料表層的一些粒子依靠動能飛出材料表面，在基片形成一層納米薄膜體。

2.2蒸發冷凝法

在高真空蒸發室內通入低壓惰性氣體，使金屬材料生成蒸汽，霧化為原子霧與惰性原子發生碰撞而失去能量，從而凝聚形成納米尺寸的團簇并在液氮冷阱上聚集起來，較后得到納米粉體。

2.3離子注入法

即把要注入的分子、原子離子化,進而以數千電子伏特乃至數兆電子伏特的加速能,將離子注入基體中,經熱處理而得金屬納米粒子。

2.4高能機械球磨法

高能機械球磨法主要依靠高速率的振動、旋轉讓球磨機里面的硬球和原材料產生不斷碰撞，讓合金、金屬得以粉碎并產生納米粉體材料。