金属纳米粉体材料常见的几种制备方法

       纳米粉体也叫纳米颗粒，一般指尺寸在1-100nm之间的**粒子，有人称它是超微粒子。它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒。按照它的尺寸计算，假设每个原子尺寸为1埃，那么它所含原子数在1000个-10亿个之间。它小于一般生物细胞，和病毒的尺寸相当。

纳米颗粒的形态有球形、板状、棒状、角状、海绵状等，制成纳米颗粒的成分可以是金属，可以是氧化物，还可以是其他各种化合物。

1.化学方法

目前广泛应用的化学方法制备纳米粉体材料包括化学还原法、光化学法、溶胶-凝胶法、辐射还原法、沉淀法等。

1.1化学还原法

目前是实验室和工业上较为常用的制备方法。选择利用合适的可溶性金属盐前驱体与适当的还原剂如NaBH4、柠檬酸钠等在液相中进行反应，还原，成核生长为金属单质。

1.2光化学法

卤化银的光化学分解可以被认为是一个简单的光化学制备单质银的过程，人们也将它应用到贵金属纳米材料的合成当中，类似的方法也被广泛应用于金属纳米粉体材料的绿色合成和结构构件中。

1.3溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是用金属化合物的可溶性盐溶液，在某种溶剂中形成均质溶液, 溶质发生水解反应并生成纳米级的粒子从而形成胶体，经蒸发干燥转变为凝胶, 再经干燥、烧结等后处理得到所需的纳米金属粉体。

1.4辐射还原法

辐射还原法中较常见的为γ-射线辐射还原法。由于γ-射线辐射法在制备纳米金属材料中具有不引入杂质元素等特点，在绿色环保制备方面具有一定的优势。通过使用不同的表面活性剂能改变纳米金属材料形貌和结构，为工业应用发展中提供更多选择性。

1.5沉淀法

沉淀法主要包括直接沉淀法、共沉淀法和均匀沉淀法。其原理主要根据难容化合物的溶度积不同，通过改变温度、表面活性剂种类、转化剂浓度等方面来对纳米粉体的制备进行控制。

用化学方法制备得到的金属纳米粉体可以根据不同品种和形貌要求选择不同方法，具有选择性强，产物纯度高等优点。

2.物理方法

物理法制备纳米金属粉体材料主要有磁控溅射法、蒸发冷凝法、离子注入法和高能机械球磨法[2]。其中高能球磨法是近年来快速发展起来的一种制备纳米粉体材料的方法，该方法在制备合金纳米粉末方面有良好的工业应用前景。

2.1磁控溅射法

磁控溅射法是指在电场的作用下, 电子在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，形成氩离子和新的电子，氩离子在电场作用下以高能量加速飞向阴极，轰击靶表面, 使得靶材料发生溅射，促使靶材料表层的一些粒子依靠动能飞出材料表面，在基片形成一层纳米薄膜体。

2.2蒸发冷凝法

在高真空蒸发室内通入低压惰性气体，使金属材料生成蒸汽，雾化为原子雾与惰性原子发生碰撞而失去能量，从而凝聚形成纳米尺寸的团簇并在液氮冷阱上聚集起来，较后得到纳米粉体。

2.3离子注入法

即把要注入的分子、原子离子化,进而以数千电子伏特乃至数兆电子伏特的加速能,将离子注入基体中,经热处理而得金属纳米粒子。

2.4高能机械球磨法

高能机械球磨法主要依靠高速率的振动、旋转让球磨机里面的硬球和原材料产生不断碰撞，让合金、金属得以粉碎并产生纳米粉体材料。