补充资料：激光合成法制粉

激光合成法制粉
laser synthesis of powder

激光合成法制粉laser synthesis of powder气相反应物在某一波长激光作用下进行分解合成反应而获得粉体的方法。20世纪80年代，美国麻省理工学院以SIH、与NH3、SIH‘与CZH;作为反应气体，使用高功率COZ激光束合成了粒径小于50 nm超细的Si3N4和SIC粉。 原理和工艺过程激光合成法制粉的本质是一个高温光化学反应过程。某一波长的激光与反应物分子能量吸收线相近或相重合时，在反应区内，分子最有效地吸收光子，在分子内部或分子之间很快吸收能量和传递能量，并高速加热到高温产生分解合成反应，瞬时(<10书秒)实现粒子成核、长大，再快速凝固成固态粉末。以制备Si3N;和SIC超细粉末为例，反应物SIH;、NH3和CZH;最强能量吸收线为红外P20线，恰好对应COZ激光器的最大增益波长(1 0 .59月m)，合成反应能高效地进行。其反应式分别为 COZ激光3 SIH4+4 NH3一Si3N4+12 HZ COZ激光2 SIH4+CZH;一2 SIC十6 HZ 实现反应的装置原理见图1，反应火焰结构见图2o只要维持反应区内反应气流场和足够高的温度场均匀稳定，反应过程就能连续稳定地进行 ┌──┐ │ │ └──┘ ┌─────────┬──┐ │二~，曰叭尸.~一.- │l‘ │ ┌─┐└─────────┴──┘ │园│ └─┘ ┌──┐ │己」│ └──┘ 图1激光合成法制粉装置原理示意 1聚焦镜，2反应室，3光束截止器，4混合反应气入射喷嘴，5、6、7反应气质量流量计，8粉体收集装置 特点和应用激光合成法制粉时，可通过有规律调节工艺参数，如功率密度、反应气配比、流速、反应区压力等来控制粉体成分、粒径、形状和结构。由于激光合成法制粉是一次性工序获得成品，因此是制备纳米级超细粉体的较佳方法。现已制备出优质的粒径为7一30nrn的Si3N‘、SIC、B4C、5102和TIBZ、TISiZ粉体，以及球径8一nnm的7’一Fe超细粉。还能制出在纳米尺寸范围不同成分的复合粉末，如Si/C/B、Fe/Si/C粉等。轴线柱状粉较烟羽反应火焰高沮反应区混合反应气喷嘴cOZ激光束 图2激光合成法制粉反应火焰结构示意 用激光合成法制备出的纳米超细粉末本身就是具有特殊热、光、电、磁等性能的新型功能材料，如用作吸波材料的组元、超精抛光磨料、磁性材料和催化剂等。 目前正在积极探索用廉价大分子有机硅化合物替代SIH‘作硅源反应气，来制备氮化硅、碳化硅，以降低成本，改进反应区光路设计，提高光能的利用率。 (梁勇)

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