專利名稱：一種納米晶氧化鎂-碳復合粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氧化鎂-碳復合粉體技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種納米晶氧化鎂-碳復合 粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
鎂碳、鋁碳、鋁鎂碳等含碳耐火材料是上世紀七十年代在鎂質(zhì)耐火材料的基礎(chǔ)上 添加石墨而逐步發(fā)展起來的。傳統(tǒng)含碳耐火材料中的碳(石墨)含量一般為10 20%。 由于石墨具有較高的導熱率以及不被熔渣浸潤等特點，含碳耐火材料的抗渣蝕性能及抗剝 落性能得到大幅度提高。三十多年來，含碳耐火材料被廣泛應(yīng)用于煉鋼轉(zhuǎn)爐、電爐、精煉爐 爐襯、鋼包渣線及連鑄三大件等部位。近年來，隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展及科學技術(shù)的進步，冶煉技術(shù)也得到了快速發(fā)展，對 耐火材料的使用要求也越來越高。如潔凈鋼和超潔凈鋼的生產(chǎn)工藝要求耐火材料盡可能減 少或不給鋼水帶來二次污染；二次精煉的過程中要求鋼水的溫度下降不能太大，即要求爐 襯材料具有低的熱導率。顯然，傳統(tǒng)含碳耐火材料已不能夠完全滿足現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)新工藝 的使用要求。為了降低能耗，避免和減少耐火材料組分對鋼液產(chǎn)生污染，在潔凈鋼和超潔凈 鋼的冶煉過程中，一般要求盡可能降低耐火材料中的含碳量，使用低碳耐火材料。降低含碳耐火材料的碳含量，可以降低材料的熱導率，但勢必造成材料的某些性 能的下降如，材料的熱導率下降，彈性模量增大，會導致材料的抗熱震性能變差；此外，碳 含量降低后，熔渣與材料的潤濕性增強，材料抵抗熔渣滲透的性能及抗熔渣侵蝕性能也會 變差。因此，在低碳耐火材料中石墨加入量大幅度降低的情況下，如何保證低碳耐火材料具 有優(yōu)良的抗剝落性能及抗熔渣滲透、侵蝕性能是當前低碳耐火材料研究領(lǐng)域的重要研究方 向。在基質(zhì)部分引入可促進樹脂碳石墨化轉(zhuǎn)變的納米尺度可石墨化前驅(qū)體，也可以有效改 善和提高低碳耐火材料抗氧化性能、抗剝落性能及抗熔渣滲透、侵蝕性能。近年來超細粉末 制備技術(shù)的發(fā)展也使得在陶瓷基體引入納米粉體對其彌散增強成為可能。采用化學氣相沉 積法、溶膠_凝膠法、水熱法、微乳液法等手段可制備粒徑小到幾十甚至幾個納米的超細粉 體，但這些方法生產(chǎn)工藝復雜，不利于規(guī)?；a(chǎn)，而且納米陶瓷粉體和納米碳粒子不能同 時制備，必須通過機械混合的方式共混后再加入到材料中。然而納米尺度的前驅(qū)體在低碳 材料基質(zhì)中的高度分散十分關(guān)鍵。這是因為納米顆粒具有強烈的體積效應(yīng)、表面界面效應(yīng) 等，再加上顆粒間的范德華力、靜電力以及溶劑的表面張力等的作用，納米顆粒通常會產(chǎn)生 嚴重的團聚，傳統(tǒng)的機械混合方式很難破壞這種團聚結(jié)構(gòu)。這種團聚結(jié)構(gòu)的存在會造成材 料結(jié)構(gòu)的不均勻，進而影響材料的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，目的是提供一種工藝簡單、易于實現(xiàn)工業(yè)化生 產(chǎn)、可直接制備納米晶氧化鎂-碳復合粉體的方法；用該方法所制備的納米晶氧化鎂-碳復 合粉體界面結(jié)合好、具有高分散度、晶體粒徑為納米級，可避免氧化鎂晶粒過大以及碳在氧
3化鎂粉體中的分散不均勻問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用碳酸鎂、堿式碳酸鎂和金屬鎂 粉為原料，將碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2或?qū)A式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為 1 14混合，分別組成混合原料，外加所述混合原料0 IOwt %的金屬鎳粉、0 IOwt %的 金屬鐵粉和O 10wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料?；蛟賹⑺龌旌狭虾弯撉虬椿旌狭吓c鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹 鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化 鎂_碳復合粉體；或再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼 球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氮氣、高純氬氣和CO2氣體中的一種，然后置于 行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。上述技術(shù)方案中碳酸鎂為菱鎂礦、工業(yè)碳酸鎂、化學純碳酸鎂、分析純碳酸鎂中 的一種，碳酸鎂的粒徑小于100目；堿式碳酸鎂為工業(yè)堿式碳酸鎂、化學純堿式碳酸鎂、分 析純堿式碳酸鎂中的一種，堿式碳酸鎂的粒徑小于100目；金屬鎂粉的粒徑小于100目；金 屬鎳粉、金屬鐵粉、羥基鎳粉的粒徑均小于100目；鋼球為淬火鋼球，鋼球的質(zhì)量級配為大 球中球小球=2:4:1 ；大球直徑為16mm，中球直徑為10mm，小球直徑為5mm。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明以碳酸鎂-金屬鎂粉及堿式碳酸鎂-金屬鎂粉為 反應(yīng)體系，采用機械合金化的方法，常溫下通過機械力誘導的碳酸鎂原位分解還原反應(yīng)，直 接制備具有高分散度的納米晶氧化鎂-碳復合粉體。該發(fā)明將機械合金化和原位復合法相結(jié)合在氧化鎂納米晶粒間原位生成強化相 碳，與在氧化鎂粉體中機械混合摻雜石墨相比，①機械合金化和原位復合法相結(jié)合，可直接 同步制備高分散度的納米晶氧化鎂-碳復合粉體，工藝簡單、易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；②原位 生成的納米晶石墨強化相與氧化鎂納米晶間界面清潔；③強化相納米晶石墨粒子更加細小 且在納米晶氧化鎂顆粒間的分布更加均勻。因此，本發(fā)明具有工藝簡單、易于實現(xiàn)工業(yè)化、可直接制備的特點，所制備的納米 晶氧化鎂-碳復合粉體界面結(jié)合好，具有高分散度，晶體粒徑為納米級，可避免氧化鎂晶粒 過大以及碳在氧化鎂粉體中的分散不均勻問題。
附圖1 5為本發(fā)明制備的一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體的表征圖1為該復合粉體的X射線衍射圖譜；圖2為該復合粉體經(jīng)過鹽酸處理并烘干后所得的殘余粉體的X射線衍射圖譜；圖3為該復合粉體經(jīng)過鹽酸處理并烘干后所得的殘余粉體的的拉曼光譜分析譜 線.
一入 ，圖4和圖5為該復合粉體經(jīng)過鹽酸處理并烘干后所得的殘余粉體的高分辨透射電 子像。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述，并非對保護范圍的限制。
為避免重復，先將本具體實施方式
所涉及到的原料的理化參數(shù)和鋼球的級配統(tǒng)一 描述如下，實施例中不再贅述碳酸鎂、堿式碳酸鎂和金屬鎂粉的粒徑小于100目；金屬鎳 粉、金屬鐵粉、羥基鎳粉的粒徑小于100目；鋼球為淬火鋼球，鋼球的質(zhì)量級配為大球中 球小球=2:4:1 ；大球直徑為16mm，中球直徑為10mm，小球直徑為5mm。實施例1一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以菱鎂礦和金屬鎂粉為原料，將 菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料。再將所述混合原料和鋼球按混 合原料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，然 后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例2一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將工業(yè)碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料。再將所述混合原料 和鋼球按混合原料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空 至-0. IMPa,充入高純氮氣，置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復 合粉體。實施例3一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將化學純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加小于所述混合 原料0. 的金屬鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球 的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然 后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例4—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將分析純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加小于所述混合 原料0. 的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球 的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入CO2氣體，然 后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例5一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以菱鎂礦和金屬鎂粉為原料，將 菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加小于所述混合原料0.1wt% 的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為 1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然后置于行星 球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例6一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以菱鎂礦和金屬鎂粉為原料，將 菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料0.1 3wt% 的金屬鎳粉、0. 1 3wt%的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混 合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于 行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。
實施例7一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將工業(yè)碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 0. 1 3wt%的金屬鎳粉和0. 1 3wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混 合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空 至-0. IMPa,充入CO2氣體，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳 復合粉體。實施例8一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將化學純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原 料0. 1 3wt%的金屬鐵粉和0. 1 3wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述 混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真 空至-0. IMPa，充入高純氮氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化 鎂-碳復合粉體。實施例9—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將分析純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 0. 1 3wt%的金屬鎳粉和0. 1 3wt%的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混 合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空 至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例10一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。采用菱鎂礦和金屬鎂粉為原料， 將菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料0.1 Iwt %的金屬鎳粉、0. 1 Iwt %的金屬鐵粉和0. 1 Iwt %的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合 料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐 中密封，抽真空至-0. IMPa,充入高純氮氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納 米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例11一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以菱鎂礦和金屬鎂粉為原料，將 菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料1 5wt% 的金屬鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為 1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例12一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將工業(yè)碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 1 5wt%的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的 質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星球磨機上 球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。
實施例13一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將化學純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 1 5wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的 質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星球磨機上 球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例14一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將分析純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原 料3 8wt%的金屬鎳粉和3 8wt%的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合 料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空 至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例15一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以菱鎂礦和金屬鎂粉為原料，將 菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料3 Swt %的 金屬鎳粉和3 8wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合 料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行 星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例16一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將工業(yè)碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 3 8wt%的金屬鐵粉和3 8wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合 料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空 至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例17一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將化學純碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 1 7wt %的金屬鎳粉、1 7wt %的金屬鐵粉和1 7wt %的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合 料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐 中密封，抽真空至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復 合粉體。實施例18一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料5 IOwt %的金屬鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量 比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氮氣，然后置于 行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例19—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以菱鎂礦和金屬鎂粉為原料，將菱鎂礦與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料5 IOwt % 的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為 1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然后置于行星 球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例20一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)碳酸鎂和金屬鎂粉為原 料，將工業(yè)碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 2混合，組成混合原料，外加所述混合原料 5 10wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的 質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入CO2，然后置于 行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例21一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料。再將所述混 合原料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真 空至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例22一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料。再將所述 混合原料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽 真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化 鎂-碳復合粉體。實施例23一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將化學純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加小于 所述混合原料0. 的金屬鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合 料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，然后置 于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例24一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將分析純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加小于 所述混合原料0. 的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合 料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，然后置 于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例25一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加小于所述 混合原料0. 的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與 鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星球 磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。
實施例26一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述混合 原料0. 1 3wt%的金屬鎳粉和0. 1 3wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所 述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽 真空至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例27—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將化學純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料0. 1 3wt %的金屬鐵粉和0. 1 3wt %的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將 所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封， 抽真空至-0. IMPa,置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例28—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將分析純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料0. 1 3wt %的金屬鎳粉和0. 1 3wt %的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將 所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封， 抽真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧 化鎂-碳復合粉體。實施例29一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述混合 原料0. 1 Iwt %的金屬鎳粉、0. 1 Iwt %的金屬鐵粉和0. 1 Iwt %的羥基鎳粉，混合均 勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入 不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶 氧化鎂_碳復合粉體。實施例30—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將化學純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料1 7wt%的金屬鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料 與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入CO2 氣體，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例31一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述混合原 料1 7wt%的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球 的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然 后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例32
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一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述混合 原料1 7wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼 球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，充入高純氮氣， 然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例33一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將化學純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料3 Swt %的金屬鎳粉和3 Swt %的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所 述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽 真空至-0. IMPa，充入高純氮氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化 鎂-碳復合粉體。實施例34一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將分析純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料3 8wt%的金屬鎳粉和3 8wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所 述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽 真空至-0. IMPa，充入高純氬氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化 鎂-碳復合粉體。實施例35一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述混合 原料3 8wt%的金屬鐵粉和3 8wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混 合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空 至-0. IMPa,充入CO2氣體，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳 復合粉體。實施例36一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述混合 原料1 7wt%的金屬鎳粉、1 7wt%的金屬鐵粉和1 7wt%的羥基鎳粉，混合均勻，組 成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼 球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa,充入高純氬氣，然后置于行星球磨機上球磨2 50小時， 制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。實施例37一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以化學純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將化學純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料5 IOwt %的金屬鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料 與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星 球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。
實施例38一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以分析純堿式碳酸鎂和金屬鎂粉 為原料，將分析純堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，組成混合原料，外加所述 混合原料5 IOwt %的金屬鐵粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料 與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星 球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂-碳復合粉體。實施例39—種納米晶氧化鎂_碳復合粉體及其制備方法。以工業(yè)堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為 原料，將工業(yè)堿式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1 14混合，分別組成混合原料，外加所述 混合原料5 IOwt %的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按混合料 與鋼球的質(zhì)量比為1 (40 60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0. IMPa，置于行星 球磨機上球磨2 50小時，制得納米晶氧化鎂_碳復合粉體。本具體實施方式
以碳酸鎂_金屬鎂粉及堿式碳酸鎂_金屬鎂粉為反應(yīng)體系，采用 機械合金化的方法，常溫下通過機械力誘導的碳酸鎂原位分解還原反應(yīng)，直接制備具有高 分散度的納米晶氧化鎂-碳復合粉體。故具有工藝簡單、易于實現(xiàn)工業(yè)化、可直接制備的特 點ο本具體實施方式
所制備的納米晶氧化鎂_碳復合粉體界面結(jié)合好，分散度高，晶 體粒徑為納米級，可避免氧化鎂晶粒過大以及碳在氧化鎂粉體中的分散不均勻問題。該具 體實施方式將機械合金化和原位復合法相結(jié)合在氧化鎂納米晶粒間原位生成強化相碳。以 實施例4所制備的一種納米晶氧化鎂_碳復合粉體進行表征的附圖為例圖1為該復合粉體的X射線衍射圖譜，可以看出氧化鎂的存在；圖2為該復合粉體 經(jīng)過鹽酸處理并烘干后所得的殘余粉體的X射線衍射圖譜，可以看到碳的兩個主要衍射特 征峰；圖3為該復合粉體經(jīng)過鹽酸處理并烘干后所得的殘余粉體的拉曼光譜分析譜線，從 中可以看出碳的兩個拉曼特征峰，證明復合粉體中含有碳；圖4和圖5為該復合粉體經(jīng)過鹽 酸處理并烘干后所得的殘余粉體的高分辨透射電子像。從中可以看到產(chǎn)物復合粉體中碳納 米晶，多壁納米碳管和納米碳球的存在。
權(quán)利要求
一種納米晶氧化鎂 碳復合粉體的制備方法，其特征在于采用碳酸鎂、堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為原料，將碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1∶2或?qū)A式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1∶14混合，分別組成混合原料，外加所述混合原料0～10wt％的金屬鎳粉、0～10wt％的金屬鐵粉和0～10wt％的羥基鎳粉，混合均勻，組成混合料；或再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1∶(40～60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至 0.1MPa，置于行星球磨機上球磨2～50小時，制得納米晶氧化鎂 碳復合粉體；或再將所述混合料和鋼球按混合料與鋼球的質(zhì)量比為1∶(40～60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至 0.1MPa，充入高純氮氣、高純氬氣和CO2氣體中的一種，然后置于行星球磨機上球磨2～50小時，制得納米晶氧化鎂 碳復合粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶氧化鎂_碳復合粉體的制備方法，其特征在于所述的 碳酸鎂為菱鎂礦、工業(yè)碳酸鎂、化學純碳酸鎂、分析純碳酸鎂中的一種，碳酸鎂的粒徑小于 100 目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶氧化鎂_碳復合粉體的制備方法，其特征在于所述的 堿式碳酸鎂為工業(yè)堿式碳酸鎂、化學純堿式碳酸鎂、分析純堿式碳酸鎂中的一種，堿式碳酸 鎂的粒徑小于100目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶氧化鎂_碳復合粉體的制備方法，其特征在于所述的 金屬鎂粉的粒徑小于100目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶氧化鎂_碳復合粉體的制備方法，其特征在于所述的 金屬鎳粉、金屬鐵粉和羥基鎳粉的粒徑均小于100目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶氧化鎂_碳復合粉體的制備方法，其特征在于所述的 鋼球為淬火鋼球，鋼球的質(zhì)量級配為大球中球小球=2:4:1 ；大球直徑為16mm，中 球直徑為10mm，小球直徑為5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的納米晶氧化鎂-碳復合粉體的制備方法所制備的納米晶氧 化鎂-碳復合粉體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米晶氧化鎂-碳復合粉體及其制備方法。其技術(shù)方案是采用碳酸鎂、堿式碳酸鎂和金屬鎂粉為原料，將碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1∶2或?qū)A式碳酸鎂與金屬鎂粉按摩爾比為1∶14混合，分別組成混合原料，外加所述混合原料0～10wt％的金屬鎳粉、0～10wt％的金屬鐵粉和0～10wt％的羥基鎳粉，組成混合料。再將所述混合料和鋼球按質(zhì)量比為1∶(40～60)裝入不銹鋼球磨罐中密封，抽真空至-0.1MPa置于行星球磨機上球磨2～50小時或抽真空至-0.1MPa后充入高純氮氣、高純氬氣和CO2氣體中的一種，置于行星球磨機上球磨2～50小時即制得。本發(fā)明工藝簡單、易于工業(yè)化、可直接制備，所制備的納米晶氧化鎂-碳復合粉體界面結(jié)合好，分散度高。
文檔編號C04B35/626GK101905976SQ201010227689
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者倪月娥, 柯昌明, 韓兵強 申請人:武漢科技大學