納米金屬顆粒油溶性流體的制備研究.pdf

1、納米流體是指以一定的方式和比例在液體中添加納米級(jí)金屬或非金屬粒子，形成穩(wěn)定的分散體。與傳統(tǒng)傳熱流體或含有微米級(jí)固體顆粒的流體相比，納米流體具有導(dǎo)熱性能高、穩(wěn)定性好、對(duì)設(shè)備磨損小等優(yōu)點(diǎn)。納米流體在能源生產(chǎn)、電力供應(yīng)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻、集成電路中微孔道冷卻、潤(rùn)滑劑領(lǐng)域等眾多方面卻具有巨大的應(yīng)用前景，從而成為材料、物理、化學(xué)、傳熱學(xué)、摩擦學(xué)等研究的熱點(diǎn)。 目前，納米流體的制備主要有三種方法：分散法、氣相沉積法和一步濕化學(xué)法。分散法工藝簡(jiǎn)單、

2、工序少，但存在顆粒團(tuán)聚、穩(wěn)定性及導(dǎo)熱性差等缺點(diǎn)；氣相沉積法把納米顆粒的制備與納米流體的制備結(jié)合在一起，納米流體性能較好，但存在對(duì)設(shè)備要求高、產(chǎn)量低、難于產(chǎn)業(yè)化等缺點(diǎn)；一步濕化學(xué)法則把納米粉體的濕化學(xué)法制備與納米流體的制備結(jié)合在一起，解決了上述兩種方法中存在的問題。 本文利用一步濕化學(xué)法和液相還原法制備了Ni/白油、Cu/導(dǎo)熱油兩類納米流體流體，研究了它們的穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性。主要內(nèi)容包括： 1、在水(溶液)/白油/Span-

3、80和Tween-80的復(fù)配物/正己醇反相微乳液體系中，用水合肼還原硫酸鎳原位一步法制備制備了三種不同納米顆粒形狀(球形、針葉形、紡錘形)的Ni/白油納米流體。其中，所制備的納米流體中的球形納米鎳顆粒的粒徑小(約13nm)、分散好、納米流體的穩(wěn)定性好。深入研究了反應(yīng)物的濃度、Span-80和Tween-80復(fù)配物的加入量、微乳液體系中含水量、反應(yīng)溫度、分散方式等因素對(duì)產(chǎn)物粒徑的影響，并對(duì)體系的機(jī)理進(jìn)行了分析。 2、在水(溶液)/

4、導(dǎo)熱油/Span-80和Tween-80的復(fù)配物/正戊醇反相微乳液體系中，用水合肼還原硫酸銅原位一步法制備了Cu/導(dǎo)熱油納米流體。所制備的納米流體中的銅顆粒的粒徑小(約5nm)、分散好、納米流體的穩(wěn)定性好。 3、分別采用DDP、SDS、T202和TBAB復(fù)配物作為表面活性劑，利用溶劑萃取法制備Cu/導(dǎo)熱油流體。其中T202和TBAB復(fù)配物修飾的納米銅顆粒的粒徑小(約20nm)、分散好、納米流體的穩(wěn)定性好。研究了分散劑種類及用量、

5、分散劑復(fù)配等對(duì)納米流體穩(wěn)定的影響。結(jié)果表明：采用分散劑T202和TBAB的復(fù)配，在堿性條件下可制備出穩(wěn)定分散的Cu/導(dǎo)熱油流體。 對(duì)Cu/導(dǎo)熱油流體進(jìn)行了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量。結(jié)果表明：當(dāng)銅納米顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％時(shí)，與純導(dǎo)熱油相比，當(dāng)溫度小于150℃，T202和TBAB修飾的納米銅導(dǎo)熱油分散體的導(dǎo)熱系數(shù)大于純導(dǎo)熱油的導(dǎo)熱系數(shù)；當(dāng)溫度大于150℃后，由于溫度過(guò)高，導(dǎo)熱油中的納米銅顆粒團(tuán)聚，導(dǎo)致它的導(dǎo)熱系數(shù)低于純導(dǎo)熱油的導(dǎo)熱系數(shù)。