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、對設(shè)備磨損小等優(yōu)點。納米流體在能源生產(chǎn)、電力供應(yīng)、發(fā)動機冷卻、集成電路中微孔道冷卻、潤滑劑領(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。 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。分散法工藝簡單、

2、工序少，但存在顆粒團聚、穩(wěn)定性及導(dǎo)熱性差等缺點；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，但存在對設(shè)備要求高、產(chǎn)量低、難于產(chǎn)業(yè)化等缺點；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、分散方式等因素對產(chǎn)物粒徑的影響，并對體系的機理進行了分析。 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Cu/導(dǎo)熱油流體進行了導(dǎo)熱系數(shù)測量。結(jié)果表明：當(dāng)銅納米顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％時，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，由于溫度過高，導(dǎo)熱油中的納米銅顆粒團聚，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)。