21世纪被誉为高新技术的世纪,其中纳米技术扮演了至关重要的角色。可以说是“小技术、大变革”,其发展速度之快,以及对未来社会和经济发展的潜在影响,均已超越了人们的预期。在纳米科技领域,知识创新、技术创新和产品创新均呈现出新的发展趋势。可以预见,那些掌握了纳米科技制高点的国家,将在未来的国民经济和国防战略中占据绝对优势地位。
金属纳米粉体材料在国民经济和国防军工领域具有广泛的应用价值,涉及化工、冶金、机械、轻纺、军工、电子、航天航空、农业、食品、医药、染料、涂料等多个行业。由于其生产难度大、应用领域广泛、应用效果卓越,金属纳米粉体已成为纳米新材料中的佼佼者。然而,目前国际上金属纳米粉体的产能较低,价格昂贵,每克300—800元,这在一定程度上限制了其在各领域的广泛应用。
目前纳米粉体制备方法主要分为物理、化学两大类,还可以细分为数百种方法。物理方法主要包括机械粉碎、气相沉积、电爆法等,机械粉碎法主要用于生产微米及亚微米粉体,用于生产纳米粉体产率很低、纯度不高、受材料硬度限制、不能大批量生产,未能实现工业化生产;气相沉积法根据加热方式不同有电阻加热法、高频感应法、溅射法、等离子体蒸发沉积法、激光蒸发沉积、电子束蒸发沉积、电弧放电加热法等。气相沉积法可以制备纳米级粉体且制备的纳米粉体结晶性、纯度要比机械粉碎法优异,但这些方法普遍存在产率低下、能耗很高、所制备纳米粉体粒径分布很不均匀、制备过程及产品保存、运输过程危险性高、产品稳定性差等问题,不能达到工业化生产要求。化学方法包括化学沉淀法、水热法、溶胶—凝胶法、溶剂蒸发法、电解法等,所制备纳米粉体表面吸附有大量物质且难以去除,表面性质受到严重制约,且不同批次间产品稳定性很差,在金属纳米粉体领域难以实现工业化生产。