气体中快速电爆金属丝是制备金属、合金及其化合物纳米粉体的一种新方法。本项目采用理论建模与实验诊断相结合的方法,深入研究电爆金属丝制备纳米粉体的物理机制,探索控制纳米粉体粒度及粒度分布的一般规律。主要研究内容为(1)建立了一台用于纳米粉体制备的电爆炸金属丝装置;(2)建立了包括脉冲源、丝负载在内的爆炸物理模型,通过此模型可以模拟计算出丝爆的脉冲源参数与丝参数的匹配关系,并分析了提高丝中能量注入速率的方法;(3)首次使用Mach-Zehnder激光干涉仪诊断了丝爆金属蒸汽及等离子体的演化过程,得到了电爆丝的典型物理图像,获取了冲击波传播速度、等离子体膨胀速度以及等离子体能量传递速率等重要参数,并首次观察到电爆丝中金属蒸汽喷发的"热滞后"现象及金属蒸汽的多次喷发现象;(4)利用电爆丝法制备了氮化钛、二氧化钛、铜氧化物和氧化锌的纳米粉体,提出了过热系数、气压和气温是影响纳米粉体粒度及粒度分布的三个本质因素。项目的完成对于推动可控的纳米粉体制备方法电爆金属丝法在我国的工业化应用具有重要意义。
英文主题词nanopowder; electro-explosion of wire; plasma expansion; energy deposition