1、时候，热发射产生，发射电子带走能量而对金属表面产生冷却作用。场致发射是电极表面的电子受外电场的库仑力的作用而产生的电子发射现象，外电场的作用相当于降低了电子的逸出功。当阴极表面受到光辐射作用时，阴极内的自由电子能量达到定程度而逸出阴极表面的现象称为光发射。粒子碰撞发射是指电弧中高速运动的粒子主要是正离子碰撞阴极时，把能量传递给阴极表面的电子，使电子能量增加而逸出阴极表面的现象。电弧的物理特性电弧的物理特性对于我们进行设定电弧的电流电压以及控制弧柱的温度都是很重要的。电弧的主要应用都是以电弧产生热量为基础的，对弧柱部分作深入的研究可以更好的应用电弧。电弧的温度及电位分布电弧温度就是电弧中气体粒子做不规则运动的平均动能。弧柱中存在着电子阳离子中性分子中性原子等各种粒子，因此它们可以具有不同的温度。可是，大气中的电弧，这些粒子之间几乎没有温度的差。，曾发表的文章中提到，对于氢气中的钨或碳极电弧，氢。

2、属性它在反应管也起到了稀释气体的作用。因此，我们认为，氩降低了气相中的反应管中粒子数密度，它是减小粒径众多因素之。结论使用热等离子体在气体的阶段过程中成功地合成了掺锑二氧化锡粒子。我们可以很容易地确定蓝色的的掺杂状态。还用射线衍射，热重分析，射线能谱和分析了的掺杂状态。这些分析显示，热等离子体过程中没有合成锑化合物和所有的二氧化锡格中掺杂了锑离子。随着原材料中浓度的增加，在粉中掺锑的数额同样增加。同样对影响载气的类型的作用也做了调查。气充当稀释气体时，因为它已停止活动因此减少降低了粒子的大小。变压吸附结果表明，当采用氩气作为载气时平均粒径为纳米，而用氧气运载气体的情况下获得的平均颗粒大小是纳米。电极接触金属母材，迅速拉开，电弧产生，弧柱稳定后，金属母材在电弧高温的作用下，开始熔化并蒸图电弧焊原理图图反应室内电弧燃烧照片发，形成金属烟气。风机启动带动金属烟气进入管道，经冷却器冷却，成为金属纳米。

3、加热难度，也降低了对容器难热性的要求。它的设计主要是真空泵的选择。真空容器真空容器的作用主要是提供个场所。原料的溶化蒸发都在真空容器中进行，这就要求真空容器需要承受定的外压，并且具有定的难热性，这就要求我们要合理选择制备容器的金属材料。另外，真空容器的设计还要考虑到保温性密封性观察窗及室门的设计。加热装置主要通过电阻加热给原料的溶化蒸发提供热量。它的设计主要包括电阻的选择，结构的设计以及可调性的设计。粉体收集装置收集装置的作用是保障粉体的快速冷却，有效抑制纳米颗粒的生长。它的设计主要体现在冷却系统，但也要考虑到粉体的便于采集性。第.节真空系统的设计由于纳米粉体具有极高的表面活性，在空气中极易被氧化，因此整个纳米的制备都必须在高真空含氧的真空度环境下进行。部分电子动能达到或超出逸出功时产生的电子发射现象称为热发射。热发射必须满足以下条件式中电子动能电子电量逸出电压当电子动能大于等于电子逸出功的。

4、，反应气体流速升分钟，和反应气体流量升分钟。为了探讨载气类型对生产型粒子的影响，我们使用的是氧气和氩气为载气。图和显示的照片和。它指出，大小粒子合成氩载气远小于粒子准备使用氧载体天然气。通过光散射粒度分析仪简称对粒度分布进行了分析，如所示图条，分别为平均颗粒尺寸为的氩气和纳米氧载气。图平均晶粒尺寸和平均晶粒尺寸的摘要列于表。和使用舍勒方程和表面积比计算了全宽度的半。用和计算粒子大小的结果类似于照片和的结果。般来说，在气相反应过程中，在系统中颗粒大小可以减少降低总的气体压力。在气体阶段共计气体压力取决于粒子数密度。这是有关强依赖于粒子数密度的平均自由程的化学物质气体阶段。平均自由程的化学物种在反应管用下列方程描述其中是平均自由程，是直径的化学物种，是气体阶段的粒子数密度。正如粒子数密度下降，平均自由路径化学物种的增加，因此，化学物质之间发生碰撞的概率下降。在这项工作中，氩气作为载气，由于其无效。

5、成数目除与原材料有关外，还与气体分压电弧的电流和电压大小电极与母材的距离相关，可以通过这些参数的控制来调节颗粒大小。由于电弧法制备的纳米颗粒形成速度比真空蒸发法大几倍到几十倍，更适合工业化生产。气体的大量蒸发是电弧法合成速度快的原因，但是大量颗粒的形成也会促使颗粒长大，用电弧法合成的颗粒粒径大多集中在，但也有少量分布在。第三章真空系统的设计第.节实验装置的整体结构设计本文在蒸发冷凝法中的几种加热方法中选择了电弧法制备，这种方法比较简单。根据蒸发冷凝法制备纳米粉体的基本原理，本章研制了套真空炉的实验装置，用于制备纳米粉体的制备，实验装置的示意图如图所示。整个实验装置是由真空系统真空容器加热装置粉体的收集装置等几个部分组成。各个部分的作用如下真空系统真空系统给真空容器提供了个真空度，这样就有效的防止原料的氧化，而且可以在很大程度上降低了原料的熔点，使其在低于常压下熔点的时候就能够溶化蒸发，这降低。

6、产生的巴子耳末系线光谱因发光源氢原子热运动引起的多普勒效应并没有集中于处，利用这特点，以光谱法测定线光谱的扩张，来决定弧柱的温度，其测定结果是。又奥恩斯坦等，测定了大气中碳极电弧产生带状光谱带中的相对强度分布，再把它与玻尔兹曼分布律相对照，确定出弧柱温度值为。光谱遵循玻尔兹曼分布律标志着弧柱处于热平衡状态。根据现在的测定结果，弧柱的温度主要分布在。。电弧各部分的温度分布受电弧产热特性的影响，电弧组成的三个区域产热特性不同，温度分布也有较大区别。电弧温度的分布特点可从轴向和径向两个方面比较，电弧轴向分布，阴极区和阳极区的温度较低，弧柱温度较高。原因是电极受材料沸点的限制，加热温度般不能超过其沸点，而弧柱中的气体或金属蒸气不受这限制，且气体介质的导热特性也不如金属电极的导热性好，热量不易散失，故有较高的温度。电弧径向分布，电弧径向温度分布弧柱轴线温度最高，沿径向由中心至周围温度逐渐降低。电弧的阴。

7、粉，落入分选装置中。待整个金属块反应完成，打开收集仓和分选仓的阀门，金属纳米粉进入到收集仓，在充有氩气的收集仓内包装成袋状制品。金属纳米粉成核机理电弧法制备金属纳米粉的关键技术就是金属纳米粉的成核过程。采用直流电弧制备金属纳米粉时，在电极和母材之间具有高能量密度的电弧等离子体就是弧柱部分。利用等离子体的高温使金属母材熔化蒸发，当母材蒸气与周围的惰性气体相遇后，相互之间的碰撞使得这些蒸气原子迅速失去自身能量，这样形成陡降的温度场使蒸气原子局域过饱和，导致均匀成核。这些混合离子就会以种方式组合成各种相对稳定的结构，形成乳纳米颗粒或纳米线。通过改变反应室的气氛阳极以及阴极材料可以得到不同的纳米颗粒。采用电弧放电制备纳米微粒的时候，纳米粒子的形成必须经历金属原子蒸发气相粒子成核晶核长大凝聚等系列基本过程。其中金属原子蒸发是发生在熔融态的阳电极上，其他的过程均在有惰性气体的空间中完成。气相粒子成核关键。

8、截面积定，即弧柱直径增大倍，弧柱向周边区的热量损失增大倍，而弧柱的产热量电流却是增大倍，这时电弧电压仍然维持不变，那么产热量就超过了热损失量，而电弧自身性质具有保持热量动态平衡的能力，实际上电弧的产图日本在纳米半导体和纳米复合材料及纳米强化材料上有极大的优势,在微粒弥散稳定性及涂层等方面低于欧美。总体来说,日本在基础研究上占有优势。第.节本文研究的主要内容根据国内外的研究现状，纳米材料的研制多以非金属和金属氧化物纳米粉为主，而对于纯金属纳米粉国内外形成产业化的企业屈指可数。并且都停留在实验阶段，产量大点的也只有班产公斤。国内电弧法制备金属纳米粉现产业化生产具有定规模，四平市高斯达纳米材料设备有限公司镍纳米粉为例，班产量已达到近公斤，而新代产品班产量有望将达到公斤。从技术发展趋势分析，金属纳米粉制取设备将向着节能高产量粉体粒度尺寸可控粒度分布范围更窄及粒度范围可分选的方向发展，拥有这样的技术和。

9、于是否能在均匀气相中自发成核，因为粒子均处于空间中，没有可以提供结晶中心的杂质粒子存在。在气相成核情况下，有两种成核方式，直接从气态中析出固相核或者首先生成液滴核，再从液滴核中析出固核相。这两种成核方式区别在于第二种情况有更多的时间达到能量最低的状态，从而减少表面能。经过粒子成核过程所获得的固态核尺寸仅为团簇或者几个纳米大小，在空间中，固态核密度非常高，通过无规则运动相互碰撞，凝聚生长形成大颗粒粒子。粒子之间的碰撞速度对最终形成的纳米微粒尺寸有很大的影响。碰撞次数越多，纳米粒子尺寸就越大。在其它条件不变的情况下，气体气压越大，纳米粉体的粒径越大。这是因为气体气压越大，单位空间内的分子数越多，初生粒子受到的碰撞也就越多，在生长区停留时间长，导致获得的纳米粒子粒径变大。颗粒直径与原子质量蒸气浓度颗粒形成数目以及颗粒密度都有关系。为了控制颗粒尺寸，必须控制蒸气浓度和颗粒形成的数目。蒸气浓度和颗粒形。

10、介质和弧长定的情况下，电弧稳定燃烧时，稳态的电流与电弧电压之间的变化关系，表示这两者关系的曲线叫电弧静特性曲线。图是电弧的静特性曲线图，主要由三个区域组成，分别是下降特性区负阻特性区平特性区上升特性区。三个特性区的特点是由电弧自身性质所确定的，主要和电弧自身形态所处环境电弧产热与散热平衡有关。在小电流区，电弧电压随电流的增大而减小，呈现负阻特性。原因是电流较小时，电弧热量较低，其间粒子的电离度低，电弧的导电性较差，需要较高的电场来推动电荷运动在电弧极区，由于电极温度较低，极区的电子提供能力较差，不能实现大量的热电子发射，会形成较强的极区电场，这样在小电流时表现出电弧有较高的电压值。当电流增加时，弧柱温度增加，电弧中的粒子电离度增加，电弧的导电性增强，电极温度提高，阴极发射电子能力增强，值降低，阳极蒸发量增加，值降低，两极区电场相对减弱对于弧柱区，在小电流时，如果电流增大倍，假定电流密度电流弧。

11、设备，就将在金属纳米材料领域占据主导地位。本文的主要就是研制套蒸发冷凝法电弧加热制备纳米粉体的试验装置。电弧法制备金属纳米设备中，金属母材在反应过程中对单位电量的吸收率小，通过研究改进反应室内的电极母材放置装置以及室内结构，提高吸收率，从而提高金属纳米粉的单班生产率，同时进步完善电弧法纯金属纳米粉生产设备的冷却装置。第二章电弧法制备金属纳米粉研究金属纳米粉的制备涉及到物理化学材料等学科的交叉。制备方法也是多种多样，最熟悉的应该是机械球磨法，工艺简单，设备投资比较小，且能大量生产，可以制备些常规方法难已获得的高熔点金属，但分级太难，而且制备的纳米粉末的表面和界面容易污染。通过氧化还原反应水解等方式可以获得高纯度的纳米金属粉末，但是这种方法也面临着收集较难的问题。电弧法制备金属纳米粉是在密闭的惰性气体中加热金属，使其蒸发后形成纳米粉末。由于电弧理论比较成熟，改变电流，电极直径，惰性气体气氛，几乎。

12、前端温度与阳极近弧处的温度有差别，差别是因为阳极只靠导热和热辐射损失进行冷却，而阴极还要受相当于电子功函数热损失的影响。另外阳极温度取决于通过电弧的电流。图是沿弧长的电位分布情况，在电极和弧柱的边界有陡的电压压降。般来说，对于任何种现象，在边界发生不同于其它部分的现象都是理所当然的。就像弧柱达到几千至几万的高温，而阴极和阳极的温度却处于比本身材料的熔点或者沸点还要低些。因此，在这些边界区就发生了和弧柱不同的其它特殊现象，其结果产生了阴极压降和阳极压降。电子在阴极压降区具有较大的电压降，而弧柱中部则具有很小的电位降。电子在阴极压位降区受到加速而获得很大动能，该动能使电子在碰撞时电离中性原子，形成的阳离子向相反方向加速撞击阴极从而使阴极得到能量维持热辐射。阳极受到被电场加速的电子的强烈加热，从阳极蒸发出来的原子可以进入等离子体并在其中电离图电弧电压分布图电弧的静特性电弧的静特性是指在电极材料气体。

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