專利名稱：納米晶粉末的微波輔助連續(xù)合成和使用多元醇工藝的涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及金屬粉末和薄膜的合成，更具體地涉及納米結(jié)構(gòu)金屬粉末的連續(xù)合成和使用微波波導(dǎo)、空腔或束系統(tǒng)的涂層。
背景技術(shù)：
金屬粉末通過物理氣相沉積、通過機(jī)械摻合和混合和通過化學(xué)途徑制備。氣相方法不是節(jié)省成本的，并只生產(chǎn)少量材料。機(jī)械摻合途徑經(jīng)常引入雜質(zhì)到最終的產(chǎn)品中。還使用流化床用金屬涂敷粉末，但是，與氣相方法一樣，最初的設(shè)備是昂貴的，并難以均勻地涂敷粉末和處理不同尺寸的粉末。
已使用電鍍和無電鍍制備了金屬涂層。無電鍍需要襯底在電鍍前被預(yù)處理，并且襯底還必須為絕緣體。使用多元醇方法，不需要表面的任何化學(xué)預(yù)處理，并且襯底可為導(dǎo)電的或絕緣體。
納米結(jié)構(gòu)粉末和薄膜(粒徑為約1-100nm)具有許多潛在的電子、磁和結(jié)構(gòu)應(yīng)用，如催化、電磁屏蔽、鐵磁流體、磁記錄、傳感器、生物醫(yī)學(xué)、電子學(xué)和高級工程材料。
在各種制備技術(shù)中，化學(xué)途徑提供了分子或原子水平控制和加工和生產(chǎn)的有效放大的優(yōu)點。本領(lǐng)域中的其他人使用多元醇方法已制備了Co、Cu、Ni、Pb和Ag的微米和亞微米尺寸的金屬粉末。這些顆粒由單元素組成。根據(jù)反應(yīng)中使用的金屬前體的類型，經(jīng)常使用輔助的還原劑和成核劑。反應(yīng)中輔助成核劑和還原劑的存在可導(dǎo)致不合需要的俘獲雜質(zhì)，尤其是非金屬雜質(zhì)。
這些現(xiàn)有過程不能得到平均尺寸為1-25nm直徑的納米結(jié)構(gòu)粉末。這些現(xiàn)有過程也沒有用于產(chǎn)生金屬復(fù)合材料或合金的納米結(jié)構(gòu)粉末或金屬薄膜。
Kurihara等人的美國專利申請No.10/113651公開了在間歇工藝中使用毫米波輻射加熱多元醇反應(yīng)混合物。這種方法允許通過多元醇工藝(polyol process)生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)金屬粉末和薄膜。
Grisaru等人的“Preparation of Cd1-xZnxSe Using Microwave-Assisted Polyol Synthesis”，Inorg.Chem.，40，4814-4815(2001)公開了使用低功率微波輻射制造小批料的金屬納米顆粒。這種方法的產(chǎn)量小于單克量每批。
存在對使用多元醇工藝制造大量納米結(jié)構(gòu)金屬顆粒和薄膜的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括形成納米晶金屬的方法，包括步驟提供包括金屬前體和醇溶劑的反應(yīng)混合物；使反應(yīng)混合物連續(xù)流過反應(yīng)器；對反應(yīng)混合物施加微波或毫米波能；其中微波或毫米波能被定位到反應(yīng)混合物附近；并用微波或毫米波能加熱反應(yīng)混合物，以便醇溶劑將金屬前體還原至金屬；其中加熱發(fā)生在反應(yīng)器中。
附圖簡述

圖1示意圖示了用于在行波(波導(dǎo))敷料器中以連續(xù)過程實施本發(fā)明方法的裝置；圖2示意圖示了用于在波導(dǎo)基駐波(諧振腔)敷料器中以連續(xù)過程實施本發(fā)明方法的裝置；和圖3示意圖示了利用83GHz毫米波束敷料器以連續(xù)過程實施本發(fā)明方法的裝置。
實施發(fā)明的最佳方式在本發(fā)明的第一步驟中，提供包括金屬前體和醇溶劑如二元醇的反應(yīng)混合物?？墒褂靡环N以上的金屬前體和/或二元醇溶劑?？墒褂萌魏螢橐后w并能在反應(yīng)溫度下溶解金屬前體或允許金屬前體反應(yīng)的二元醇溶劑。例如，可使用Figlarz等人在美國專利4539041中描述的或Chow等人在美國專利5759230中描述的多元醇，本文引入其全部內(nèi)容作為參考。具體地說，F(xiàn)iglarz等人描述了脂族二元醇和相應(yīng)的二元醇聚酯的使用，如在主鏈中具有最高到6個碳原子的烷撐二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、和由這些烷撐二醇得到的多烷撐二醇。用于本發(fā)明的其它合適二元醇溶劑包括但不限于二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、乙氧基乙醇、丁二醇、乙二醇單乙醚、二甘醇單乙醚、二甘醇二乙醚、辛二醇和十二二醇。如果沒有溶劑沸騰就可達(dá)到適合的反應(yīng)溫度，則還可使用相關(guān)的溶劑如醇，例如乙醇、丙醇、丁醇。
反應(yīng)混合物還可包括另外的有機(jī)溶劑?？墒褂萌魏螢橐后w或在大于25℃的溫度下能變成液體并溶解金屬前體以便它可與二元醇溶劑反應(yīng)的有機(jī)溶劑。然后可在金屬前體溶解后的任意時刻向在有機(jī)溶劑中的金屬前體中加入二元醇溶劑。
合適的金屬前體包括但不限于金屬醋酸鹽、氯化物、水合物、硝酸鹽、氧化物、草酸鹽、羰基合物、氫氧化物、乙酰丙酮化物、草酸鹽和碳酸鹽。用于形成包括任何特種金屬的納米結(jié)構(gòu)粉末和薄膜的優(yōu)選前體在本領(lǐng)域中是已知的，并取決于選擇的金屬。合適的前體可基本溶于反應(yīng)混合物。
反應(yīng)混合物中前體的濃度可影響微晶尺寸。當(dāng)出現(xiàn)這種影響時，較小的前體濃度可提供較小的微晶和顆粒。如果前體的濃度太小，則如果形成任何沉淀的話，就非常少。前體的濃度太高可產(chǎn)生大于亞微尺寸的微晶。另外，可存在足夠的二元醇溶劑以完全還原反應(yīng)混合物中的基本全部金屬前體。否則，未反應(yīng)的前體可妨礙純的或基本純的納米結(jié)構(gòu)金屬材料的形成。前體濃度的合適范圍為約0.001-2.00M，取決于前體在溶劑中的溶解度。典型地，使用接近飽和濃度的溶液，約0.01-0.1M。
混合時，二元醇和/或存在的任何其它有機(jī)溶劑可被加熱或不加熱。加熱可有助于金屬前體的溶解，但可被控制到不引發(fā)還原過程的溫度。
本文描述的方法作為連續(xù)過程進(jìn)行。這通過使反應(yīng)混合物流過反應(yīng)器實現(xiàn)。反應(yīng)器應(yīng)允許微波能進(jìn)入反應(yīng)器以加熱反應(yīng)混合物。反應(yīng)器可包括對微波能透明的材料。
可在環(huán)境壓力下進(jìn)行該過程，在這種情況下，過程溫度被限制到溶劑的正常沸點。也可在高于環(huán)境的壓力下進(jìn)行該過程，這具有升高溶劑沸點的優(yōu)點并使反應(yīng)和加工更快速。
然后對反應(yīng)混合物施加微波能。這加熱了反應(yīng)混合物，從而二元醇溶劑將金屬前體還原至金屬。本文使用的術(shù)語金屬包括金屬和金屬氧化物。金屬可以以金屬顆?；蚪饘偻繉拥男问疆a(chǎn)生。在連續(xù)過程中，這發(fā)生在反應(yīng)混合物流過反應(yīng)器時。在典型的間歇微波過程中，通過如微波爐將微波能施加到反應(yīng)混合物上。這通常不能使能量定位到反應(yīng)物附近。在毫米波束驅(qū)動的間歇過程中，能量可被定位到反應(yīng)器附近。在連續(xù)過程中，按照這種方式可獲得金屬粉末產(chǎn)量100倍以上的增加。微波源允許大大加速多元醇工藝，結(jié)果產(chǎn)生具有更小粒度和更大粒度均勻性的粉末。連續(xù)微波過程允許以比任何間歇微波或毫米波過程高得多的速度產(chǎn)生粉末。
可利用三種不同類型的微波系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)微波多元醇工藝，所有這些系統(tǒng)都可有效地定位微波功率到反應(yīng)器中。下面所述的第一種在單通道行波敷料器中，其中微波能沿波導(dǎo)長度向下傳播，最大場和功率集中在反應(yīng)管位于的波導(dǎo)中心。第二種系統(tǒng)為駐波系統(tǒng)，其中微波被引入到將微波能集中在反應(yīng)管位置的諧振腔內(nèi)。第三種為束系統(tǒng)，其中一般為較短波長的微波能被集中到多元醇溶液流過的反應(yīng)器上。合適的源或微波或毫米波能包括但不限于磁控管和振動陀螺儀。合適的波長包括但不限于2.45GHz和83GHz。
圖1示意地圖示了用于以連續(xù)過程實施本發(fā)明方法的裝置。裝置由能產(chǎn)生2.45GHz微波功率的微波磁控管10、波導(dǎo)20和水載荷30組成。波導(dǎo)20沿垂直路徑引導(dǎo)微波能進(jìn)入到水載荷30，其能吸收任何不能結(jié)合到流過反應(yīng)器的多元醇溶液的微波能。水載荷不參與反應(yīng)。也可使用用于移去過量微波能的其它手段。波導(dǎo)20的垂直部分包含反應(yīng)容器50，其為10mm直徑的二氧化硅管。合適的管50具有但不限于20-40cm的反應(yīng)區(qū)。這個管50對微波能是透明的。泵40泵送反應(yīng)混合物到管的底部，通過管50，并在管頂部離開出口60，在這里收集混合物。當(dāng)混合物通過波導(dǎo)20內(nèi)部的管50時，其暴露于產(chǎn)生金屬顆粒的微波能。設(shè)定泵送速度以獲得出口流60中金屬顆粒的所需尺寸和量。合適的反應(yīng)時間為約10秒。圖示的波導(dǎo)20為單通道波導(dǎo)。波導(dǎo)20還可引入到環(huán)繞反應(yīng)容器的諧振腔內(nèi)以加強(qiáng)微波功率。該裝置的合適微波功率范圍為約1000到約3000W。
圖2示意地圖示了在波導(dǎo)基駐波(諧振腔)敷料器中以連續(xù)過程實施本發(fā)明方法的裝置。2.45GHz的微波能110進(jìn)入包含受光圈140和可調(diào)短路150約束的諧振腔130的波導(dǎo)120。腔130為7.2cm高，這由微波能110的頻率確定。圓形區(qū)域160顯示了功率最高的區(qū)域。一個1cm ID的二氧化硅反應(yīng)管170通過這個區(qū)域160。反應(yīng)混合物在180處進(jìn)入，通過反應(yīng)管170，在190處離開。
圖3圖示了利用毫米波束加熱反應(yīng)管中的溶液以連續(xù)過程實施本發(fā)明方法的裝置。毫米波束能210從聚焦鏡上反射到反應(yīng)混合物230流過的反應(yīng)管220上。束被偏振，并可利用偏振方向增強(qiáng)與反應(yīng)器的耦合。還可環(huán)繞反應(yīng)管放置輻射屏蔽層以進(jìn)一步將微波功率集中在反應(yīng)器中。對于1cm直徑的反應(yīng)管，用于該過程的微波功率的合適范圍為約2000-4000W，在反應(yīng)管中約10cm的長度上，還原過程在1-2秒內(nèi)發(fā)生。流出物240包含納米顆粒。
對于納米相材料的生產(chǎn)和將這種材料加工成有用組分，這種快速加熱的效力已得到證實。使用微波能作為熱源的一些優(yōu)點包括快速加熱和冷卻、容積加熱、熱慣性效應(yīng)的消除和加熱的空間控制。波長為約83GHz的微波束系統(tǒng)可被聚焦到小至0.5cm的光點直徑，如果需要的話，并且作為束源，還可根據(jù)需要被操縱、散焦和定形以引導(dǎo)微波能進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)。在行波系統(tǒng)中，對于沿波導(dǎo)中心的反應(yīng)管，微波功率被沿著波導(dǎo)的軸集中，大部分功率在2.45GHz S-頻帶波導(dǎo)中心1-2cm內(nèi)，并和管內(nèi)的反應(yīng)混合物耦合非常好。在使用諧振腔的駐波系統(tǒng)中，得到類似的功率集中，大部分功率被集中在S-頻帶波導(dǎo)諧振腔中心幾立方厘米內(nèi)。微波能在生產(chǎn)納米相金屬或金屬合金粉末中在多元醇工藝中提供了非常有效的加熱源。這種源由于整體加熱溶液因而允許非常短的處理時間和高的加熱速度。這源于微波能與多元醇溶液的直接耦合。2.45GHz的微波能對于加熱乙二醇特別有效，因為這種頻率接近乙二醇中出現(xiàn)吸收峰的頻率。溶液的快速加熱是可能的，因為加熱速度不受通過反應(yīng)容器壁并通過溶液內(nèi)部傳遞熱到反應(yīng)器的要求限制。
微波源允許非常短的處理時間、高的加熱速度、選擇性涂敷襯底的能力和在過熱液體區(qū)域中工作的能力。微波能與溶液元素的直接耦合(coupling)由于整體加熱而導(dǎo)致高加熱速度。整體加熱還允許過熱，因為沸騰通常在容器表面上的不平處集結(jié)。聚焦束的能力通過驅(qū)動襯底最附近中的還原反應(yīng)允許選擇性涂敷襯底的能力。
微波加熱驅(qū)動多元醇工藝的其它優(yōu)點包括更快的反應(yīng)時間、更均勻的熱量加熱和受熱歷程。這些導(dǎo)致更小的粒度，如果需要的話，從更短的反應(yīng)時間里，和更窄的粒度分布(由于更均勻的溫度分布和受熱歷程)。
在足夠高至溶解金屬前體或允許金屬前體反應(yīng)并形成所需金屬沉淀的溫度下使反應(yīng)混合物反應(yīng)。通常，使用回流溫度。在為乙二醇溶液時，混合物可在約85℃-350℃或在約150℃-220℃下反應(yīng)。優(yōu)選溫度取決于使用的反應(yīng)體系即溶劑和前體鹽。
pH可影響本發(fā)明的方法。例如，可利用改變反應(yīng)過程中的pH來改變反應(yīng)混合物中反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度。通過在反應(yīng)過程中改變最小微晶的溶解度，可控制得到的微晶的平均尺寸。如果在整個反應(yīng)中需要恒定的pH，則可改性反應(yīng)混合物以包括緩沖液。
在反應(yīng)過程中，反應(yīng)混合物可但不必需被攪拌或以其它方式攪動，例如通過超聲。反應(yīng)過程中攪拌的作用取決于要形成的金屬、攪拌過程中加入的能量和最終產(chǎn)物的形式(即粉末或薄膜)。例如，在磁性材料產(chǎn)生過程中的攪拌將很可能增加團(tuán)聚(這里，使用表面活性劑可是有益的)，而薄膜形成過程中的攪拌將很可能不顯著影響薄膜的納米結(jié)構(gòu)。但是，在薄膜形成過程中的攪拌可能影響形成薄膜的孔隙率，并因此可用于傳感器制造。攪拌對束系統(tǒng)是最可行的，此時攪拌探針的存在不影響過程。
通常利用連續(xù)過程產(chǎn)生金屬金屬氧化物顆粒。本方法還可通過在連續(xù)系統(tǒng)中輸送襯底通過溶液產(chǎn)生涂在襯底上的金屬薄膜，例如在通過由毫米波束局部加熱的流動前體溶液的攜帶帶的襯底上。為了產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)薄膜，使其上要被提供薄膜的襯底與反應(yīng)混合物在反應(yīng)過程中接觸。不象需要導(dǎo)電襯底的電化學(xué)沉積方法，本發(fā)明能在任何襯底包括電絕緣襯底上提供提供薄的粘著(通過膠帶試驗測定)的納米結(jié)構(gòu)薄膜。另外，不象含水無電鍍方法，本發(fā)明的方法能在于含水環(huán)境中不能被處理的表面上產(chǎn)生薄的粘著的納米結(jié)構(gòu)金屬薄膜。
在所需的沉淀形成后，反應(yīng)混合物可被自然冷卻(例如空氣冷卻)或驟冷(強(qiáng)制冷卻)。由于驟冷提供了對反應(yīng)時間的更大控制，因此優(yōu)選空氣冷卻。但是，由于驟冷對在襯底上導(dǎo)電金屬薄膜的沉積有用，因此襯底和薄膜/襯底界面必須能承受快速熱變化。如果襯底和/或薄膜/襯底界面不能承受這些快速熱變化，則應(yīng)使用空氣冷卻。
本發(fā)明的方法可用于形成各種金屬和合金或它們的復(fù)合材料。例如，根據(jù)本發(fā)明，可制造過渡金屬如Cu、Ni、Co、Fe、Mn或包含這些金屬的合金或復(fù)合材料的納米結(jié)構(gòu)薄膜或粉末。更多例子包括Cr、Zn、Ga、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、W、Re、Ir、Pt、Au和Pb。還有的例子為上述中任意一種的合金，如CoNi、AgNi、FeCu、FePt、FeNi、FeCo、CuCo等。金屬/陶瓷復(fù)合材料和金屬氧化物如CoAl2O3和CoFe2O3也是可以的。如上所述，金屬的前體形式將取決于金屬本身。通常，前體可為任何在反應(yīng)條件下能被還原成元素金屬和能溶于反應(yīng)混合物的副產(chǎn)物的含金屬化合物。在本發(fā)明中，處理溫度下典型的反應(yīng)時間從約1秒到20秒，并更經(jīng)常從約2秒到10秒。本方法可產(chǎn)生平均直徑為約100nm或更小的金屬顆粒。
本發(fā)明的方法可在缺少成核劑或催化劑時產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)粉末和薄膜。得到的納米結(jié)構(gòu)薄膜因此可不含或基本不含會有害地改變它們性質(zhì)的雜質(zhì)。如果需要，可向反應(yīng)混合物中加入表面活性劑和/或分散劑避免納米顆粒的團(tuán)聚。如果需要高純產(chǎn)物，則這些表面活性劑和分散劑應(yīng)基本不含不溶性材料，或能從最終產(chǎn)物中燒盡。在使用表面活性劑時，表面活性劑的最佳選擇將取決于所需的金屬。優(yōu)選使用非離子表面活性劑(例如高溫聚合物表面活性劑)的位阻穩(wěn)定，因為離子表面活性劑可能在金屬前體還原過程中不合需要地改變反應(yīng)體系的pH。但是，如果需要，可使用離子和非離子表面活性劑的混合物。如果需要，可向反應(yīng)混合物中加入高沸點有機(jī)物或封端劑以避免團(tuán)聚。封端劑的例子包括甘油三酸酯的羧酸中的任何一種，如油酸、亞油酸、亞麻酸和其它高分子量酸、硬脂酸和己酸、和其它試劑如三烷基膦。
本發(fā)明的方法還可用于產(chǎn)生納米結(jié)構(gòu)復(fù)合金屬薄膜和粉末。如本文所定義，復(fù)合金屬薄膜包括至少一種金屬成分和至少一種有意以能顯著增強(qiáng)薄膜或粉末的所需性能的量包括的其它成分。其它成分，其也是納米結(jié)構(gòu)的，通常但不必是金屬。在其它成分為金屬時，金屬可為任何金屬，不僅僅是那些可根據(jù)本發(fā)明的方法沉積為純薄膜的金屬。在整個本說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“復(fù)合物質(zhì)”被定義為包括至少兩種不同成分的復(fù)合材料或合金。在整個本說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“合金”適用于兩種或多種金屬的金屬間化合物和固溶體。術(shù)語“復(fù)合材料”適用于金屬與至少一種其它成分的相分離混合物。在最終產(chǎn)物中的其它成分為化學(xué)穩(wěn)定的陶瓷時，本發(fā)明提供納米結(jié)構(gòu)的金屬/陶瓷復(fù)合材料。通常，金屬/陶瓷復(fù)合材料包括至少50體積％的以單相金屬或合金形式存在的金屬。在整個本說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“復(fù)合材料”包括合金和金屬/陶瓷復(fù)合材料。
為產(chǎn)生復(fù)合物質(zhì)，在將混合物加熱到反應(yīng)或回流溫度前，將至少一種金屬成分的前體和其它成分的前體在反應(yīng)混合物中原子化混合。另外，在為粉末和薄膜時，方法分別按上述進(jìn)行。
在產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料物質(zhì)時，成分互相之間的最初摩爾比可能不會在最終產(chǎn)物中反映。另外，前體成分在反應(yīng)溶液中原子化混合的能力不能確保成分將形成復(fù)合材料物質(zhì)最終產(chǎn)物。出于這種原因，必須按經(jīng)驗確定任何復(fù)合材料物質(zhì)的每種成分前體的正確初始比。每種成分的相對還原電位可為進(jìn)行這種經(jīng)驗確定提供一些指導(dǎo)。
方法中的溶劑可為可循環(huán)利用的。粉末給料可為任何大小或形狀。本發(fā)明的方法還可允許以下方面磁性材料的沉積；膠態(tài)金屬的制備；單一元素、合金和多成分元素的沉積；由于直接耦合束能到溶液元素而造成的溶液整體加熱；不混溶金屬的合金化；和涂層厚度的控制和非?？焖俚募訜岷腿芤簞恿W(xué)的控制。
已經(jīng)描述了本發(fā)明，給出下面的實施例來說明本發(fā)明的具體應(yīng)用。這個實施例不用于限制本申請中描述的發(fā)明范圍。
實施例Cu納米顆粒的連續(xù)生產(chǎn)-使用圖1的裝置生產(chǎn)Cu納米顆粒。反應(yīng)混合物為乙二醇中0.025M醋酸銅。微波能源為產(chǎn)生2.0kW2.45GHz微波能的Cober Model S6F Industrial Microwave Generator磁控管。泵速設(shè)定到3cm3/s，其在二氧化硅管中產(chǎn)生10s的停留時間。管中的溫度保持在205-210℃。
Cu顆粒存在于管的流出物中。顆粒保持懸浮在溶劑中用于隨后的粒度測量。平均粒度為50nm，具有峰在10和100nm處的雙峰分布，通過光散射測定。該連續(xù)過程進(jìn)行300s，產(chǎn)生總計為1.5g的Cu粉末。
權(quán)利要求
1.一種形成納米晶金屬的方法，包括步驟提供包括金屬前體和醇溶劑的反應(yīng)混合物；使反應(yīng)混合物連續(xù)流過反應(yīng)器；對反應(yīng)混合物施加微波或毫米波能；其中微波或毫米波能被定位到反應(yīng)混合物附近；和用微波或毫米波能加熱反應(yīng)混合物，以便醇溶劑將金屬前體還原至金屬；其中加熱發(fā)生在反應(yīng)器中。
2.權(quán)利要求1的方法，其中金屬為顆粒形式。
3.權(quán)利要求1的方法，其中顆粒具有約100nm或更小的平均直徑。
4.權(quán)利要求1的方法，包括下面的附加步驟從反應(yīng)混合物中除去金屬顆粒。
5.權(quán)利要求1的方法，其中除去步驟通過過濾、離心或磁分離進(jìn)行。
6.權(quán)利要求1的方法，其中金屬為涂層形式。
7.權(quán)利要求1的方法，其中提供步驟和加熱步驟以金屬基本不含非金屬雜質(zhì)的方式進(jìn)行。
8.權(quán)利要求1的方法，其中提供步驟和加熱步驟以金屬基本為純金屬的方式進(jìn)行。
9.權(quán)利要求1的方法，其中金屬前體選自氯化物、醋酸鹽、乙酰丙酮化物、氧化物、羰基合物、碳酸鹽、水合物、氫氧化物、硝酸鹽、草酸鹽和它們的混合物。
10.權(quán)利要求1的方法，其中醇溶劑為二元醇。
11.權(quán)利要求1的方法，其中醇溶劑選自乙二醇、丙二醇、四甘醇、乙氧基乙醇、二甘醇單乙醚和它們的混合物。
12.權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)混合物還包括一種或多種結(jié)合到所述金屬中形成復(fù)合材料的物質(zhì)。
13.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能具有約2.45GHz的頻率。
14.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能具有約83GHz的頻率。
15.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能由磁控管提供。
16.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能由振動陀螺儀提供。
17.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能通過波導(dǎo)輸送到反應(yīng)混合物中。
18.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能具有從約1000到約3000W的功率。
19.權(quán)利要求1的方法，其中波導(dǎo)為單通道波導(dǎo)。
20.權(quán)利要求1的方法，其中波導(dǎo)具有諧振腔。
21.權(quán)利要求1的方法，其中微波或毫米波能為微波束的形式。
22.權(quán)利要求1的方法，其中微波束具有從約500到約5000W的功率。
23.權(quán)利要求1的方法，其中微波束具有約10到約500W/cm2的強(qiáng)度。
24.權(quán)利要求1的方法，其中金屬前體在反應(yīng)混合物中具有約0.01到約0.3M的濃度。
25.權(quán)利要求1的方法，其中金屬前體為醋酸銅，醇溶劑為乙二醇。
全文摘要
一種形成納米晶金屬的方法，包括步驟提供包括金屬前體和醇溶劑的反應(yīng)混合物；使反應(yīng)混合物連續(xù)流過反應(yīng)器；對反應(yīng)混合物施加微波或毫米波能；其中微波或毫米波能被定位到反應(yīng)混合物附近；并用微波或毫米波能加熱反應(yīng)混合物，以便醇溶劑將金屬前體還原至金屬；其中加熱發(fā)生在反應(yīng)器中。
文檔編號C22B5/00GK1768152SQ200480008831
公開日2006年5月3日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者拉爾夫·W·布魯斯, D·路易斯三世, A·W·弗利夫萊特, S·H·戈德, L·K·庫里哈拉 申請人:拉爾夫·W·布魯斯