中国粉体网讯  爆炸合成法是一种新兴的材料合成方法，是利用爆炸源（气体、固体）产生的高温高压，使前驱体物质或爆炸源中的物质发生分解、裂解、相变等反应，使其结构被破坏，所有或部分原子进行重新组合，从而来生成新型物质。

目前爆炸法己经被推广到多种纳米材料的研究当中，如纳米TiO₂、纳米Al₂O₃、纳米石墨、纳米锰锌铁氧体、纳米Fe₂O₃以及纳米碳包覆金属等，该方法具有很大的应用前景。

爆炸法合成纳米粉体技术特点

以炸药为载体爆炸合成技术在炸药发生爆炸时，其释放的能量能够使反应物质化学键在爆炸反应区中快速断裂，并且形成高密度的活性反应离子，离子之间重新碰撞组成形成分子形态的新物质。因为炸药爆炸反应是微秒级别的，随着爆炸反应的完成，爆炸产物的温度会快速下降，新物质快速成核并生长，但是因爆炸反应的快速性，形成的晶核没有时间继续成长，其就已经失去了爆炸时的高温高压状态，在形貌上呈现出微球形，最后便形成了超细的粉体。

作为一种新兴的具有工业化应用前景的纳米材料制备方法，爆炸法具有操作简单、高效、经济、节能和环保等特点。这是因为爆炸冲击在一定程度上不需要额外的能耗，所制备的纳米粉体实际上是在瞬时高温、高压下快速生成的；同时，通过改变爆炸反应条件（如氧平衡等）可以控制所合成的纳米粉体的晶型、晶粒度和微结构等，生产工艺相对稳定。

但是，爆炸合成过程是一个集高温、高压和高速于一体并伴有大量能量释放的复杂的理化过程。由于爆炸合成过程的复杂性和纳米材料自身的特性，必然导致爆炸合成的纳米粉体易团聚。这不仅破坏纳米粉体的超细性和均匀性，还影响纳米粉体自身优越性能的发挥。如何获得粒径尺度小、分散性好且性能优良的纳米粉体已经成为当前爆炸合成纳米材料领域极具挑战性和重要性的前沿课题之一。

爆炸合成法的分类应用

爆炸合成可分为冲击合成和爆轰合成，而爆炸合成的物质可以是单质，也可以是化合物或是复合化合物。按爆炸原料状态，爆炸合成法又可分为固相法、液相法和气相法。

固相法是以黑索金（RDX）、太安（PETN）、梯恩梯（TNT）为代表的凝聚态单质炸药爆炸合成纳米材料的方法。近年来，研究人员采用固相爆轰合成法成功地制备出了纳米级别的合成材料，如纳米金刚石、Al₂O₃、Al₂O₃-多晶金刚石。

液相法是利用可燃性液体爆炸物、浆状炸药或是乳化炸药等爆炸合成制备纳米级别的合成材料，如锰锂和锌锂颗粒群、Mn-Zn铁氧体、金属氧化物、纳米陶瓷和碳包覆金属纳米材料。

尽管利用固相爆炸法和液相爆炸法已经成功合成了许多纳米氧化物，但是合成的产物易出现局部浓度过高，颗粒大小差异大，形状不均匀，而且生成物中有碳等杂质。

气相法则是利用可燃气体作为爆炸源，通过各种加热方式使前驱体气化，并与爆源气体均匀混合，后点火引爆，爆炸过程的高温高压状态使产物解离反应、凝聚、生长从而形成超细颗粒，如TiO₂、SiO₂、SnO₂、C@Fe纳米颗粒和Co@C/CNT磁性纳米材料。

气相法优点明显，只要合理选择爆炸系统，调整前驱体与爆源气体种类，再通过改变初始气体的压力、温度等就可以得到很少团聚的超细粉体。利用气相法制造的纳米微粒纯度高、分散性好、粒径小、分布窄、团聚小，且利用氢气氧气等绿色气体作为爆源能解决纳米粉体碳污染问题。

小结

爆炸法是近年来新兴的一种具有工业化应用前景的纳米材料合成方法。控制爆炸合成纳米粉体的团聚，提高其分散性，仍将是今后很长一段时间内该领域极具挑战性和重要性的前沿课题。除了纳米金刚石粉体以外，爆炸法制备其他纳米粉体材料大多处于实验室研究阶段，如何实现从实验室到工业化生产运用，需要深入探索。

参考来源：

冯余庆：爆炸法合成钛酸锂材料的研究，安徽理工大学

朱凯泽：气相爆炸合成纳米SiO2基复合氧化物的研究，辽宁工业大学

曲艳东等：爆炸合成纳米粉体及其团聚控制研究进展，大连民族大学

（中国粉体网编辑整理/平安）

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