姚亚东，男，1963年4月26日生，汉族，工学博士，四川大学教授。

本发明公开了一种碳包覆的纳米级TiO2核壳复合粉体(可表示为TiO2@C)的制备方法。它是以廉 价的无定形的水合二氧化钛为氧化钛源，长链的液态烷烃混合物(C11-C12)作为碳源，通过回流原位包覆有 机碳链，再经真空条件下的一定温度热处理制得TiO2@C纳米粉体。该方法具有碳源、氧化钛源来源廉价 且碳源可以反复循环使用，包覆的碳量可控可调，工艺操作简单、易于工业化等优点。

利用具有自有知识产权的专利技术，制造具有世界先进水平的金属/氧化铝陶瓷结合基板和金属/氮化铝陶瓷结合基板，为电力电子器件和半导体制冷片提供高性能的陶瓷封装材料；研究开发高性能氮化铝陶瓷基板、新型半导体材料和新型电子元器件。铜、铝、镍、银、铁等金属和氧化铝、氮化铝等陶瓷基片直接结合在一起的复合材料，具有优良的电绝缘、导热、低膨胀、大电流、冷热负载循环、温度范围宽等特性，在电子技术领域具有广泛的用途，可用于混合电路、电控电路、半导体功率模块、电源模块、固态继电器、高频开关供电系统、电加热装置、半导体制冷器、微波及航空航天技术及其它相关领域。金属/陶瓷层状复合结构材料在轻装甲防护、新能源及新型发动机领域也具有很好的应用前景，陶瓷基高温复合材料是新一代涡轮风扇航空发动机研究的重点。

该项目为制备碲化铅薄膜与纳米颗粒的新工艺。目前，PbTe薄膜通常采用真空蒸镀、 激光闪蒸、磁控溅射等物理方法制备，这些方法采用昂贵的镀膜设备，成本较高；电化 学方法沉积PbTe薄膜成本相对较低，但缺点在于必须使用导电基片，适用范围较窄。PbTe 纳米颗粒大多采用水热法或溶剂热法、电化学法、乳液法等方法合成，这些方法在合成 过程中或者涉及了高压设备，或者采用了复杂的仪器和涉及冗长的工艺，或者由于引入 大量有机物给后处理及环境保护带来难题。 本项目提出以碱性水溶液作为溶剂，以成本低廉的含铅无机盐和碲化物或亚碲酸盐 作为反应物，在常压、室温至 50o C 同步合成 PbTe 薄膜和纳米颗粒，制备的薄膜平整致 密且对基片无特殊要求，纳米颗粒尺度均一且可随温度调节。与其他现有的 PbTe 薄膜 与纳米粉体制备方法相比，该方法简单易行，性价比高，几乎无能耗，反应介质为容易 净化处理的水溶液，利于环保。 

本发明属于碲化铅（PbTe）薄膜和纳米粉体的制备方法领域。本发明公开了一种 PbTe 薄膜和纳米粉体的低温水溶液同步合成方法，该方法以含铅的无机盐与二氧化碲或亚碲 酸钠为原料，以硼氢化钾或硼氢化钠为还原剂，在室温至 50 o C 碱性水溶液下同时合成 PbTe 薄膜和纳米粉末。本发明首次在低于 100 o C 且常压下合成 PbTe 薄膜与纳米粉体， 制备的薄膜平整、致密、均匀；粉末产物粒径小，粒度分布均匀，并可通过控制反应温 度来控制粒径大小。整个工艺使用的原料便宜易得，工艺简单，容易实现规模化生产， 同时反应过程中避免使用有机溶剂，有利于环保。合成的 PbTe 薄膜和纳米粉体可广泛 应用于热电器件、太阳能电池、荧光器件、红外光学元件、红外薄膜器件和半导体探测 器等，应用前景广阔。

项目成果/简介:创新了一种纳米颗粒的分离方法并实现了一种分离装置，其原理类似于麦克斯韦速率分布律的验证方法及其实现装置的原理，可将不同粒径的纳米颗粒收集到不同的位置，达到分离和分级的目的。技术方面涉及不同粒径（质量）纳米颗粒的荷电状态、在电场中的运动速度（及其分布）、给料时间间隔、颗粒落点以及收集周期等多种因素的复杂作用及其之间的优化匹配与控制。纳米颗粒是指直径小于 100nm 的颗粒。与传统分离方法相比，本方法和技术不受被分离的纳米颗粒尺寸的限制，分离量可自行调节，分离效果好，可使分离效率大幅提高。应用范围:本项目采用的方法和技术不是用于纳米颗粒的制备，而是将已有的不同粒径纳米颗粒的混料进行分离和分级。效益分析:可用于具有纳米颗粒分离、分级需求的广泛场合，如电子器件、集成电路制膜的原料准备和光学、电子、医疗等精密部件的磨料准备，应用潜力巨大。知识产权类型:发明专利知识产权编号:ZL201610401673.7技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:无

创新了一种纳米颗粒的分离方法并实现了一种分离装置，其原理类似于麦克斯韦速率分布律的验证方法及其实现装置的原理，可将不同粒径的纳米颗粒收集到不同的位置，达到分离和分级的目的。技术方面涉及不同粒径（质量）纳米颗粒的荷电状态、在电场中的运动速度（及其分布）、给料时间间隔、颗粒落点以及收集周期等多种因素的复杂作用及其之间的优化匹配与控制。纳米颗粒是指直径小于 100nm 的颗粒。与传统分离方法相比，本方法和技术不受被分离的纳米颗粒尺寸的限制，分离量可自行调节，分离效果好，可使分离效率大幅提高。

随着纳米颗粒制备技术的日渐成熟，其应用技术也日益受到人们的广泛重视。但由于纳米颗粒粒径小、比表面积和表面能大、颗粒不稳定极易团聚，导致其优异的性能不能充分发挥，因此纳米技术研究中最艰巨的任务之一是使纳米颗粒能够稳定存在且不发生团聚。最常使用的方法是把纳米颗粒分散于介质中，通过静电稳定机理、位阻稳定机理和静电位阻稳定机理等来制备稳定分散的浆料。其中涉及

随着纳米颗粒制备技术的日渐成熟，其应用技术也日益受到人们的广泛重视。但由于纳米颗粒粒径小、比表面积和表面能大、颗粒不稳定极易团聚，导致其优异的性能不能充分发挥，因此纳米技术研究中最艰巨的任务之一是使纳米颗粒能够稳定存在且不发生团聚。最常使用的方法是把纳米颗粒分散于介质中，通过静电稳定机理、位阻稳定机理和静电位阻稳定机理等来制备稳定分散的浆料。其中涉及到的核心科学问题为纳米颗粒的表面改性及其浆料稳定性。 项目组根据不同纳米材料表面特性以及应用场合不同，攻克了纳米粉体表面化学改性技术、纳米粉体在溶液中稳定分散技术等关键技术，制得了纳米四氧化三铁、二氧化钛、氧化铟锡、氧化锌、氧化镁、氮化硅、碳化硅等多种分散稳定性优异的水基、乙醇基浆料，其颗粒平均粒径≤100nm，比表面积≥30m2/g，固含量从0.5～20％不等。不同纳米粉体含量浆料静置稳定性从1～30d至1年不等，研究成果为纳米材料的应用奠定了坚实的基础。 应用前景： 纳米四氧化三铁浆料是采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂方法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚来制得。平均粒径在20nm左右，具有超顺磁性，浆料Fe3O4固含量在0.5～20％，浆料静置稳定性在1年左右。可应用在磁性密封、生物医药载体、磁保健、磁记录材料、高梯度磁分离器、微波吸收材料以及静电复印显影剂。 纳米二氧化钛浆料作为产品或产品添加剂应用范围很广，主要可应用于抗紫外剂，纳米环保、抗菌、自清洁剂，随角异色效应型纳米涂料，静电屏蔽剂等。 纳米ITO水基浆料加入水性涂料中，经涂敷制得ITO薄膜。由于ITO薄膜具有优良的光电性能，对可见光的透过率达70％以上，对红外光的反射率≥70％，对紫外线的吸收率≥70％，对微波的衰减率≥85％，导电性和加工性能极好，硬度高且耐磨耐蚀，可用作防隔热涂料等。

目概况    目前，国内外解决作为世界上己知的最硬材料——金刚石的超细粉碎问题，即超硬粉体机械法制备超细粉碎技术，一般很难突破现有的微米级水平。成果应用非线性振动理论，创建高振动强度振动磨系统，振动强度设为10-16，围绕非线性振动与高振强所带起的诸多问题，构建双质体振动结构，采用非线性振动系统，实施亚近共振方法，辅以变频技术，解决超硬粉体不细化、易团聚等问题，已进入亚微米或纳米级水平。 本项目具有国际先进水平，拥有自主知识产权。 主要特点    在样机研制和金刚石微粉的振动试验中，掌握K值在上述区间范围变化时粉碎粒度向纳米级细化的条件，使目前国内采用振动磨粉碎方法对金刚石粉体进行粉碎徘徊在μm级水平上的现状得以突破。体现了成果的先进性；    创建高振强系统，对于大多数振动机械，通常振动强度K取4—6，K ≥8时称为高振动强度系统，简称高振强系统。为达到粉体超细化的目的，本样机振动强度设为10-16，围绕高振强所引起的诸多问题，构建双质体振动结构，解决超硬粉体细化时的团聚等问题，体现了成果的创新性。技术指标    选择高振动强度振动磨超细粉碎方法，研究高振动强度对超硬粉体粉碎细化的影响，应用非线性振动理论，主振系统采用非线性变节距弹簧，使其刚度为变量，且随动载荷即振动强度变化而变化，以适应系统变频调速与近共振的工作需求，要求不仅应达到节能高效之特点，同时能使得系统工作稳定；采用环形橡胶弹簧作为减振系统的减振弹簧，弹性模量小，可获得大的弹性变形，以实现理想的非线性特性，使系统具有高内阻，可对突加载荷具有良好的吸收及隔振效果。 最小振动强度k≥8；最大振动强度k≤18。市场前景    金刚石的社会价格为1-10 u m的，0.4-0.8元／克拉；0.1-0.2 u m的，10-20元／克拉，约为微米级价格的25倍。我国人造金刚石微粉年产量达10亿克拉，若其中10%制成亚微或纳米粉，即1亿克拉，则每年经济效益为（15-0.6）×1亿≈14亿元，同时产生利税4亿元。    国内人造金刚石微粉年产量约达10亿克拉，但所需人遣金刚石亚微或纳米粉多依赖进口，成果的进一步中试与推广，将给国内同行企业产生一个非常可观的经济增长点。    成果的应用与推广，对于推动我国人造金刚石超硬超细粉体新材料制备及技术升级将产生十分重要的意义，并将产生非常显著的经济效益与社会效益；人造金刚石亚微米或纳米粉体更有着是人造金刚石微粉几倍乃至数十、百倍的功效，人们对其制备研究与应用前景不可限量。