Research Initiation Award: Single Particle Studies of Particle Morphology Evolution During Spray Processing of Inorganic Materials

研究启动奖：无机材料喷涂过程中颗粒形态演化的单颗粒研究

• 批准号: 9409394
• 负责人: Timothy Ward
• 金额: $ 10万
• 依托单位: University of New Mexico
• 依托单位国家: 美国
• 项目类别: Standard Grant
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 1994-07-01 至 1997-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=9409394&HistoricalAwards=false
• 关键词: Research; Initiation; Award; Single; Particle

ABSTRACT Timothy Ward CTS-9509394 The objectives of this research are: (1) to advance the understanding of the physical and chemical processes which govern the particle morphology (e.g. dense, hollow particles or porous) and microstructure (e.g. find-grained or single crystal) of inorganic (ceramic or metal) powders produced by spray processes, and (2) to utilize that understanding to develop and test strategies for producing desired, or avoiding undesired, morphologies for several representative materials and precursor types. The basic experimental approach will be to utilize an electrodynamic balance to levitate individual solution precursor particles, and then observe the morphology evolution of the individual particle as the temperature and/or humidity are changed in a controlled fashion. As the temperature is changed (up to 800{SYMBOL 176 \f "Symbol"}C or higher in some cases), solvent evaporation, precursor decomposition, gas evolution, melting, sintering, evaporation/condensation and other processes contribute to the final morphology and microstructure. Morphology evolution will be followed visually using a video camera and light scattering, and mass changes will be monitored using a video camera and light scattering, and mass changes will be monitored using the particle levitation voltage. Both single-phase and multicomponent/multiphase particles will be investigated utilizing precursors which have been reported to yield different particle morphologies in powder synthesis by spray pyrolysis. Specifically, metallic Ag and zirconia will be studied using nitrate, chloride, organometallic and colloidal precursors. Metal/ceramic composite particles (zirconia/silver) and multicomponent mixtures containing a volatile component (PbO) will be investigated. The results of this project will enable better control over particle characteristics in materials produced by spray processes. Inorganic materials which might be good candidates for production by spray processes include: elec tronic ceramics such as superconductors and ferroelectrics, fullerenes, nanophase materials and composites, and metal powders. ***

摘要Timothy Ward CTS-9509394这项研究的目的是：（1）促进对管理粒子形态（例如密集，空心颗粒或多孔）的物理和化学过程的理解，以及由无机（陶瓷或金属）生产的策略和2）（例如，均质或单晶体）（例如，均质或单个晶体），以及（2）的策略（2），以及（2），以及（2），以及（2），并创建了（2），以及（2），以及（2），并创建了（2），以及（2），以及（2），以及（2），以及（陶瓷或金属）的效果（2）。多种代表性材料和前体类型的期望或避免不希望的形态。 基本的实验方法将是利用电动力平衡来悬浮单个溶液前体颗粒，然后观察单个粒子的形态演变，因为温度和/或湿度以受控的方式改变。 随着温度的变化（在某些情况下最多800 {符号176 \ f“符号”} c或更高），溶剂蒸发，前体分解，气体进化，熔化，烧结，蒸发/凝结和其他过程有助于最终的形态和微观结构。 将使用摄像机和光散射以视觉方式遵循形态演化，并将使用摄像机和光散射来监测质量变化，并使用粒子悬浮电压来监测质量变化。 单相和多组分/多相颗粒都将使用前体进行研究，这些前体据报道通过喷雾热解在粉末合成中产生不同的颗粒形态。 具体而言，将使用硝酸盐，氯化物，有机金属和胶体前体研究金属AG和氧化锆。 将研究金属/陶瓷复合颗粒（锆/银）和包含挥发性成分（PBO）的多组分混合物。 该项目的结果将能够更好地控制喷雾过程产生的材料中的粒子特性。 可能是通过喷雾过程来生产良好候选的无机材料包括：超导体和铁电陶瓷，富勒烯，纳米相材料和复合材料以及金属粉末。 ***