納米材料分散體的製造方法及其產品的製作方法

2023-05-14 00:12:21

專利名稱：：納米材料分散體的製造方法及其產品的製作方法
技術領域：
：本發明涉及亞微和納米級粉末的分散體的製造方法。
背景技術：
：粉末用於多種應用。它們是電子、電信、電氣、磁、結構改、光學、生物醫學、化學、熱力學和消費品的構建單元。對於更小、更快、優越且更為便攜的產品的持續需求要求多種裝置的小型化。這繼而要求構建單元即粉末的小型化。比常規微米尺寸粉末的尺寸小IO至IOO倍的亞微和納米工程(或納米級、納米尺寸或超細)粉末能夠以目前市售的微米尺寸粉末不能達到的程度實現質量的改進和特性的區分。具體的納米粉末和通常的亞微粉末是一族新穎的材料，其區別特徵在於其樣i區尺寸小到尺寸邊界效應(sizeconfinementeffect)成為材料性能的重要決定因素。因此，這種邊界效應可以造成廣泛的商業上很重要的特性。因此，納米粉末是廣泛的各種應用的裝置和產品的設計、開發和商業化的特別機遇。而且，由於其代表著一族全新的不適用傳統粗顆粒物理化學機理的材料前體，這些材料提供了獨特的性能組合，這可以能夠產生性能無與倫比的多功能新穎組件。Yadav等人在共同未決共同轉讓的美國專利申請No.09/638,977中教導了亞微和納米級粉考。、、、成本有效的粉末製造中的一些挑戰涉及控制粉末的尺寸以及控制其它特徵，例如形狀、分布、粉末組成等。需要有這些方面的革新。
發明內容簡言之，本發明涉及包括所需金屬的納米級粉末的製造方法以及其應用。在一些實施方式中，本發明涉及摻雜或未摻雜金屬氧化物的納米顆粒分散體。在一些實施方式中，本發明涉及包括摻雜或未摻雜金屬氧化物的複合物和塗層。在一些實施方式中，本發明涉及包括摻雜或未摻雜金屬氧化物的粉末分散體的應用。在一些實施方式中，本發明涉及各種粉末和分散體特徵受控的以高容量、低成本和可重複的質量包括金屬的新穎納米級粉末的分散體的製造方法。在一些實施方式中，本發明涉及各種粉末和分散體特徵受控的以高容量、低成本和可重複的質量包括金屬的新穎納米級粉末的分散體的製造方法。圖1說明了根據本發明製造亞微和納米級粉末的示範性整體方法。具體實施例方式本發明主要涉及非常細的無機粉末。教導的範圍包括高純度粉末。本文討論的粉末是指微晶尺寸小於1微米，在某些實施方式中小於100納米。另外概述了以高容量、低成本和可重複的質量製造和使用這些粉末的方法。定義為清楚起見，提供以下定義，以有助於理解本文提供的說明和具體實施例。任何時候提供具體變量的數值範圍時，該範圍的上限和下限均包括在該定義之內。本文所用的"細粉末"是指同時滿足如下標準的粉末(1)顆粒平均尺寸小於IO微米；且(2)顆粒縱-鏡比為1至1，000,000。例如，在一些實施方式中，細粉末是顆粒平均微區尺寸小於5微米且縱;鏡比為1至1，000，000的顆粒。本文所用的"亞微粉末"是指平均尺寸小於l微米的細粉末。例如，在一些實施方式中，亞微粉末是顆粒平均微區尺寸小於500納米微米且縱對黃比為1至1,000，000的顆粒。術語"納米粉末，，、"納米尺寸粉末，，、"納米顆粒"和"納米級粉末"可互換使用，是指平均尺寸小於250納米的細粉末。例如，在一些實施方式中，納米粉末是顆粒平均微區尺寸小於IOO納米微米且縱橫比為1至1，000，000的顆粒。本文所用的術語純粉末是組成純度以金屬計至少為99.9%的粉末。例如，在一些實施方式中，純度為99.99%。本文所用的術語納米材料是各種維度形式(零、一、二、三維)且微區尺寸小於IOO納米的材料。本文所用的術語"微區尺寸"是指特定材料形貌的最小尺寸。在粉末的情況下，微區尺寸是粒度。在須晶和纖維的情況下，微區尺寸是直徑。在板材和薄膜的情況下，微區尺寸是厚度。術語"粉末"、"顆粒"、"粒子，，可互換使用，其包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫族化物、卣化物、金屬、金屬間化合物、陶瓷、聚合物、合金以及其組合。這些術語包括單一金屬、多金屬和絡合組合物。這些術語進一步包括中空、密實、多孔、半多孔、塗層、未塗層、層狀、層壓、單一、絡合、樹枝狀、無機、有機、元素、非元素、複合、摻雜、未摻雜、球狀、非球狀、表面官能化、表面非官能化、化學計量、非化學計量的形式或物質。而且，術語粉末在通常意義上包括一維材料(纖維、管等)、二維材料(片晶、薄膜、層壓品、平面物等)和三位材料(球、錐形、卵形、圓柱形、立方體、單斜、paralleledipid、啞鈴狀、六方、截頂十二面體結構等)。以上使用的術語金屬包括任何鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、過渡金屬、半金屬(類金屬)、貴金屬、重金屬、放射性金屬、同位素、兩性元素、電正性元素、形成陽離子的元素，並且包括周期表中任何現有或將來發現的元素。本文所用的術語"縱橫比"是指顆粒最大尺寸與最小尺寸的比例。本文所用的術語"前體，，包括任何可以轉化成組成相同或不同的粉末的原始物質。在某些實施方式中，前體是液體。術語前體包括，但不限於，有機金屬化合物、有機物、無機物、溶液、分散體、鹽、溶膠、凝膠、乳液或其混合物。本文所用的術語"粉末"包括氧化物、碳化物、氮化物、硫族化物、金屬、合金以及其組合。該術語包括中空、密實、多孔、半多孔、塗層、未塗層、層狀、層壓、單一、絡合、樹枝狀、無機、有機、元素、非元素、複合、摻雜、未摻雜、球狀、非球狀、表面官能化、表面非官能化、化學計量、非化學計量的形式或物質。本文所用的術語"塗層，，(或"薄膜"或"層壓品，，或"層")包括任何包括亞微和納米級粉末的沉積物。該術語在範圍內包括中空、密實、多孔、半多孔、塗層、未塗層、層狀、層壓、單一、絡合、樹枝狀、無機、有機、元素、非元素、複合、摻雜、未摻雜、球狀、非球狀、表面官能化、表面非官能化、薄、厚、預處理、後處理、化學計量、非化學計量形式或形貌的基質或表面或沉積物或組合。本文所用的術語"分散體"包括墨水、糊狀物、乳膏、洗劑、懸浮液、牛頓、非牛頓、均勻、不均勻、透明、半透明、不透明、白色、黑色、著色、乳化、有機、無機、聚合、具有添加劑、沒有添加劑、基於熔融物質、水基、基於極性溶劑或基於非極性溶劑的物質組合物，其包括流體或類似流體狀態的物質中的細粉末。為本文的目的，分散體包括至少一個固相和至少一個流體或類似流體相，其中流體或類似流體相在0K至2275K的任何溫度下表現出的粘度小於10，000Pa.秒。該範圍內的流體或類似流體相的非限制性說明是有機溶劑、無機溶劑、聚合溶劑、水相溶劑、含氧組合物、含硫族化物的組合物、含硼組合物、含磷組合物、含卣素組合物、含氮組合物、含金屬的組合物、含碳組合物、熔融金屬和合金、熔融鹽、超臨界流體、液體或油或凝膠，其為合成的或者園子天然，例如工業或漁業或樹或果實或種籽或植物或動物；該範圍內包括的流體或類似流體相為水、酸、鹼、有機熔體、單體、聚合物、低聚物、生物流體、醚、酯、芳族、烷烴、烯烴、炔烴、醇、醛、酮、羧酸、有機金屬化合物、闢烯醇、醋酸酯、磺酸、乳液、兩種或更多種液體組合物的混合物、溶液等。在某些實施方式中，本發明涉及包括摻雜或未摻雜金屬氧化物的亞微和納米級粉末。鑑於金屬在地殼的相對豐度和提純技術的現有限制，預計許多商業上生產的材料具有天然的金屬雜質。這些雜質預計低於IOO百萬分之一，在多數情況下濃度與其它元素雜質類似。除去這些雜質不會從材料學上影響所關注的材料在應用中的性質。為本文的目的，其中雜質金屬的存在濃度與其它元素雜質類似的包括金屬雜質的粉末排除在本發明的範圍之外。但是，要強調的是一種或多種摻雜或未摻雜的物質組合物、某些金屬可以有意地作為摻雜劑以100ppm或更低地濃度加工到粉末中，這些包括在本專利地範圍之內。在通常的意義下，本發明教導了納米級粉末的製備和進而形成，在更通常的意義下，教導了包括至少IOOppm重量、在一些實施方式中大於1wt。/。以金屬計、在其它實施方式中大於10wt。/。以金屬計的亞微粉末的製備和進而形成。儘管本文說明了細粉末的製備方法，本文關於分散材料:、。、>:、。、""圖1顯示了通常的亞微粉末和具體的納米粉末的示範性整體製造方法。圖1所示的方法開始於含有原始材料的金屬(例如，但不限於，粗氧化物粉末、金屬粉末、鹽、漿料、廢產品、有機化合物或無機化合物)。圖1顯示了根據本發明製造納米級和亞微粉末的系統的一個實施方式。圖1所示的方法在IOO處以含有金屬的前體例如乳液、流體、含有顆粒的流體懸浮液或水溶性鹽開始。前體可以是政法的金屬蒸氣、蒸發的合金蒸汽、氣體、單相液體、多相液體、熔體、溶膠、溶液、流體混合物、固體懸浮液或者其組合。含有金屬的前體包括化學計量或非化學計量的金屬組合物，其在流體相中帶有至少一些部分。在本發明的某些實施方式中採用流體前體。通常，流體更容易運輸、蒸發、熱力學處理，而且產生的產物更加均勻。在本發明的一個實施方式中，前體是環境有利、安全、易於獲得、金屬載量高、成本較低的流體材料。適用於本發明目的的含有金屬的前體的例子包括，但不限於，金屬醋酸鹽、金屬羧酸鹽、金屬烷氧化物、金屬辛酸鹽、金屬螯合物、金屬有機化合物、金屬面化物、金屬疊氮化物、金屬硝酸鹽、金屬硫酸鹽、金屬氫氧化物、可溶於有機物或水的金屬鹽、包括金屬化合物的銨和含有金屬的乳液。在另一實施方式中，如果需要複合納米級和亞微粉末，可以將多種金屬前體混合。例如，可以將4丐前體和鈦前體混合，以製備用於電陶資應用的鈣鈦氧化物。作為另一實施例，可以將鈰前體、鋯前體和釓前體以確切比例混合，以生成用於離子裝置應用的高純、高表面積混合氧化物粉末。在再另一個實施例中，可以將鋇前體(和/或鋯前體)和鴒前體混合，以產生用於顏料應用的粉末。這些複合納米級和亞微粉末可以有助於產生性質出人意料且不尋常的材料這是將各個單一金屬氧化物或通過將不同組成的粉末物理混合形成的單一納米複合物所不能提供的。使用純度更高的前體來產生所需純度的納米級或亞微粉末是合意的。例如，如果需要大於X%(以金屬重量計)的純度，所混合和使用的一種或多種前體的純度可以大於或等於X%(以金屬重量計)，以實施本文的教導。繼續參考圖l，含有金屬的前體IOO(含有一種含有金屬的前體或其混合物)提供至高溫處理106，其中可以使用諸如高溫反應器進行。在一些實施方式中，當提供至反應器106時，可以與前體100—起加入合成助劑，例如反應性流體108。這些反應性流體的例子包括，但不限於，氫、氨、滷化物、二氧化碳、曱烷、氧氣和空氣。儘管本文的討論極愛哦到了納米級和亞微氧化物粉末的製備方法，這些教導很容易擴展到其它組成的類似方式，例如碳化物、氮化物、硼化物、碳氮化物和硫族化物。這些組合物可以由這些組成的微米尺寸顆粒前體製備，或者通過採用提供這些包括組合物的金屬中所需元素的反應性流體來製備。在一些實施方式中，可以使用高溫處理。但是，中溫處理或^氐溫/冷凍處理也可以使用，以使用本發明的方法產生納米級和亞微粉末。在任何熱處理之前，前體100可以通過若干種其它方式進行預處理。例如，可以調節pH,以確保前體的穩定性。另外可選地，可以採用選擇性溶液化學，例如在存在或不存在表面活性劑或其它合成助劑的情況下沉澱，以形成溶膠或其它狀態的物質。在熱處理之前，前體100可以預加熱，或者部分燃燒。前體100可以軸向、放射狀、切向或以任意其它角度注入高溫區106。如上所述，前體100可以與其它反應物預混或者擴散混合。前體100可以通過層流、拋物線、紊流、脈動、剪切或氣旋流動沖莫式或通過任何其它流動;f莫式送入熱處理反應器。此外，可以將一種或多種含有金屬的前體IOO從反應器106中的一個或多個進口注入。進料噴射系統可以產生包封熱源的進料模式，或者，另外可選地，熱源可以包封進料，或者另外可選地，可以使用其各種組合。在一些實施方式中，將噴霧霧化，並以提高傳熱效率、傳質效率、傳動量效率和反應效率的方式噴射。反應器形狀可以是柱狀、球狀、錐形或任何其它形狀。在本發明的實施中可以採用例如美國專利第5，788，738號、第5,851，507號和第5，984，997號(在此將其各自具體併入作為參考)中所教導的那些方法和設備。在某些實施方式中，前體進料條件和進料設備設計成有利於閃沸(flashboiling)。前體可以採用任何形狀或尺寸裝置進料。說明性的噴射裝置包括噴射噴嘴、管式進料孔、平面或彎曲噴嘴、中空模式噴嘴、平面或三角形或舉行模式噴嘴等。在某些實施方式中，採用產生空化作用提高的閃沸的進料系統，以提高性能。在這方面，可以使用的指南是採用在此稱為空化指數(C.I.)的無量綱數，其鑑於本文的目的定義成formulaseeoriginaldocumentpage11其中，P。是處理壓力，Pv是進料噴嘴中的前體的蒸汽壓，p是前體密度，V是前體在進料噴嘴出口處的平均速度(體積進料速率除以進料噴嘴的橫截面積)。在某些實施方式中，上述定義的空化指數是負值是優選的。在其它實施方式中，空化指數值小於15是優選的。在再其它的實施方式中，空化指數值小於125是優選的。在某些實施方式中，處理壓力保持在1Torr至10，000Torr。在其它實施方式中，處理壓力保。在某些實施方式中，處理壓力保持在10Torr至500Torr。處理壓力可以使用任何方法保持，例如，但不限於，壓縮機、加壓流體、真空泵、文丘裡原理驅動的裝置，例如排放裝置等。在前體的密度或蒸汽壓數據未知的情況下，推薦通過本領域已知的方法對其進行測量。另外可選地，作為可以使用的指南，在某些實施方式中較高的進料速度是優選的。在某些實施方式中，較高的前體進料溫度是優選的。較高的進料前體可以用於某些實施方式中，其中前體是粘性的，或者由於流動而變粘(粘度大於水)。在某些實施方式中，可以使用導致前體的一種或多種組分在處理反應器106(圖1)中噴射時閃蒸的前體配方和組成、溶劑、進料噴射裝置設計(例如噴嘴勺高度、直徑、形狀、表面粗糙度等)、前體進料參數。繼續參考圖l，前體IOO送入反應器106之後，可以將其在高溫下處理，以形成產物粉末。在其它實施方式中，熱處理可以在較低的溫度下進行，以形成粉末產物。熱處理可以在有助於產生產物如粉末的氣體氣氛下進行，例如上述產物具有所需的孔隙度、密度、形貌、分散、表面積和組成。該步驟產生副產物，例如氣體。為了減少成本，可以將這些氣體再循環、集合質/熱或使用，以製備該方法所需的純淨氣流。在使用高溫熱處理的實施方式中，高溫處理可以在步驟106中(圖1)在大於1500K的溫度下進行，在一些實施方式中溫度大於2500K,在一些實施方式中大於3000K,在一些實施方式中大於4000K。這些溫度可以通過多種方法實現，這些方法包括，但不限於，等離子體處理、在空氣中燃燒、在純氧或富氧氣體中燃燒、用氧化劑燃燒、熱解、在適當反應器中放電弧以及其組合。等離子體課題提供反應氣體，或者可以提供潔淨熱源。在某些實施方式中，高溫通過採用富集的氧或純氧(或其它氧化劑)實現。大於3000K或4000K或5000K的絕熱溫度可以通過採用純氧實現。在某些實施方式中，低空化指數結合純氧化劑流有利於可用的峰溫度。在某些實施方式中，可以使用大於25%氧的氣流。在其它實施方式中，可以使用大於50%氧的氣流。在其它實施方式中，可以使用大於75%氧的氣流。在再其它實施方式中，可以使用大於95%氧的氣流。在其它實施方式中，可以使用大於99.5%氧的氣流。在一些實施方式中，前體與進料氣流進料條件以有利於前體完全蒸發的比例混合。在某些實施方式中，可以使用0.001至0.72的前體/氣流摩爾比。在某些實施方式中，可以使用0.01至0.3的前體/氣流摩爾比。在某些實施方式中，對於高溫熱處理，可以使用0.05至0.2的前體/氣流摩爾比。在某些實施方式中，氧可以在多個階段中加入，從而控制燃料與氧化劑的熱動力學比例。在其它實施方式中，燃料/氧化劑比可以保持在前體的火焰上限和下限之間。燃燒的前體和氧化劑流可以採用多種熱源進一步加熱，例如，但不限於，等離子體處理(DC、RF、微波、轉移弧、非轉移弧等)、輻射、核能等。在某些實施方式重，使用塞式流動系統。塞式流動消除了混合，從而可以產生尺寸分布^[艮窄的納米粉末。設計塞式流動反應器系統的設計原則如下UL/D>P其中，U:軸向速度L:反應器軸長D:軸分散係數P:塞式流動指數(優選等於5,更優選等於50,最優選等於500)106下的高溫熱處理產生包括元素、離子化和/或元素簇(elementalcluster)的蒸氣。熱處理之後，將該蒸氣在步驟110中冷卻，以使納米粉末成核。由於該處理中的熱動力學條件，形成納米級顆粒。通過設計處理條件，例如壓力、溫度、停留時間、過飽和和成核速度、氣體速度、流速、物種濃度、添加稀釋劑、混合程度、傳動量、傳質和傳熱，可以調節納米級和亞微粉末的形貌。重要的是要注意到處理的焦點應當在於產生在符合最終要求和消費者需求方面優異的粉末產品。通過控制處理溫度、壓力、稀釋劑、反應物組成、流速、在成核區上遊或下遊添加合成助劑、處理裝置設計等，可以修飾納米粉末的表面組成和總組成。在某些實施方式中，成核溫度調節至在處理壓力下濃縮物種呈液體形式的溫度範圍。在這些情況下，納米材料產物往往會採取球形的形狀；之後，然後將球形納米材料進一步冷卻，以進行固化。在某些實施方式中，成核溫度調節至在處理壓力下濃縮物種呈固體形式的溫度範圍。在這些實施方式中，納米材料產物往往會採取多面體形狀、片晶形狀或顆粒縱橫比大於1的形狀。通過調節成核溫度以及其它處理參數，可以改變納米材料的形狀、尺寸和其它特徵。在某些實施方式中，將包括料流(stream)的納米粉末在冷卻之後淬火至步驟116中更低的溫度，以最小化並防止團聚(agglomeration)或顆粒生長。合適的淬火方法包括，但不限於，美國專利第5,788,738號中教導的方法。在某些實施方式中，淬火之前以及在淬火過程中可以使用聲波或超聲波處理。在某些實施方式中，可以使用大於O.l馬赫的處理流速和淬火速度(在298K和760Torr或任何其它的溫度壓力組合下測定)。在其它實施方式中，可以使用大於0.5馬赫的速度。在其它實施方式中，可以使用大於1馬赫的速度。在某些實施方式中可以使用基於Joule-Thompson膨脹的淬火。在其它實施方式中，可以採用冷媒氣體、水、溶劑、冷表面或低溫流體。在某些實施方式中，採用可以防止粉末沉積在傳輸壁上的淬火方法。這些方法可以包括，但不限於，靜電方式、用氣體覆蓋、使用更高的流速、機械方式、化學放肆哈、電化學方式或壁的超聲波/振動。在一些實施方式中，高溫處理系統包括可以有助於處理質量控制的儀表和軟體。而且，在某些實施方式中，對高溫處理器106進行操作，以產生細粉末120,在某些實施方式中是亞微粉末，在某些實施方式中是納米粉末。可以對來自該處理的氣相產品進行組成、溫度和其它變量的監控，以確保步驟112的質量(圖1)。當納米級和亞微粉末120已經形成時，可以將氣相產物再循環，以在工序106中使用或者用作有價值的原始材料，或者可以對其加以處理，以除去可能存在的環境汙染物。在淬火步驟116之後，納米級和亞孩麼顆粒可以在步驟118中進一步冷卻，然後在步驟20中收取。產物納米級和亞微粉末120可以通過任何方法收取。合適的收集方法包括，但不限於，袋式過濾、熱遷移、磁分離以及其組合。步驟116的淬火可以進行變化，以能夠製備塗層。在這樣的實施方式中，可以在含有氣流的淬火粉末的路徑中提供基質(以間歇或連續模式)。通過設計基質溫度和粉末溫度，可以形成包括亞微粉末和納米級粉末的塗層。在一些實施方式中，還可以通過將細的納米粉末分散然後應用各種已知的方法製備塗層、薄膜或組件，這些方法包括，但不限於，電泳沉積、電遷移沉積、旋塗、浸塗、噴射、刷塗、絲網印刷、噴墨印刷、色劑印刷和燒結。納米粉末可以進行熱處理或反應，以在這些步驟之前提高其電氣、光學、電子學、催化、熱、磁、結構、電子、發射、加工或成型性能。應當注意到，本文所述方法或者本領域技術人員基於類似方法所作修改的任何步驟中的中間體或產物，均可以作為進料前體直接使用，以方法包括，但不限於:共同所有的美國專利第5^788，738號、、第、5，851，507號和第5,984，997號，以及共同未決的美國專利申請第09/638，977號和第60/310，967號所教導的方法，在此將其全部全文併入作為參考。例如，可以將溶膠與燃料混合，然後作為進料前體混合物，用於在2500K以上進行熱處理，以產生納米級的簡單或複合粉末。概括來說，製造符合本文教導的粉末的一個實施方式包括(a)製備包括至少一種金屬的前體；(b)將前體在空化指數小於1.0的條件下進料，其中將前體進料至在大於1500K的溫度下工作的高溫反應器中，反應器溫度在某些實施方式中大於2500K,在某些實施方式中大於3000K,在某些實施方式中大於4000K;(c)其中，在高溫反應器中，前體在惰性或反應性氣氛中在速度大於0.1馬赫的處理料流(processstream)中轉化成蒸氣；(d)將蒸氣冷卻，以使亞微或納米級粉末冷卻；(e)然後將成核的粉末在高的氣體速度下淬火，以防止團聚和生長；和(f)從氣相懸浮體中過濾淬火的粉末。製造無機納米級粉末的另一個實施方式包括(a)製備包括至少兩種或更多種金屬的流體前體，其中至少一種金屬的濃度大於100ppm重量；(b)將所述前體進料至具有負空化指數的高溫反應器中；(c)提供氧化劑，使得前體和氧化劑的摩爾比為0.005至0.65;(d)其中在惰性或反應性氣氛中將前體和氧化劑加熱至大於1500K的溫度，溫度在某些實施方式中大於2500K,在某些實施方式中大於3000K,在某些實施方式中大於4000K;(3)其中，在所述的高溫反應器中，所述前體轉化成包括金屬的蒸氣；(O將蒸氣冷卻，以使亞微或納米級粉末成核(在一些實施方式中，在濃縮物種為液體的溫度下；在其它實施15方式中，在濃縮物種為固體的情況下)；(g)在一些實施方式中，提供額外的時間，以使成核的顆粒生長至所需的尺寸、形狀或其它特徵；(h)然後通過任何技術將成核的粉末淬火，以防止團聚和生長；和(i)將包括料流的淬火粉末進行處理，以從氣相中分離出固體。在某些實施方式中，流體前體可以包括合成助劑，例如表面活性劑(或者稱為分散劑、封堵劑、乳化劑等)，以控制和優化形貌，或者優化處理經濟學和/或產品性能。製造塗層的一個實施方式包括(a)製備包括至少一種或多種金屬的流體前體；(b)將所述前體在負的空化指數下在惰性或反應性氣氛中進料至在大於1500K的溫度下工作的高溫反應器中，反應器溫度在某些實施方式中大於2500K,在某些實施方式中大於3000K,在某些實施方式中大於4000K;(c)其中，在高溫反應器中，所述前體轉化成包括金屬的蒸氣；(d)將蒸氣冷卻，以使亞微或納米級粉末成核；(e)然後將粉末在基質上淬火，以在待塗層的表面上形成塗層。通過本文的教導產生的粉末可以通過共同所有的美國專利申請第10/113,315號教導的後處理進行修飾，在此將其全文併入作為參考。納米材料分散體的製造方法在某些實施方式中，一旦得到所需組成和特性的納米顆粒，首先使其解聚(deagglomerate),使得聚集體的平均尺寸小於或等於通過X-射線光譜Warren-Averbach分析對顆粒測定的一級顆粒(微晶)尺寸的20倍(在某些實施方式中等於或小於IO倍，在某些實施方式中等於或小於5倍，在某些實施方式中等於或小於3倍)。然後任選地對解聚的粉末進行處理，以除去表面吸附的物種或添加表面物種或二者皆有。這類處理的方法包括，但不限於，以下的一種或多種(a)使用惰性、氧化或還原氣氛在高壓、環境壓力或真空下加熱；(b)在合適的壓力、溫度、時間和流體相下進行化學處理；(c)機械處理，例如研磨、孩i通道、均化器以及通常應用流體動力學效應和具體的剪切力的方法中的機械處理。這類處理是可以使用的，並且有助於使納米顆粒易於分散，並調節分散體的特性，這些分散體包括基於水、有機溶劑、無機溶劑、熔體、樹脂、單體、任何類型的流體等的分散體。其它的處理方法對於本領域普通技術人員來說是顯而易見且容易獲得的，可以根據所需的結果而加以釆用。在一些實施方式中，納米粉末的加熱處理可以在低於物質熔點75%的溫度下處理，在其它實施方式中在低於物質熔點50°/的溫度下，在再其它實施方式中低於物質熔點25°/的溫度下。如果熔點未知，或者作為通常的指南，加熱處理可以空氣或氣流下在100至400。C下進行，在其它實施方式中在175至300。C下。在某些實施方式中，加熱處理可以在空氣或氣流下在400至80(TC下進行，在其它實施方式中在750至1200。C下。加熱處理可以在空氣、純氧、二氧化碳、氮、氬、含氫、惰性、含卣素、含有機蒸氣或其它合適的化學氣氛中，在真空下或在環境壓力下或在壓力下或在超臨界條件下進行。應當注意到，在某些實施方式中，納米顆粒的熔點出人意料地低於相同組成的粗粉末的熔點。如果採用化學處理，處理介質的化學環境可以加以適當監控和更新，以反映介質中隨反應產物的變化。可以監控的介質特性的具體說明取決於流體相，可以任選地包括一下的一種或多種pH、溫度、C-電勢、傳導性、絮凝尺寸、光學吸收特性、納米顆粒載量、化學組成。在某些實施方式中，納米顆粒的化學處理在大約0.5至13的pH下進行，在某些實施方式中pH為2至5,在某些實施方式中pH為8至11。然後將解聚和表面處理過的納米級粉末與合適的溶劑混合併部分或全部地分散在其中。合適地溶劑的例子包括，但不限於，常規或高純水、曱醇、乙醇、異丙醇、辛烷、十二烷、庚烷、己烷、丙酮、汽油、D0WAN01^溶劑和對應於這些溶劑的組合物、二醇、甘油、酚、醋酸酯、聚氨酯、丙烯酸酯、環氧化物、酯族烴、芳烴、醇、醛、酮、醚、酸、胺、季化合物、鹼、萜烯醇、沸點高於400K的液體、UV固化液體、等離子體固化液體、熱固化液體、離子液體、熔融聚合物、熔融金屬、單體、油、矽氧烷、乙二醇、二乙二醇、乙醇胺、曱酸、乙腈、1-丙醇、乙酸、2-乙氧基乙醇、無水異丙醇、DMSO、1-丁醇、四氫呋喃醇、n，n-二甲基乙醯胺、二丙酮醇、2-甲基丁醇、正戊醇、丙酮、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇、UCARFilmerIBT、乙酸溶纖劑、methotate、異佛爾酮、曱乙酮、四氬呋喃、苯胺、吡。定、曱基正丙基酮、UCAREsterEEP、UCAI^丙酸正丙酯、一級乙酸戊酯、甲基異丁基酮、乙酸異丁酯、UCAR丙酸正丁酯、乙酸正丁酯、甲基異戊基酮、二異丁基酮、氯仿、1，4-二噁烷、三氯乙烷、氫氯烴、氫氟烴、二曱苯、甲苯、苯、環己烷、己烷、二^L化碳、四氯化碳、二氯甲烷、氯乙烯、羥乙酸正丁酯、羥乙酸、羥乙酸曱酯、乳酸乙酯、羥乙酸乙酯、乙二胺、丁內酯、正辛醇、異辛醇、汽油、柴油、煤油、噴氣燃料、間曱酚、苯酚、生物流體、植物體液、a-羥基化合物、海水、礦物油、奶、水果汁、源自才直物的油、源自種籽的油或提取物等以及其組合。混合步驟可以通過任何技術進行。混合技術的例子包括，但不限於，攪拌、超聲處理、噴射、研磨、震搖、離心循環泵混合、葉片式混合、沖擊混合、噴射混合、均化、共噴射、流體通過尺寸小於1000微米的通道流動(在某些實施方式中小於250微米，在某些實施方式中小於IOO微米，在某些實施方式中小於粉末平均粒徑的100倍)。在某些實施方式中，短期時間內應用的高至非常高的切變速率(梢速在一些實施方式中大於25fps,在一些實施方式中大於50fps,在其它一些實施方式中大於100fps;實現大於或遠大於25，000sec^的切變速率)可以導致優異的分散。在某些實施方式中，非常高或非常低的切變速率可以導致團聚；在這些情況下，可以根據經驗發現並實施合適的中等切變速率。分散體製造步驟和工序可以用計算機和軟體進行自動化，以實現優異的可重複性並降低變化性。在某些實施方式中，由一種或多種溶劑組成的溶劑組合物的一夂限制性例子已經在上文中給出，使用Hansen溶解度參數進行選擇。在這些實施方式中，確定Hansen參數，即溶劑和細粉末的非極性(分散性)組分、極性組分和氫鍵組分的溶解度參數，然後選擇溶劑組成，其中相對於其它可選的溶劑組成，溶劑組成Hansen參數的相對分布與所需的細粉末匹配彼此更加接近。當選擇樹脂或聚合物基體用於納米材料組成時這一點也可以^使用，或者反之亦然。Hansen參數通過如下方程與Hildebrand溶解度參數相關(Hildebrand參數，5t)2=(Hansen非劑型分散組分，5np)2+(Hansen才及性組分，5p)2+(Hansen氫4建組分，5h)2最大批量的溶劑製造上,例如DowChemicals、DuPont、Eastman,BASF、Ashland、Bayer和其它製造商確定並列舉了它們所提供溶劑的全部三個Hansen參數。這些所列的數值可以用本文教導的目的。在新溶劑或其它流體或流體狀物質組合物的情況下，Hansen組成參數的數個數值可以根據經驗確立，或者在理論上推測，或者通過本領域公知的方法得到。例如，Hansen參數可以通過如下方式確定首先，使用同態(homomorph)方法計算特定溶劑的分散力。極性分子的同態是大小和結構與其最密切地類似的非極性分子(正丁烷是正丁醇的同態)。為極性分子指定非極性同態的Hildebrand值(完全由於分散力)作為其分散組分的值。然後將該分散值(平方)去減液體的Hildebrand值(平方)，餘數指定為代表分子的總極性加氫鍵相互作用的值。通過累試法實驗並與已知溶劑比較，可以將極性值分成最好地反映經驗證據地極性和氫鍵組分參數。對於細粉末(和納米材料)，可以使用類似技術，或者Hansen參數值可以基於經驗搜索和匹配而推測，其藉助於溶劑和/或聚合物組合物的基體和測量粒徑特性的儀器，這些特性例如微晶尺寸、顆粒尺寸、尺寸分布、光吸收、光反射、光散射、表面積、介電半徑等。用於確定溶劑和聚合物Hansen參數的技術可以擴展並用於確定納米材泮牛的Hansen參數。對於本文的某些實施方式，選擇具有如下參數的溶劑組成30(cal/cm3)1/2<5np<100(cal/cm3)1/2，"5P《50(cal/cm3)1/2，0<5h<50(cal/cm3)1/2在本文的其它實施方式中，選擇具有如下參數的溶劑組成10(cal/cm3)1/2《5np《100(cal/cm3)1/2，0《5P<50(cal/cm3)1/2，"5h《50(cal/cm3)1/2對於特定的細粉末組成或納米材料組成(組分的Hansen參數定為5*np、5、和5、)，用於分散納米材料組合物的溶劑組成(Hansen參數定為5;、5、和5。選擇如下。首先計算粉末組成的各Hansen參數的百分比分布。接著，計算多種溶劑組成的各Hansen參數的百分比分布。然後，如下計算Hansen界面匹配指數(HIMI):■I=SQRT((5*np/D*-5snp/Ds)2+(5*P/D*-5Sp/Ds)2+(5*h/D*-5sh/Ds)2)/0.01其中，SQRT:是平方根，數學函數D*=5*np+5*p+5*h(以(cal/cm3)1/2計)Ds=5snp+5SP+5sh(以(cal/cm3)1/2計)19選擇各自的百分比分布值與細粉末各百分比分布最接近的溶劑。在某些實施方式中，Hansen界面匹配指數小於25,在其它實施方式中，其小於IO,在再其它的實施方式中，其小於5，在其它實施方式中，其小於1。為說明起見，如果納米材料的Hansen參數百分比分布值定為-非極性40%、極性20%和氬鍵組分40%，則選擇具有如下百分比分布的溶劑組合物用於使納米粉末分散，在某些實施方式中-非極性35%-45%、極性14%-26%、氬鍵30-50%。作為另一非限定性的例子，我們已經確定了包括納米材料的鋁(例如氧化鋁)具有多個Hansen參數，使得具有如下百分比分布的溶劑組合物將適合於使包括納米材料的鋁分散，在某些實施方式中-非極性33%-49%、極性11°/-29%、氫鍵28-47%。作為另一非限定性的例子，我們已經確定了包括納米材料的鐵(例如鐵氧體、氧化鐵等)具有多個Hansen參數，使得具有如下百分比分布的溶劑組合物將適合於使包括納米材料的鋁分散，在某些實施方式中-非極性40°/-63%、極性14%-33%、氬鍵14-41%。作為另一非限定性的例子，我們已經確定了包括納米材料的鈦(例如銳鈦礦或金紅石氧化鈦等)具有多個Hansen參數，使得具有如下百分比分布的溶劑組合物將適合於使包括納米材料的鋁分散，在某些實施方式中-非極性31%-53%、極性12%-33%、氫鍵27-43°/。作為另一非限定性的例子，我們已經確定了包括納米材料的鋯(例如氧化鋯或氧化釔穩定化的氧化鋯、釓摻雜的鋯化合物等)具有多個Hansen參數，使得具有如下百分比分布的溶劑組合物將適合於使包括納米材料的鋁分散，在某些實施方式中-非極性68%-91%、極性12°/「31%、氬鍵9-28%。在某些實施方式中，至少兩種或更多種溶劑給出分散特性出人意料地得到改善的溶劑，並將其用於配製分散體。在某些實施方式中，可以添加樹脂、單體、溶質、添加劑和其他物質，以出人意料地改善分散特性，並將其用於配置分散體。額外的溶劑、樹脂、單體、溶質、添加劑和其他物質地選才奪也可以通過此處討論的Hansen界面匹配指數來引導。包括兩種或更多種溶劑的溶劑組合物的各個Hansen參數可以通過將各個溶劑的體積分數乘以各溶劑各自的Hansen參數並將其累加計算。通常，以下方程可以起到良好的指導作用。5np,mix=￡diS^H*5叩)各個溶劑5P,mix=￡(體積分數*5p)各個溶劑5h,raix=￡(體積分數*5h)各個溶刑如之前對於單一溶劑所討論，在溶劑混合物中，溶劑組合物也選擇成溶劑組合物的全部三個Hansen參數的相對分布與所需的細粉末相匹配(即選擇其中Hansen界面匹配指數等於零的溶劑組合物混合)或幾乎匹配或差異小於其它可選的溶劑組合物。在某些實施方式中，其中使用兩種或更多種溶劑和/或樹脂、單體、溶質、添加劑和其它物質，納米材料與混合組合物之間的Hansen界面匹配指數小於50,在其它實施方式小於20,在再其它實施方式中小於IO,再其它實施方式中小於2.5。在某些實施方式中，在將細粉末分散到不同的溶劑或樹脂或單體或聚合物或任何其它基體中之前，首先將細粉末用Hansen界面匹配指數與細粉末接近的溶劑組合物洗滌。該實施方式的一個非限定性例子是，在將金屬氧化物納米顆粒分散在異丙醇或乙腈或DOWANOLPM或這些或其它溶劑的一種或多種的混合物當中之前，將其用乙酸洗滌。在再其它實施方式中，納米材料可以進行表面處理，使得以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種被除去、置換、引入和/或修飾。表面處理的動機是對納米材料(或細粉末)進行表面修飾，使得表面修飾過的納米材料的Hansen界面匹配指數與所關注的溶劑組合物(或樹脂或聚合物或基體)相匹配，或者值小於30。納米材料的表面處理(或官能化)可以在分散步驟之前進行或者在製備分散體時同時在線進行。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括氮的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括氧的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括碳的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括矽的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括硫族元素的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括卣素的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是包括羥基的物種。在一些實施方式中，以吸附或化學結合形式存在於表面上的物種可以是兩種或更多種物種的組合。在某些實施方式中，在將細粉末分散到所需的溶劑或樹脂或單體或聚合物或任何其它基體中之前，首先將細粉末用包括溶劑組合物的蒸氣處理，該溶劑組合物的Hansen界面匹配指數與細粉末接近。該處理可以在以下的一種或多種中進行-流化床、爐、床、傳送器、混合器、噴射磨、煅燒爐、旋轉床、塔盤、乾燥爐、沉積裝置等。該實施方式的一個非限定性例子是，在將金屬氧化物納米顆粒分散在異丙醇和水的混合物溶劑中之前，將其在煅燒爐中與酮蒸氣接觸。在某些實施方式中，分散體製造步驟包括過濾。濾器可以由聚丙烯、Teflon⑧、纖維素、聚合物、矽基、多孔陶瓷、多孔金屬、陽極化多孔基質、多孔碳、多孔木材、薄膜或其它介質構成。濾器可以是均勻的，或者可以採用孔隙梯度結構。術語濾器的濾器等級取決於孔隙大小、孔隙大小分布和孔隙排列；該術語是指穿過濾器進入濾液中的分散體中的最大粒徑。在某些實施方式中，使用濾器等級小於3微米的濾器。在某些實施方式中，使用濾器等級小於l微米的濾器。在某些實施方式中，使用濾器等級小於0.5微米的濾器。在某些實施方式中，使用濾器等級小於250納米的濾器。在某些實施方式中，使用濾器等級小於IOO納米的濾器。在某些實施方式中，可以使用梯度結構的濾器，其中梯度是指沿著流動方向減少濾器孔隙的平均直徑。在其它實施方式中，可以使用多層結構的濾器，其中多層結構是指當穿過層前進時沿著流動方向減少濾器孔隙的平均直徑。在其它實施方式中，可以串聯使用多個濾器，其中較粗的濾器在濾器等級用於更小粒徑的濾器之前。濾器可以是再生的、活化的、加壓的或以不同方式使用。濾器可以是在線濾器，或其它構造的濾器。濾器可以是可反沖的、一次性的或可洗滌的。可以通過任何過濾領域公知的方法使用濾器。例如，濾器可以與泵結合使用，其中泵為分散體加壓，使其穿過濾器流動。在需要上限顆粒的應用中，濾器特別有用。在一些實施方式中，根據這些教導製備的分散體的99體積％粒徑(d99)通過光關聯語(photocorrelationspectroscopy)(或其它技術)測量為小於1000納米。在某些實施方式中，根據這些教導製備的分散體的99體積％粒徑(d99)通過光關聯鐠(或其它技術)測量為小於500納米。在其它實施方式中，根據這些教導製備的分散體的99體積％粒徑(d99)通過光關聯鐠(或其它技術)測量為小於250納米。在再其它實施方式中，根據這些教導製備的分散體的99體積°/。粒徑((199)通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於100納米。在其它實施方式中，根據這些教導製備的分散體的99體積°/。粒徑(d99)通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於50納米。在一些實施方式中，根據這些教導製備的分散體的中〈直聚集體直徑(medianaggregatediameter)通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於750納米。在某些實施方式中，根據這些教導製備的分散體的中值聚集體直徑通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於400納米。在其它實施方式中，根據這些教導製備的分散體的中值聚集體直徑通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於200納米。在再其它實施方式中，根據這些教導製備的分散體的中值聚集體直徑通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於IOO納米。在其它實施方式中，根據這些教導製備的分散體的中值聚集體直徑通過光關聯譜(或其它技術)測量為小於50納米。在某些實施方式中，分散體(例如墨水)需要快幹，通常推薦沸點較低、蒸汽壓高的溶劑。此外，可以向分散體中添加通過氧化促進乾燥的添加劑。這些添加劑的示範性例子包括，但不限於，金屬例如錳、鈷和其它金屬與有機酸的皂。如果重要的是防止或減緩分散體隨時間而乾燥，則可以使用低蒸汽壓的溶劑或離子液體。通過添加抗氧劑例如亞諾抗氧化添加劑(ionol)、丁子香朌和其它化合物，可以延遲墨水的早熟氧化。可以添加額外的添加劑，以修飾納米顆粒墨水的特性。例如，可以添加蠟，以提高抗滑阻力、耐磨強度，或^修飾流變學。可以添加潤滑劑、消泡劑、表面活性劑、增稠劑、防腐劑、殺生物劑、染料、市售的墨水載體、催化劑和膠凝劑，以實現最終應用所需多種性能的組合。為了分散體的穩定，可以使用鹽和pH調節劑。本領域普通技術人員可以很容易地根據納米顆粒墨水所需的特性來選擇額外的添加劑。在某些實施方式中，通過處理金屬氧化物粉末或其它包括金屬的納米顆粒的表面來提高納米顆粒的可分散性。在一些實施方式中，這種處理是將粉末與各種種類、不同親油親水平衡(HLB)指數的表面活性劑混合；HLB可以是1至30或更高。在一些實施方式中，處理包括將顆粒用其它物質例如氧化物、碳化物、聚合物、氮化物、金屬、硼化物、滷化物、鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、硫族化物等進行塗層。例如，可以將脂肪酸(例如丙酸、硬脂酸和油)應用於納米顆粒或與其一起應用，以提高表面相容性。如果顆粒具有酸性表面，可以將氨、季鹽或銨鹽應用於表面，以實現所需的表面pH。在其它情況下，可以使用乙酸洗滌，以實現所需的表面狀態。可以應用三烷基磷酸酯和磷酸，以降低起粉(dusting)和化學活性。在一些實施方式中，在用於洗滌或使納米顆粒(或細粉末)分散之前或在該過程中，將溶劑組合物加溫或冷藏。在某些實施方式中，為進行說明，在處理納米材料和/或配製具有納米材料的分散體的同時，溶劑組合物或樹脂或單體或聚合物的溫度在低壓或高壓下(存在或不存在輻射)保持在100K至1500K的溫度下。為了全面開發和製造分散體，可以使用人工或計算機控制的儀器監控粒徑分布、分散體的^-電視、pH和傳導性。應當注意到，本文所討論的各種實施方式可以獨立應用或組合應用；當組合應用時，它們可以不同的順序或次序應用，以得到改進的分散體和產品。為了進行說明，在一個實施方式中，可以首先將納米材料加熱，然後用第一組成的溶劑洗滌，然後分散在第二組成的溶劑中；而在其它實施方式中，可以將它們首先用第一組成的溶劑洗滌，然後加熱，然後分散在第二組成的溶劑中。在一個方式中，可以首先將它們分散，然後解聚，而在另一個實施方式中，首先將它們解聚，然後分散。從本文的教導可以得到的多種額外的組合對本領域技術人員來說是顯而易見的。納米材料分散體的用途在某些實施方式中，通過將細粉末混合在溶劑組合物中形成糊狀物或濃縮物，其中細粉末載量大於25wt%,在某些實施方式中大於40wt%,在某些實施方式中大於55wt%,在某些實施方式中大於75wt°/;在其它實施方式中，細粉末與用於製備濃縮物的溶劑組合物之間的Hansen界面匹配指數小於50,在其它實施方式中小於20，在再其它實施方式中小於IO，再其它實施方式中小於2.5。廣泛地，用於製備納米材料濃縮物的溶劑組合物可以式任意者；一些非限定性例子包括一種或多種以下物質-有機溶劑、無機溶劑、水相溶劑、單體、聚合物、溶液、包括氧的組合物、包括石危族元素的組合物、包括硼的組合物、包括A壽的組合物、包括卣素的組合物、包括氮的組合物、包括金屬的組合物、包括碳的組合物、熔融金屬和合金、熔融鹽、超臨界流體、合成或源自天然例體或類似i體-相，i範SS包括:、酸:鹼、有機物i體5單體、聚合物、低聚物、生物流體、醚、酯、芳族物質、烷、烯、炔、醇、醛、酮、羧酸、有機金屬化合物、萜烯醇、乙酸酯、磺酸、乳液、兩種或更多種液體組合物、溶液等的混合物。教導的納米材料濃縮物和糊狀物可以用於製備塗料、塗層、粘合劑、薄膜、帶、密實化部件、複合物、裝置和其它產品。這些濃縮物的具體用途是處於諸如以下的原因(a)納米材料的表觀容積密度(帶密度)低，常常需要^f艮大的存貯和運輸體積，這使成本增加；納米材料濃縮物具有顯著較高的容積密度，因此納米材料濃縮物需要低得多得存貯和運輸體積。在一些實施方式中，納米材料濃縮物提供的容積密度是乾燥納米材料容積密度的3倍(這可以將濃縮物所需的存貯和運輸體積降低至少於存貯乾燥納米材料所需的一半)，而在其它實施方式中容積密度增加至乾燥納米材料容積密度的IO倍以上，這顯著降低了運銷成本並降低了貨物運輸成本；(b)某些納米材料在乾燥形式下具有含空氣或含水的傾向。在某些清潔室環境、潔淨環境和某些裝運路徑中，需要尋求消除某些納米材料含空氣或釋放到環境中的風險。納米材料濃縮物消除了這一風險，因為納米材料現在由於濃縮物內的內聚力而包含；(c)納米材料可能難以加入至處理步驟或者固結；納米材料濃縮物更易於加工且更廉價，並固結成可用的裝置和產品。本文教導的納米才落濃縮物提供了這些以及其它優勢。為進行說明而不是限定，運輸更經濟的有用的納米材料濃縮物可以通過將納米材料分散在溶劑組合物中形成，其中在某些實施方式中納米材料的含量為60wt%。再次為進行說明而不是限定，運輸更經濟的有用的納米材料濃縮物可以通過將納米材料分散在溶劑組合物中形成，其中納米材料的含量為至少60wt%，並且選定的用於製備納米材料濃縮物的溶劑組合物與納米材料的Hansen界面匹配指數值小於7.5。為進行說明而不是限定，有用的金屬氧化物納米粉末濃縮物可以通過將納米材料分散在液體組合物中形成，其中納米材料的含量為30wt%，並且其中用於製備納米材料濃縮物的包括酮的組合物與納米材料的Hansen界面匹配指數值小於25。為進行說明而不是限定，有用的非氧化物納米粉末濃縮物物質組合物通過將納米材料分散在包括氨的液體組合物中形成(即自身不太容易發生偶然的釋放至空氣中)，其中納米材料的含量為40wt%,並且其中用於製備納米材料濃縮物的包括氨的組合物與納米材料的Hansen界面匹配指數值小於35。為進行說明而不是限定，有用的介電多金屬氧化物納米粉末濃縮物物質組合物通過25將納米材料分散在包括氧的溶劑組合物中形成(即更容易加工成裝置層)，其中納米材料的含量為50wt%,並且其中用於製備納米材料濃縮物的包括氧的組合物與納米材料的Hansen界面匹配指數值小於10。為進行說明而不是限定，有用的高折射率硫族化物納米粉末濃縮物物質組合物通過將納米材料分散在包括聚合物的組合物中形成(即更容易加工成塗層)，其中納米材料的含量為25wt%,並且其中用於製備納米材料濃縮物的包括聚合物的組合物與納米材料的Hansen界面匹配指數值小於35。為進行說明而不是限定，有用的傳導性金屬納米粉末濃縮物物質組合物通過將納米材料分散在包括無機或l)V固化物質的組合物中形成(即更容易加工成電極)，其中納米材料的含量為35wt%，並且其中用於製備納米材料濃縮物的包括無機或UV固化物質的組合物與納米材料的Hansen界面匹配指數值小於15。本發明提供的分散體和濃縮物的應用包括結構組件、陶瓷部件、陶瓷基體複合物、碳基體複合物、聚合物基體複合物、塗層、拋光漿、襯墊、聚合物或複合密封件。本文教導的其它應用是緻密或多孔的功能梯度部件或組件。例子包括在厚度上具有孔隙梯度的濾器。此處提供的發明在生物醫學領域以及其它領域均具有應用。例如，本發明可以應用於使用多層層壓法從納米級粉末製造植入物材料、監控器、傳感器、藥物濃縮物、水溶性聚合物、藥物遞送裝置和生物催化劑，以產生三維形狀。本發明還可以應用於固體氧化物燃料電池(SOFC)領域。氧化鋯是已經作為SOFC用固體電解質得到研究的材料之一。固體電解質組件可以通過多層裝置的帶鑄造(tapecasting)從納米材料分散體(即基於納米材料的電解質)製造。此外，根據本發明製造的納米粉末分散體可以用於從納米級粉末製造電裝置，例如可變電阻、電感器、電容器、電池、EMI濾器、互聯裝置、電阻器、熱敏電阻器和這些裝置的陣列。而且，可以從根據本法明製造的納米級粉末分散體製造磁組件，例如大型磁阻GMR裝置，以及從納米級粉末分散體或濃縮物製造熱電裝置、梯度指數光學裝置和光電組件。本發明的教導預計可以用於從納米級粉末製備任何性能重要或製造昂貴或大量需要的商業產品。而且，細粉末分散體在工業中具有多種應用，例如，但不限於生物醫學、藥物、傳感器、傳感器、電子學、電信、光學、電氣、光子學、熱、壓力、磁力、催化和電化學產品。表l代表了一些納米才落分散體的示範性非限定性應用。表1tableseeoriginaldocumentpage27tableseeoriginaldocumentpage28考慮到本文公開的說明或實施，本發明的其它實施方式對本領域技術人員來說是顯而易見的。說明和實施例意在僅僅視作示範性的，本發明的真實範圍和精神通過權利要求說明。權利要求1.一種物質組合物，其包括納米材料和溶劑組合物的濃縮分散體，其中濃縮分散體的容積密度比乾燥形式的納米材料的容積密度高至少3倍，其中濃縮物比乾燥納米材料所需的存貯和運輸體積小，其中濃縮分散體中的納米材料載量為至少40wt％。2.根據權利要求1所述的物質組合物，其中所述納米材料是氧化物。3.根據權利要求1所述的物質組合物，其中所述納米材料是金屬。4.根據權利要求1所述的物質組合物，其中所述納米材料是非氧化物。5.根據權利要求1所述的物質組合物，其中所述的溶劑組合物包括有機溶劑。6.根據權利要求1所述的物質組合物，其中所述的溶劑組合物包才舌無才幾溶劑。7.根據權利要求1所述的物質組合物，其中所述納米材料在濃縮分散體中的載量為至少60wt%。8.使用根據權利要求1所述的物質組合物製成的產品。9.一種物質組合物的製備方法，其包括提供納米材料，提供包括一種或多種選自以下的物質的溶劑組合物有機溶劑、無機溶劑、水相溶劑、單體、聚合物、溶液、包括氧的組合物、包括硫族化物的組合物、包括硼的組合物、包括磷的組合物、包括卣素的組合物、包括氮的組合物、包括金屬的組合物、包括碳的組合物、熔融金屬和合金、和熔融鹽，將所述納米材料分散在所述溶劑組合物中，從而形成分散體，並且其中選擇所述溶劑組合物從而使納米材料和溶劑組合物之間的Hansen界面匹配指數小於20。10.根據權利要求9所述的方法，其中所述溶劑組合物包括選自以下的兩種或更多種物質有機溶劑、無機溶劑、水相溶劑、單體、聚合物、溶液、包括氧的組合物、包括闢b族化物的組合物、包括硼的組合物、包括磷的組合物、包括卣素的組合物、包括氮的組合物、包括金屬的組合物、包括碳的組合物、熔融金屬和合金、和熔融鹽。11.根據權利要求9所述的方法，其中所述分散體的(199通過光關聯譜測量為小於500納米。12.根據權利要求9所述的方法，其中所述分散體的山9通過光關聯譜測量為小於250納米。13.根據權利要求9所述的方法，其中所述分散體的山9通過光關聯譜測量為小於100納米。14.根據權利要求9所述的方法，其中所述分散體的山9通過光關聯語測量為小於50納米。15.根據權利要求9所述的方法，其中在形成分散體之前將納米材料用溶劑洗滌。16.—種物質組合物的製備方法，其包括提供納米材料，提供包括一種或多種選自以下的物質的溶劑組合物水、曱醇、乙醇、異丙醇、辛烷、十二烷、庚烷、己烷、丙酮、汽油、D0WAN01^溶劑、二醇、甘油、酴、醋酸酯、聚氨酯、丙烯酸酯、環氧化物、酯族烴、芳烴、醇、醛、酮、醚、酸、胺、季化合物、鹼、碎烯醇、沸點高於400K的液體、UV固化液體、等離子體固化液體、熱固化液體、離子液體、熔融聚合物、熔融金屬、單體、油、矽氧烷、乙二醇、二乙二醇、乙醇胺、甲酸、乙腈、l-丙醇、乙酸、2-乙氧基乙醇、無水異丙醇、DMS0、1-丁醇、四氫呋喃醇、n，n-二甲基乙醯胺、二丙酮醇、2-甲基丁醇、正戊醇、丙酮、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇、UCARFilmerIBT、乙酸溶纖劑、methotate、異佛爾酮、曱乙酮、四氬^^喃、苯胺、吡^t、曱基正丙基酮、UCAREsterEEP、UCAI^丙酸正丙酯、一級乙酸戊酯、曱基異丁基酮、乙酸異丁酯、UCAI^丙酸正丁酯、乙酸正丁酯、甲基異戊基酮、二異丁基酮、氯仿、1，4-二噁烷、三氯乙烷、氫氯烴、氫氟烴、二甲苯、曱苯、苯、環己烷、己烷、二硫化碳、四氯化碳、二氯曱烷、氯乙烯、羥乙酸正丁酯、羥乙酸、羥乙酸曱酯、乳酸乙酯、羥乙酸乙酯、乙二胺、丁內酯、正辛醇、異辛醇、汽油、柴油、煤油、噴氣燃料、間曱酚、苯酚、生物流體、植物體液、OC-羥基化合物、海水、礦物油、奶、水果汁、源自植物的油、源自種籽的油或提取物，將所述納米材料分散在所述溶劑組合物中，從而形成分散體，並且其中選擇所述溶劑組合物從而使納米材料和溶劑組合物之間的Hansen界面匹配指數小於50。全文摘要製造納米材料分散體的方法及相關的納米技術。說明了存貯和運輸更為廉價的納米材料濃縮物。文檔編號B01F3/12GK101495218SQ200680030425公開日2009年7月29日申請日期2006年5月30日優先權日2005年6月21日發明者T·亞達夫申請人:Ppg工業俄亥俄公司