赵铁军，王自法，闫鸿浩，王小红，李晓杰

（1. 河南大学土木建筑学院，河南 开封 475004；2. 大连理工大学工程力学系，辽宁 大连 116024）

自发现纳米材料以来，国内外学者对其制备方法开展了大量的研究[1]，至今对于制备方法的创新仍未停止。爆轰法作为一种制备纳米材料的方法，采用可爆物作为能量源，能够在极短的时间内产生高温高压环境以获得纳米材料。根据爆源的不同，可将爆轰法分为凝聚态炸药爆轰法和气相爆轰法[2]。1984 年，Staver 等[3]在研究炸药爆炸后的残渣时发现了纳米金刚石；1988 年，Greiner 等[4]也发现了类似的现象，从而掀起了爆轰合成纳米金刚石的研究热潮。目前，凝聚态炸药爆轰法已被应用于纳米氧化物[5-6]、纳米氮化物[7]、纳米石墨[8]、纳米锰酸锂[9]、纳米碳包金属[10]等材料的制备。爆轰法还可以辅助化学气相沉淀法用于制备更多种类的纳米材料[11-12]。

随着对爆轰法研究的深入，以可燃性气体为爆源的气相爆轰法引起了不少关注。气相爆轰法可用来制备纳米氧化物[13]、纳米碳包金属[14]、石墨烯[15]以及碳量子点[16]等材料。研究者对纳米材料在气相爆轰过程中的生长机理做了较深入的研究。陈天梧等[17]、Luo 等[18]将单分散性Kruis 模型引入气相爆轰流场，初步模拟了球形纳米TiO2颗粒的生长过程，并指出反应温度、颗粒浓度和反应时间是影响颗粒生长的主要因素。闫鸿浩等[19]采用Kruis 模型并结合温压转换关系推导了气相爆轰合成TiO2过程中的气体黏滞系数，关于粒径的预测与实验结果吻合。……