碳包覆金属纳米材料具有独特的壳/核包覆结构和众多奇异的物理化学性能,在生物医学工程、催化、新能源等诸多科学技术领域显示出巨大的潜在应用价值。本文的中心工作是围绕脉冲激光合成碳包覆金属纳米颗粒的制备及形成机制展开的。通过高速振动球磨机球磨镍粉和碳原料制备碳和镍的悬浮液,随后用激光辐照获得了碳包覆镍颗粒。所得的碳包覆镍纳米颗粒呈球形或准球形,具有明显的碳壳/金属核包覆结构。采用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪等仪器对球磨产物、激光辐照产物的形态、结构和组成进行表征,分析了不同碳源、激光参数对合成碳包覆颗粒的影响。结合实验现象以及相关表征所获得的信息和理论计算对脉冲激光作用下碳包覆镍颗粒的形成机制进行了探讨。激光辐照碳镍悬浮液形成的气态羽区中会同时存在镍和碳蒸气,脉冲过后快速冷却过程中碳颗粒和镍颗粒通过碰撞结合,气态碳原子首先转为固态碳,气态镍稍后转为液态镍,并溶解固态碳。温度的不断降低会促使溶解在镍的过饱和碳析出在镍颗粒表面,形成包覆结构,由于冷却速率极大,颗粒来不及长大,得到细小的碳包覆镍纳米颗粒。