ВУЗ:
Составители:
ЛЕКЦИЯ 2
ОСОБЕННОСТИ ОБЪЁМНЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Особенности объёмных наноструктурных материалов, роль границ зёрен.
Условия формования наноструктуры материалов, агломераты наночастиц. Микро-и
макроструктура порошкового компакта. Трение в порошковом компакте.
Градиенты плотности в порошковых компактах. Особенности объемных
наноструктурных материалов, роль границ зерен.
Наноструктурные материалы обладают уникальными свойствами вследствие
проявления специфических размерных эффектов, связанных с характерными масштабами
протекания фундаментальных физико-химических процессов в структурных элементах,
имеющих в каком-либо измерении размеры порядка 1–100 нм – в промежуточном
диапазоне между атомно-молекулярными размерами и классическими кристаллами.
Поэтому наносостояние рассматривают как особое состояние вещества между
микромиром и макромиром.
Особенности объемных наноструктурных материалов, роль границ зерен.
Уникальность структуры нанопорошков обусловлена тем, что при размере частиц
менее 10 нм высокая доля атомов на поверхности приводит к большому влиянию на
структуру сил поверхностного натяжения (лапласовского давления), и поэтому
кристаллическая структура характеризуется несколько меньшими межатомными
расстояниями, более высокой плотностью упаковки атомов и более высокой
нестабильностью этой упаковки. С уменьшением размера частиц от 30 нм до 10 нм
наблюдаются резкие изменения физических свойств: снижение температуры плавления,
скорости звука, равновесной концентрации вакансий, увеличение теплоёмкости,
коэффициента термического расширения и диффузии.
Образование наноструктур ведёт к своеобразным структурным свойствам, например,
к изменению постоянной решётки по сравнению с массивным твёрдым телом. В
частности, установлено, что размер зёрен является критичным для фазового состояния
ряда полиморфных наноструктурных материалов (табл. 1 ).
Таблица 1.
Критический размер зёрен для структурных переходов и изменений физических
свойств в наноматериалах.
Материа
л
Критический
размер зрена (нм)
Наноструктура /
Свойство
Структура / Свойство в
массивном состоянии
BaTiO
3
120 Кубическая Тетрагональная
BaTiO
3
120 Падение
температуры Кюри
Постоянная температура
Кюри
TiO
2
50 Анатаз Рутил
Y
2
O
3
= 13 Моноклинная Кубическая
ZrO
2
8–26 Тетрагональная Моноклинная
W и Ta > 12 А15 ОЦК
В последнее время ряд исследователей стали разделять такие понятия, как
изолированные наночастицы и нанокристаллические твёрдые вещества (материалы).
В последнем случае в едином по составу материале нарушена гомогенность, и имеются
области наноразмеров, разделённые прослойками иной структуры и часто иного состава.
1
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
