ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ционное пространство, где резко охлаждается. Нагрев испаряемого вещест-
ва осуществляется с помощью плазмы, лазера, электрической дуги, печей
сопротивления, индукционным способом, пропусканием электрического
тока через проволоку. Возможно также бестигельное испарение. В зависи-
мости от вида исходных материалов и получаемого продукта, испарение и
конденсацию проводят в вакууме, в инертном газе, в потоке газа или плаз-
мы. Размер и форма частиц зависят от температуры процесса, состава атмо-
сферы и давления в реакционном пространстве. В атмосфере гелия частицы
будут иметь меньший размер, чем в атмосфере аргона – более плотного газа.
Таким методом получают порошки Ni, Mo, Fe, Ti, Al. Размер частиц при этом –
десятки нанометров.
В свое время появился, а в дальнейшем утвердился способ получения
наноматериалов путем электрического взрыва проволок (проводников). В
этом случае в реакторе между электродами помещают проволоки металла,
из которого намечается получение нанопорошка, диаметром 0,1...1,0 мм.
На электроды подают импульс тока большой силы (104...106 А/мм
2
). При
этом происходит мгновенный разогрев и испарение проволок. Пары метал-
ла разлетаются, охлаждаются и конденсируются. Процесс идет в атмосфере
гелия или аргона. Наночастицы оседают в реакторе. Таким способом полу-
чают металлические (Ti, Co, W, Fe, Mo) и оксидные (TiO
2
, A1
2
O
3
, ZrO
2
)
нанопорошки с крупностью частиц до 100 нм.
2.1.3 Механические методы
Способы измельчения материалов механическим путем в мельницах
различного типа – шаровых, планетарных, центробежных, вибрационных,
гироскопических устройствах, аттриторах и симолойерах. Аттриторы и
симолойеры – это высокоэнергетические измельчительные аппараты с не-
подвижным корпусом – барабаном с мешалками, передающими движение
шарам в барабане. Аттриторы имеют вертикальное расположение барабана,
симолойеры – горизонтальное. Измельчение размалываемого материала
размалывающими шарами в отличие от других типов измельчающих уст-
ройств происходит главным образом не за счет удара, а по механизму ис-
тирания. Емкость барабанов в установках этих двух типов достигает
400...600 л.
Механическим путем измельчают металлы, керамику, полимеры, ок-
сиды, хрупкие материалы. Степень измельчения зависит от вида материала.
Так, для оксидов вольфрама и молибдена получают крупность частиц по-
рядка 5 нм, для железа – порядка 10...20 нм.
Разновидностью механического измельчения является механосинтез,
или механическое легирование, когда в процессе измельчения происходит
взаимодействие измельчаемых материалов с получением измельченного
материала нового состава. Так получают нанопорошки легированных спла-
вов, интерметаллидов, силицидов и дисперсноупрочненных композитов с
размером частиц 5...15 нм.
Уникальным достоинством способа является то, что за счет взаимо-
диффузии в твердом состоянии здесь возможно получение «сплавов» таких
элементов, взаимная растворимость которых при использовании жидко-
фазных методов пренебрежимо мала.
Положительной стороной механических способов измельчения явля-
ется сравнительная простота установок и технологий, возможность измель-
чать различные материалы и получать порошки сплавов, а также возмож-
ность получать материал в большом количестве.
К недостаткам метода относятся возможность загрязнения измельчае-
мого порошка истирающими материалами, а также трудности получения
порошков с узким распределением частиц по размерам, сложности регули-
рования состава продукта в процессе измельчения.
При получении наночастиц любым методом проявляется еще одна их
особенность – склонность к образованию объединений частиц. Такие объе-
динения называют агрегатами и агломератами. В результате при определе-
нии размеров наночастиц необходимо различать размеры отдельных частиц
(кристаллитов) и размеры объединений частиц. Различие между агрегатами
и агломератами не является четко определенным.
Считается, что в агрегатах кристаллиты более прочно связаны и име-
ют меньшую межкристаллитную пористость, чем в агломератах.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- …
- следующая ›
- последняя »
