Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 14 стр.

UptoLike

14
Широко применяемые в промышленности металлические катали-
заторы обычно получают пропиткой пористого материала (силикагеля,
цеолита и т. д.) раствором гидроксида или другого соединения требуемого
металла. Пропитанный пористый носитель сушат, а затем прокаливают в
токе водорода для восстановления металла. В результате в порах носителя
образуются каталитически активные мелкие металлические частицы.
Механосинтез
Основой механосинтеза является механическая обработка твёрдых
смесей, в результате которой происходят измельчение и пластическая де-
формация веществ, ускоряется массоперенос и осуществляется пе-
ремешивание компонентов смеси на атомарном уровне, активируется хи-
мическое взаимодействие твёрдых реагентов. Механический размол мо-
жет приводить к уменьшению размера микрокристаллических блоков до
10 нм и менее, что эквивалентно сокращению диффузионных путей и ус-
коряет взаимодействие нанокристаллических частиц. Это особенно важно
для многокомпонентных систем, где в зоне контакта частиц разных ве-
ществ действуют не только механические, но и химические силы.
Механосинтез как метод высокоэнергетического механического
воздействия на твёрдое тело с целью получения нанопорошков можно
разделить на две основные категории: механический размол (mechanical
milling, ball milling) и механическое сплавление (mechanical alloying). Ме-
ханический размол используется как для измельчения исходного мате-
риала, так и для его аморфизации: например, аморфное состояние кри-
сталлических интерметаллических соединений получают механическим
размолом. Механическое сплавление обеспечивает измельчение, переме-
шивание, массоперенос и химическое взаимодействие порошков несколь-
ких чистых элементов, соединений или сплавов. С помощью механиче-
ского сплавления можно получать вещества как кристаллическом, так и в
аморфном состояниях.
В результате механического воздействия в приконтактных областях
твёрдого вещества создается поле напряжений. Релаксация поля напряже-
ний может происходить путем выделения тепла, образования новой по-
верхности, образования различных дефектов в кристаллах, возбуждения
химических реакций в твёрдой фазе. Преимущественное направление ре-
лаксации зависит от свойств вещества, условий нагружения (мощность
подведенной энергии, соотношение между давлением и сдвигом), разме-
ров и формы частиц. По мере увеличения мощности механического им-
пульса и времени воздействия происходит постепенный переход от релак-
сации путем выделения тепла к релаксации, связанной с разрушением,
диспергированием и пластической деформацией материала и появлением
аморфных структур различной природы. Наконец, каналом релаксации
поля напряжений может быть и химическая pеакция, инициируемая раз-
личными механизмами. Среди таких механизмовпрямое возбуждение
                                    14

      Широко применяемые в промышленности металлические катали-
заторы обычно получают пропиткой пористого материала (силикагеля,
цеолита и т. д.) раствором гидроксида или другого соединения требуемого
металла. Пропитанный пористый носитель сушат, а затем прокаливают в
токе водорода для восстановления металла. В результате в порах носителя
образуются каталитически активные мелкие металлические частицы.

                                 Механосинтез

      Основой механосинтеза является механическая обработка твёрдых
смесей, в результате которой происходят измельчение и пластическая де-
формация веществ, ускоряется массоперенос и осуществляется пе-
ремешивание компонентов смеси на атомарном уровне, активируется хи-
мическое взаимодействие твёрдых реагентов. Механический размол мо-
жет приводить к уменьшению размера микрокристаллических блоков до
10 нм и менее, что эквивалентно сокращению диффузионных путей и ус-
коряет взаимодействие нанокристаллических частиц. Это особенно важно
для многокомпонентных систем, где в зоне контакта частиц разных ве-
ществ действуют не только механические, но и химические силы.
      Механосинтез как метод высокоэнергетического механического
воздействия на твёрдое тело с целью получения нанопорошков можно
разделить на две основные категории: механический размол (mechanical
milling, ball milling) и механическое сплавление (mechanical alloying). Ме-
ханический размол используется как для измельчения исходного мате-
риала, так и для его аморфизации: например, аморфное состояние кри-
сталлических интерметаллических соединений получают механическим
размолом. Механическое сплавление обеспечивает измельчение, переме-
шивание, массоперенос и химическое взаимодействие порошков несколь-
ких чистых элементов, соединений или сплавов. С помощью механиче-
ского сплавления можно получать вещества как кристаллическом, так и в
аморфном состояниях.
      В результате механического воздействия в приконтактных областях
твёрдого вещества создается поле напряжений. Релаксация поля напряже-
ний может происходить путем выделения тепла, образования новой по-
верхности, образования различных дефектов в кристаллах, возбуждения
химических реакций в твёрдой фазе. Преимущественное направление ре-
лаксации зависит от свойств вещества, условий нагружения (мощность
подведенной энергии, соотношение между давлением и сдвигом), разме-
ров и формы частиц. По мере увеличения мощности механического им-
пульса и времени воздействия происходит постепенный переход от релак-
сации путем выделения тепла к релаксации, связанной с разрушением,
диспергированием и пластической деформацией материала и появлением
аморфных структур различной природы. Наконец, каналом релаксации
поля напряжений может быть и химическая pеакция, инициируемая раз-
личными механизмами. Среди таких механизмов — прямое возбуждение