Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 16 стр.

                                  16

и детонационного синтеза. Детонационный синтез как быстро протекаю-
щий процесс позволяет получать тонкодисперсные порошки в динамиче-
ских условиях, когда важную роль играют кинетические процессы.
      Впервые детонационный синтез алмаза осуществлен путем ударно-
волнового нагружения ромбоэдрического графита до 30 ГПа. Впоследст-
вии алмазные порошки были получены ударно-волновой обработкой сме-
сей графита с металлами; длительность ударной волны была 10-20 мксек,
а создаваемое ею давление – 20 – 40 ГПа. Позднее было показано, что
полученный в этих условиях алмазный порошок содержит одиночные
кристаллы размером не более 50 нм, а также скопления и плотно спа-
янные агломераты размером до 5 мкм и более, состоящие из отдельных
кристаллов с размерами 1 – 4 и 10 – 160нм.
      В российской промышленности освоен конверсионный метод полу-
чения алмазного нанопорошка путем взрыва боеприпасов в специальных
камерах; в результате развивающихся при взрыве высоких давления и
температуры происходит синтез алмаза из углеродсодержащих взрывча-
тых веществ, катализируемый частицами и парами металла из оболочек
боеприпасов.
      Характерной особенностью алмазных нанопорошков, получаемых
детонационным синтезом, является чрезвычайно малая дисперсия раз-
меров наночастиц — основная доля частиц имеет размер 4 – 5 нм. Дейст-
вительно, определение размера наночастиц методом комбинационного
рассеяния света и по уширению рентгеновских дифракционных отраже-
ний показало, что частицы алмаза независимо от метода и кинетики ох-
лаждения представляют собой нанокристаллы с характерным размером
4,3нм. Наблюдаемый в разных исследованиях узкий диапазон размеров
нанокристаллов алмаза есть следствие того, что при малых размерах на-
ночастиц именно алмаз, а не графит является стабильной формой углеро-
да. Это предположение подтверждает численный расчет.
      Быстро развивающимся методом получения тонкодисперсных по-
рошков является электрический взрыв проводника при прохождении по
нему мощного импульса тока длительностью 10-5 – 10-7с и плотностью
104 –106А-мм-2. Для этой цели используется проволока диаметром 0,1 –
1,0 мм. Электровзрыв проводника представляет собой резкое изменение
физического состояния металла в результате интенсивного выделения
энергии в нем при пропускании импульсного тока большой плотности.
Электровзрыв сопровождается генерацией ударных волн и создает воз-
можность быстрого нагрева металлов со скоростью более 1 • 107К-с-1 до
высоких температур Т > 104 К. Способность электрически взрываемых
проводников резко изменять свои свойства и эффективно преобразовы-
вать первичную электрическую или магнитную энергию накопителей в
другие виды энергии (тепловую энергию, энергию излучения образую-
щейся плазмы, энергию ударных волн et al) нашла, в частности, примене-
ние для получения тонкодисперсных порошков.