Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 17 стр.

                                   17

      На начальной стадии электровзрыва джоулев нагрев проводника
сопровождается его линейным расширением с относительно небольшой
скоростью 1 – 3 м-с-1. На стадии собственно взрыва в результате прохож-
дения импульса тока металл перегревается выше температуры плавления,
расширение вещества взрываемого проводника происходит со скоростью
до 5 – 103 м-с-1 и перегретый металл взрывообразно диспергируется . Дав-
ление и температура на фронте возникающей ударной волны достигают
нескольких сотен МПа (тысяч атмосфер) и ~104 К, соответственно. В ре-
зультате конденсации в потоке быстро расширяющегося пара образуются
частицы очень малых размеров. Регулируя условия взрыва, можно полу-
чать порошки с размером частиц от 100 мкм до 50нм. Средний размер
частиц монотонно убывает с ростом плотности тока и сокращением дли-
тельности импульса. Электровзрыв в инертной атмосфере позволяет по-
лучать порошки металлов и сплавов, а с помощью введения в реактор до-
полнительных реагентов (воздух, смесь кислорода и инертного газа, азот,
дистиллированная вода, декан С10Н22, парафин, техническое масло) мож-
но получать тонкодисперсные порошки оксидов, нитридов, карбидов или
их смесей.
            Некоторые нанопорошки, получаемые методом электровзрыва
                           в вакууме и в различных средах.
Металл Вакуум Воз-              Азот     Вода        Декан   Парафин
                      дух                            С10Н22
Al         n-Al       n-Al      n-AlN n-Al(OH)3 n-Al4С3 Карбиды
                                         или Al2O3
Fe         n-Fe       n-Fe               n-FeО       n-FeО   Смесь
                                                             карбидов
Ti         n-Ti       n-Ti      n-TiNy n-Ti2О3       n-TiСy  Смесь
                                                             карбидов
W          n-W        n-W                n-WО2       n-WСy   n-WС
Cu         n-Cu       n-Cu               n-Cu2О

     Согласно экспериментальным данным субмикрокристаллические
порошки, получаемые методом электрического взрыва проволоки, имеют
очень большую избыточную энергию. Так, порошки алюминия со сред-
ним размером частиц 500 – 800 нм обладают избыточной энергией 100 –
200 кДж/моль, а порошки серебра со средним размером частиц ~ 120 нм
имеют избыточную энергию 40 – 80 кДж/моль, что в несколько раз боль-
ше теплоты плавления массивного вещества. Такой избыток энергии не
может быть обусловлен вкладом только поверхностной энергии. Обнару-
женное запасание большой избыточной энергии тонкодисперсными по-
рошками, полученными электровзрывом, полного объяснения пока не по-
лучило. Высказывается мнение, что избыточная энергия запасается в виде
энергии поверхности, внутренних дефектов и зарядовых состояний.