Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

20
держится значительное число вакансионных агломератов, что свидетель-
ствует о его рыхлой структуре. Толщина поверхностной фазы не превы-
шает 0,7 нм или четыре атомных монослоя.
Наблюдаемая морфология нанокристаллического порошка несте-
хиометрического карбида ванадия может быть следствием растрескива-
ния зерен по границам раздела неупорядоченной и упорядоченной фаз.
Действительно, высокотемпературные рентгеновские измерения обнару-
жили, что при температуре 1413 ± 20К, как результат фазового перехода
беспорядок-порядок VC
0,875
—V
8
C
7
, наблюдается скачкообразное увеличе-
ние периода кристаллической ГЦК подрешётки на 0.0004нм; размер до-
менов упорядоченной фазы составляет ≈ 20нм. Упорядочение VC
0,875
—
V
8
C
7
происходит по механизму фазового перехода первого рода при тем-
пературе 1368 ± 12 К; при 300 К параметр α
В1
базисной кристаллической
решётки закалённого неупорядоченного карбида VC
0,875
на 0,0002 нм
меньше, чем упорядоченного карбида с тем же содержанием углерода.
Разница в объёмах неупорядоченной и упорядоченной фаз приводит к
возникновению напряжений и последующему растрескиванию по грани-
цам раздела фаз.
Синтез высокодисперсных оксидов в жидких металлах
В качестве рабочей среды используют расплавы галлия при темпе-
ратуре 323 – 423 К, свинца при температуре 653 – 873 К или сплава сви-
нец-висмут при температуре 453 – 873 К.
Синтез проводится в два этапа. На первом этапе в расплаве рас-
творяют металл М, химическое сродство которого к кислороду больше,
чем металла, образующего расплав. Растворимость металла М в расплаве
должна быть не меньше 0,1 масс.%. На втором этапе растворённый ме-
талл М окисляют путем барботирования расплава водяным паром или га-
зовой смесью (Н
2
О + Аr). Содержание водяных паров в окислительной га-
зовой смеси составляет от 15 до 30 об.%. Ниже в качестве примера приве-
дены реакции, происходящие в процессе окисления металла М в расплаве
галлия:
2Ga
(liq)
+ 3H
2
O
(gas)
= Ga
2
O
3(solid)
+3H
2
,
Ga
2
O
3(solid)
=> Ga
2
O
3(diSS),
yGa
2
O
3(diss)
= M
x
O
3y(amorph)
+ 2i/Ga
(liq)
.
В результате селективного окисления образуются аморфные высо-
кодисперсные оксиды металлов. В частности, селективное окисление
алюминия, растворённого в галлии в количестве 1 мас.%, приводит к об-
разованию аэрогеля, т. е. вещества с объёмной макроструктурой. Аэро-
гель представляет собой хлопья аморфного высокопористого вещества,
имеющего химический состав А1
2
О
3
.
Н
2
О. Образование аэрогеля как един-
ственного продукта селективного окисления происходит в реакционной
зоне при температуре 343 – 348 К. Исследование микроструктуры показа-
ло, что вещество состоит из ориентированных в одном направлении воло-
                                  20

держится значительное число вакансионных агломератов, что свидетель-
ствует о его рыхлой структуре. Толщина поверхностной фазы не превы-
шает 0,7 нм или четыре атомных монослоя.
      Наблюдаемая морфология нанокристаллического порошка несте-
хиометрического карбида ванадия может быть следствием растрескива-
ния зерен по границам раздела неупорядоченной и упорядоченной фаз.
Действительно, высокотемпературные рентгеновские измерения обнару-
жили, что при температуре 1413 ± 20К, как результат фазового перехода
беспорядок-порядок VC0,875—V8C7, наблюдается скачкообразное увеличе-
ние периода кристаллической ГЦК подрешётки на 0.0004нм; размер до-
менов упорядоченной фазы составляет ≈ 20нм. Упорядочение VC0,875—
V8C7 происходит по механизму фазового перехода первого рода при тем-
пературе 1368 ± 12 К; при 300 К параметр αВ1 базисной кристаллической
решётки закалённого неупорядоченного карбида VC0,875 на 0,0002 нм
меньше, чем упорядоченного карбида с тем же содержанием углерода.
Разница в объёмах неупорядоченной и упорядоченной фаз приводит к
возникновению напряжений и последующему растрескиванию по грани-
цам раздела фаз.
           Синтез высокодисперсных оксидов в жидких металлах
      В качестве рабочей среды используют расплавы галлия при темпе-
ратуре 323 – 423 К, свинца при температуре 653 – 873 К или сплава сви-
нец-висмут при температуре 453 – 873 К.
      Синтез проводится в два этапа. На первом этапе в расплаве рас-
творяют металл М, химическое сродство которого к кислороду больше,
чем металла, образующего расплав. Растворимость металла М в расплаве
должна быть не меньше 0,1 масс.%. На втором этапе растворённый ме-
талл М окисляют путем барботирования расплава водяным паром или га-
зовой смесью (Н2О + Аr). Содержание водяных паров в окислительной га-
зовой смеси составляет от 15 до 30 об.%. Ниже в качестве примера приве-
дены реакции, происходящие в процессе окисления металла М в расплаве
галлия:
      2Ga(liq) + 3H2O(gas) = Ga2O3(solid) +3H2 ,
      Ga2O3(solid) => Ga2O3(diSS),
      yGa2O3(diss) = MxO3y(amorph) + 2i/Ga(liq).

      В результате селективного окисления образуются аморфные высо-
кодисперсные оксиды металлов. В частности, селективное окисление
алюминия, растворённого в галлии в количестве 1 мас.%, приводит к об-
разованию аэрогеля, т. е. вещества с объёмной макроструктурой. Аэро-
гель представляет собой хлопья аморфного высокопористого вещества,
имеющего химический состав А12О3.Н2О. Образование аэрогеля как един-
ственного продукта селективного окисления происходит в реакционной
зоне при температуре 343 – 348 К. Исследование микроструктуры показа-
ло, что вещество состоит из ориентированных в одном направлении воло-

Страницы