Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 9 стр.

                                  9

      Плазмохимический синтез включает несколько этапов. На первом
этапе происходит образование активных частиц в дуговых, высоко-
частотных и сверхвысокочастотных плазменных реакторах. Наиболее вы-
сокой мощностью и коэффициентом полезного действия обладают дуго-
вые плазменные реакторы, однако получаемые в них материалы загрязне-
ны продуктами эрозии электродов; безэлектродные высокочастотные и
СВЧ плазменные реакторы не имеют этого недостатка. На следующем
этапе в результате закалки происходит выделение продуктов взаимодей-
ствия. Выбор места и скорости закалки позволяет получить порошки с за-
данными составом, формой и размером частиц.
      Получаемые плазмохимическим синтезом порошки имеют правиль-
ную форму и размер частиц от 10 до 100 нм и более.
      Плазмохимические порошки карбидов металлов, бора и кремния
обычно получают взаимодействием хлоридов соответствующих элемен-
тов с водородом и метаном или другими углеводородами в аргоновой вы-
сокочастотной или дуговой плазме; нитриды получают взаимодействием
хлоридов с аммиаком или смесью азота и водорода в низкотемпературной
СВЧ-плазме. С помощью плазмохимического синтеза можно получать
также многокомпонентные субмикрокристаллические порошки, пред-
ставляющие собой смеси карбида и нитрида, нитрида и борида, нитридов
разных элементов и т. д.
      Синтез оксидов в плазме электродугового разряда проводится путем
испарения металла с последующим окислением паров или окислением
частиц металла в кислородсодержащей плазме. Плазмохимическим синте-
зом были получены наночастицы оксида алюминия со средним размером
10 – 30 нм. Образование нанопорошков оксида алюминия с минимальным
размером частиц достигается при взаимодействии паров металла с кисло-
родом воздуха в условиях интенсивного вдувания воздуха, за счет чего
происходит быстрое уменьшение температуры. Интенсивное охлаждение
не только тормозит рост частиц, но и увеличивает скорость образования
зародышей конденсированной фазы. Плазмохимический синтез с окисле-
нием частиц алюминия в потоке кислородсодержащей плазмы приводит к
образованию более крупных частиц оксида по сравнению с окислением
предварительно полученного пара металла.
      Плазмохимический метод используется и для получения порошков
металлов. Например, субмикрокристаллические порошки меди с раз-
мером частиц менее 100 нм и сравнительно узким распределением частиц
по размеру получают восстановлением хлорида меди водородом в арго-
новой электродуговой плазме с температурой до 1800 К.
      Газофазный синтез с использованием лазерного излучения для соз-
дания и поддержания плазмы, в которой происходит химическая реакция,
оказался эффективным методом получения молекулярных кластеров.
      Молекулярные кластеры занимают совершенно особое место среди
веществ, имеющих наноструктуру. Наиболее известны среди них фулле-
рены – новая аллотропная модификация углерода наряду с графитом и