Нанокристалды ұнтақтарды синтездеу әдістері
Автор: Akgul04 • Октябрь 25, 2022 • Контрольная работа • 4,221 Слов (17 Страниц) • 211 Просмотры
№6 Дәріс
Тақырып. Нанокристалды ұнтақтарды синтездеу әдістері
- Газфазалы синтез
- Плазмохимиялық синтез
- Нанокомпозициялық ұнтақтардың механохимиялық синтезі.
- Механохимияның негізгі ережелері мен механохимиялық өңдеу тәсілдері
Газфазалы синтез. Газфазалы синтез - бұл нанокристалды ұнтақтарды алудың ең қарапайым әдісі. Оқшауланған нанобөлшектерді, металдарды, балқымаларды және жартылай өткізгіштерді белгілі бір температурада, төмен қысымды инертті газ ортасында буландырып суық бетте конденсациялау арқылы алады. Вакуумде буландырумен салыстырғанда, инертті ортада буландырылған атом бөлшектері, газ атомдарымен соқтығысудың салдарынан кинетикалық энергияларын тезірек жоғалтады.
Осы бағыттағы алғашқы жұмыстар XX ғасырдың басында жасалынған болатын. Әртүрлі газдарда әртүрлі металдарды буландыру арқылы алынған бөлшектерді зерттеу, бөлшектердің мөлшері инертті газдың қысымы мен атомдық массасына және аз дәрежеде буландыру жылдамдығына тәуелді екенін көрсетті. , He және Ar орталарындағы аллюминий буларының конденсациясы 0,1-0,9 –дан 2,7-3 мм.сын. дейінгі аралықта диаметрлері 20-дан 100 нанометрге дейінгі бөлшектердің түзілуіне әкелетіндігі анықталды. Одан кейінірек Ar және He ортасында металдарды бірге булану конденсация әдісі арқылы диаметрлері 16-50 нм болатын сфералық бөлшектерден түзілген Au-Cu , Fe-Cu жоғары дисперсті балқымалар алына бастады. Мөлшерлері 20 нм бөлшектер сфералық формада болса , ал одан үлкен бөлшектер қырлы болуы мүмкін.[pic 1][pic 2]
Буландыру – конденсациялауға арналған қондырғылар буландыратын затты енгізу тәсілі , буландыру үшін энергияның келуі, жұмыс ортасы, конденсация үдерісін ұйымдастыруға және алынған ұнтақтарды таңдау жүйесі бойынша ерекшеленеді.
Металды буландыру тигельден, металл ұнтақтарын шашырату немесе сұйық ағынында сым түрінде берілуі мүмкін, инертті газдардың иондарымен металдың булануы мүмкін. Энергияның келуі электр тоғымен сымнан өткізу, қыздыру, газдағы электр доғалық разряд, лазерлі немесе электронды-сәулелі қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Булану вакуумде, қозғалмайтын инертті газдарда және олардың ағынында және соның ішінде плазма ортада жүргізіле алады. Температурасы 4500 - 9000 бу-газ қоспасының конденсациялануы үлкен көлемді және суық инертті газбен толтырылған камераға түскен кезде жүзеге асады. Тез кеңею есебінен және де суық атмосферамен байланыс есебінен де салқындау жүзеге асады.[pic 3]
Бу-газ қоспасын жұмыс көлемі бойымен және камера ауданы бойынша берілетін суық инертті газдың сақиналық ағынын қолданатын қондарғылар бар. Турбулентті арласудың нәтижесінде металл буларының температурасы азаяды, ал аса қанығу өседі. Бұл конденсацияның тез орындалуына ықпал етеді. Жұмыс камерасынан алынған наноұнтақты шығарып алу күрделі мәселе болып отыр. Оның бөлшектерінің кішкентайлығы сонша , газда ылғи тұрақты броундық қозғалыста болады және ауырлық күшінің әсерінен тұнбайды.
[pic 4]
3.1-сурет. Левитационды-ағынды генераторда қондырғыда жоғары дисперсті металл ұнтақтарды алудың сызбанұсқасы
Оларды жинау үшін арнайы фильтрлермен орталыққа жинап тұндыру қолданылады. Кейбір жағдайларда металдардың нанобөлшектерін жинау үшін сұйық пленкаларды қолданады. 3.1-суретте наноұнтақтарды алуға арналған қондырғы сызбанұсқасы келтірілген: Бұл левитационды-ағынды қондырғыда (1961 ж.) инертті газдың ламинарлы (қалыпты, біркелкі) ағынында металл сұйық тамшы бетінен буланады. Тамшы қыздыру зонасында жоғары жиілікті электромагниттік өріспен байланыссыз ұсталынып тұрады. Металл буларының аэрозольдері суытқыш құрылғы арқылы конденсацияланушы бөлшектерді ұстайтын фильтрге қонады да, ары қарай боксте жиналады. Газ ағыны жылдамдығының артуы бөлшектердің орташа өлшемін кішірейтеді және олардың диаметрлерін кішірейтеді. Металл шығыны қыздыру зонасына сымды бірқалыпты енгізумен жүзеге асады. Осындай левитационды-ағынды генератор көмегімен бөлшектерінің мөлшері 2-ден 200 нм-ге дейінгі металл ұнтақтарын алуға болады. Буландыру және конденсациялау әдісі арқылы нанокристалды бөлшектердің түзілуінің негізгі заңдылықтары:
...