ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Газофазный синтез (конденсация паров) из "Нанокристаллические материалы " Изолированные наночастицы обычно получают испарением металла, сплава или полупроводника при контролируемой температуре в атмосфере инертного газа низкого давления с после-дуюгцей конденсацией пара вблизи или на холодной поверхности. Это самый простой способ получения нанокристаллических noponiKOB. В отличие от испарения в вакууме, атомы вегцества, испаренного в разреженной инертной атмосфере, быстрее теряют кинетическую энергию из-за столкновений с атомами газа и образуют сегрегации (кластеры). [c.19] Установки, использующие принцип испарения-конденсации, различаются способом ввода испаряемого материала способом подвода энергии для испарения рабочей средой организацией процесса конденсации системой сбора полученного порогака. [c.20] Испарение металла может происходить из тигля, или же металл поступает в зону нагрева и испарения в виде проволоки, в виде впрыскиваемого металлического порогака или в струе жидкости. Подвод энергии может осуществляться непосредственным нагревом, пропусканием электрического тока через проволоку, электродуговым разрядом в плазме, индукционным нагревом токами высокой и сверхвысокой частоты, лазерным излучением, электронно-лучевым нагревом. Испарение и конденсация могут происходить в вакууме, в неподвижном инертном газе, в потоке газа, в том числе в струе плазмы. [c.20] Самостоятельной задачей является собирание полученного конденсацией нанокристаллического порошка, так как его отдельные частицы настолько малы, что находятся в постоянном броуновском движении и остаются взвешенными в газе, не оса-ждаясь под действием силы тяжести. Для сбора получаемых порошков используют специальные фильтры и центробежное осаждение в некоторых случаях применяется улавливание жидкой пленкой. [c.21] В последние годы газофазный синтез наночастиц получил заметное развитие благодаря использованию разнообразных методов нагрева испаряемого вещества. [c.23] Для получения нанокристаллических порошков применяются также плазменный, лазерный и дуговой способы нагрева. Так, авторы [22,23] получали наночастицы карбидов, оксидов и нитридов с помощью импульсного лазерного нагрева металлов в разреженной атмосфере метана (в случае карбидов), кислорода (в случае оксидов), азота или аммиака (в случае нитридов). Импульсное лазерное испарение металлов в атмосфере инертного газа (Пе или Аг) и газа-реагента (О2, N2, NH3, СП4) позволяет получать смеси нанокристаллических оксидов различных металлов, оксидно-нитридные или карбидно-нитридные смеси. Состав и размер наночастиц можно контролировать изменением давления и состава атмосферы (инертный газ и газ-реагент), мощностью лазерного импульса, температурного градиента между испаряемой мишенью и поверхностью, на которую происходит конденсация. [c.23] Метод конденсации паров в инертном газе наиболее часто используется в научных целях — для получения небольших количеств нанопорошков. Синтезированные этим методом порошки мало агломерируются и спекаются при сравнительно низкой температуре. [c.23] При толщине поверхностного слоя 5, равной 3-4 атомным монослоям (0,5-1,5 нм), и среднем размере нанокристалла 10-20 нм, на поверхностный слой приходится до 50 % всего вещества. Однако высокоразвитая поверхность изолированных нанокристаллических частиц крайне увеличивает их реакционную способность и, в свою очередь, сильно затрудняет их изучение. [c.24] Вернуться к основной статье