ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Детонационный синтез и электровзрыв из "Нанокристаллические материалы " Детонация взрывчатых веществ, т.е. энергия взрыва, достаточно ninpoKO, используется для осуществления фазовых переходов в веществах и детонационного синтеза. Детонационный синтез, как быстро протекающий процесс, позволяет получать тонкодисперсные порогаки в динамических условиях, когда важную роль приобретают кинетические процессы. [c.47] После 1983 года в литературе появились работы (например, [106,107]), где обсуждался вопрос о возможном образовании мелкодисперсных алмазных частиц при детонации конденсированных взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом, т.е. разлагающихся с выделением свободного углерода, из которого и образуется алмазная фаза. [c.47] Подтверждением этого является, например, взрывное разложение тринитротолуола, при котором выделяется максимальное количество свободного углерода и параметры детонационной волны в плоскости Чепмена-Жуге р 18 ГПа, Т = 3500 К), когда химическая реакция уже практически закончилась, соответствуют области устойчивости алмазной фазы (см. рис. 1.8). Однако детонация тринитротолуола не дает заметного выхода алмазной фазы [109]. [c.48] Характерной особенностью алмазных нанопорогаков, получаемых детонационным синтезом, является чрезвычайно малая дисперсия размеров наночастиц — основная доля частиц имеет размер 4-5 нм [108-113]. Действительно, определение размера наночастиц методом комбинационного рассеяния света и по угаирению рентгеновских дифракционных отражений показало, что частицы алмаза независимо от метода и кинетики охлаждения представляют собой нанокристаллы с характерным размером 4,3 нм [111]. Согласно [111] наблюдаемый в разных исследованиях узкий диапазон размеров нанокристаллов алмаза — следствие того, что при малых размерах наночастиц именно алмаз. [c.49] Другой детонационный способ синтеза различных морфологических форм углерода и нанопорогаков оксидов А1, Mg, Ti, Zr, Zn описан авторами [115,116]. Слой исходного вещества (высокопористая металлическая среда, химическое соединение, соль или гель гидрооксида металла) подвергается ударно-волновому воздействию от контактного заряда взрывчатого вещества. В ударной волне происходит сжатие и прогрев высокопористого металла или же протекают реакции разложения исходного соединения до оксида с последующей стабилизацией оксидных фаз. После выхода ударной волны на свободную поверхность исходного вещества материал разлетается в газовую атмосферу взрывной камеры. [c.50] Если в качестве исходного вещества используются металлы, то применяется активная кислородсодержащая среда (например, О2 + N2). В этом случае на стадии разлета происходит горение металла с образованием ультрадисперсного оксида. При использовании углеродсодержащей атмосферы СО2 удается синтезировать нанотрубки и сферические частицы углерода (рис. 1.9), а также нитевидные кристаллы MgO. Средний диаметр нитевидных кристаллов MgO составляет 60 нм, а отногае-ние длины к диаметру достигает 100. [c.50] При использовании в качестве исходных материалов химических соединений применяется химически нейтральная по от-ногаению к получаемому материалу газовая или жидкая среда. Благодаря этому происходит быстрое охлаждение вещества и стабилизируются высокотемпературные и метастабильные кристаллические модификации (например, кубическая модификация Zr02). [c.50] Согласно экспериментальным данным [121] ультрадисперс-ные порошки, получаемые методом электрического взрыва проволоки, имеют очень большую избыточную энергию. Порошки алюминия со средним размером частиц 500-800 нм обладают избыточной энергией 100-200 кДж/моль, а порошки серебра со средним размером частиц порядка 120 нм имеют избыточную энергию 40-80 кДж/моль, что в несколько раз больше теплоты плавления массивного веш ества. Такой избыток энергии не может быть обусловлен вкладом только поверхностной энергии. Обнаруженное в [121] запасание большой избыточной энергии тонкодисперсными порошками, полученными электровзрывом, полного объяснения нока не получило. В [122] высказано мнение, что избыточная энергия запасается в виде энергии новерхности, внутренних дефектов и зарядовых состояний. [c.52] Вернуться к основной статье