Метод противоточного размола в псевдоожиженном слое
При методе противоточного размола в псевдоожиженном слое измельчение частиц порошка происходит за счет столкновения друг с другом. При этом процессы взаимного столкновения частиц, разогнанных до высоких скоростей в струе газа, происходят в середине псевдоожиженного слоя, образованного этими частицами. Только очень незначительная доля частиц соприкасается со стенками камеры, в которой осуществляется процесс размола. В нижней части рабочей камеры имеется система сопел, из которых под высоким давлением выходит газ. Образующиеся газовые струи встречаются друг с другом в центре нижней части камеры, разрыхляют размалываемое вещество и образуют псевдоожиженный слой. В этом слое размалываемые частицы с большими скоростями перемещаются от краев к центру камеры. Из зоны размола поток частиц уносится струями газа в верхнюю часть установки в которой имеется сепаратор для разделения частиц по размерам. Частицы, меньшие определенного размера, уносятся с потоком газа в систему фильтров, где отделяются от газового потока и попадают в накопительный бункер. Крупные частицы сепаратор направляет обратно в зону размола.
Рис 10. Схема установки для противоточного размола в псевдоожиженном слое: 1-питающее устройство, 2-бункер с исходными частицами вещества, 3-система подачи частиц в камеру размола, 4-псевдоожиженный слой, 5-сопла подачи газа, 6-трубопровод подачи газа высокого давления, 7- камера для размола, 8- сепаратор, 9-выходной коллектор газа с мелкими частицами
Порошки, получаемые этим методом, отвечают высоким требованиям по чистоте, обладают высокой однородностью и содержат частицы примерно одинакового размера. Интенсивный поток газа существенно уменьшает нагрев частиц при размоле. Это позволяет обрабатывать аморфные и нанокристаллические порошки. Основной недостаток – сложность и высокая стоимость технологического оборудования в случае получения порошков с наноразмерными частицами.
Заключение
В данной работе были рассмотрены основные методы получения наночастиц, применяющиеся на сегодняшний день. Дана классификация таких методов, рассмотрены их технологические аспекты, а также преимущества и недостатки.
В отношении сегодняшнего уровня развития трудно предвидеть все социальные последствия внедрения нанотехнологий, так же как в середине ХХ в. трудно было предсказать, что повлекут за собой разработки в области электроники и информатики. Предполагается, что в ближайшие годы бюджетные ассигнования ведущих индустриальных стран на изыскания в области нанотехнологий существенно возрастут. При этом намеченные исследования будут нацелены на решение ряда конкретных задач: создание сверхминиатюрных запоминающих устройств с мультитерабитовым объемом памяти; повышение быстродействия компьютеров в миллион раз; создание сверхпрочных материалов и на их основе — новых транспортных средств; выпуск генетических и медицинских препаратов для диагностики и лечения раковых заболеваний, СПИДа; разработка новых материалов и процессов для защиты окружающей среды и др.
О большом внимании, которое уделяет мировая научная общественность проблемам развития нанотехнологий, свидетельствует присуждение в 2007 г. Нобелевской премии по физике за открытие и исследование одного из необычных явлений наномира — эффекта гигантского магнетосопротивления (ГМС). Премии удостоены француз Альберт Ферт и немец Петер Грюнберг, независимо друг от друга открывшие эффект ГМС в 1988 г. Магнетосопротивление — это изменение электрического сопротивления проводника, вызванное действием внешнего магнитного поля. ГМС, в отличие от классического магнетосопротивления, проявляется в существенно более резком возрастании электросопротивления во внешнем магнитном поле (на десятки процентов). Физический механизм ГМС базируется на зонной теории твердого тела, в частности на спин-зависимых транспортных явлениях. Эффект наблюдается в магнитных нанопленках и нанопроволоках, которые благодаря ему можно использовать для создания высокочувствительных датчиков магнитного поля, способных реагировать на ничтожно малое его изменение. Их применение существенно изменяет промышленное производство устройств магнитной записи на жесткие диски и другие магнитные носители информации.
Приведенные факты свидетельствуют, что человечество вступило в эру активного освоения нанотехнологий. Уже достигнутые результаты впечатляют, а впереди еще более интригующие перспективы.