Заключение

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что развитие науки о наноструктурах и, прежде всего, о квантовых наноструктурах (нанофизики) и нанотехнологий даст возможность получения наноматериалов с качественно новыми свойствами. Развитие наноэлектроники и наномеханики послужит основой качественно нового этапа в разработке новейших информационных технологий, средств связи, в решении проблем качественно нового уровня жизни и пр. Успех в развитии этих направлений определится, по сути, решением двух основных проблем: разработка надежных способов создания наноматериалов и нанообъектов с требуемыми свойствами, включая использование методов поатомной сборки и эффектов самоорганизации; разработка новых и развитие существующих методов нанодиагностики с атомным разрешением. Современный прогресс в области нанотехнологий позволяет надеяться, что уже в недалеком будущем многие проблемы будут решены.

 

Для исследования наноматериалов и наноструктур в СибГИУ создан Центр «Материаловедение», располагающий современным исследовательским оборудованием. 

Ниже приведены некоторое оборудование для получения и исследования наноматериалов (рис.3 – рис. 13).

Рис. 3. Блок плазмохимического нанесения нанослоев в комплексе Нанофаб-25

Рис. 4. Блок плазмохимического и ионного травления нанослоев и поверхностей.

 

Рис. 5. Рентгеноэлектронный спектрометр для исследования состава и структуры наночастиц, нанослоев и наноматериалов

 

Рис. 6. Сканирующий силовой микроскоп для исследования наноструктур

Рис. 7. Сканирующий силовой микроскоп для исследования наноструктур в высоком вакууме.

Рис. 8. Сканирующий электронный микроскоп Цейсс Супра с анализатором обратно рассеянных электронов для определения химического состава поверхности с высоким пространственным разрешением

Рис. 9. Сканирующий электронный микроскоп для исследования микро и наноструктур

Рис. 10. Лазерный эллипсометр для определения толщин и оптических констант нанопокрытий

 

Рис. 11. Установка для синтеза оксидных нанопокрытий методом химического осаждения из газовой фазы

 

 Рис. 12. Установка для химического осаждения полимерных нанопокрытий методом химического осаждения из газовой фазы.

 

  Рис. 13. Установка для синтеза нанодисперсных порошков, позволяющая проводить исследования процессов, протекающих в плазме емкостного атмосферного ВЧ-разряда в гелии с примесью органического реагента на частоте 13,56 МГц. Схематическое изображение реактора в разрезе и его фотография. 1-корпу; 2-ВЧ электроды;3-выводы зондов; 4-газопровод; 5-ввод газа; 6-вывод газа; 7-смотровое окно; 8-световоды; 9-система     позиционирования;10-коллектор

 Схема технологии плазмохимического синтеза наноструктурных мембран

Структура среза мембраны

Структура поверхности мембраны

Установки для синтеза наночастиц и покрытий методом химического осаждения из газовой фазы Примеры установок приведены на рис. 11 – 13. Установки позволяют проводить как осаждение слоев и получение нанопорошков методом термоактивируемого осаждения из газовой фазы, так и активированного плазмой при пониженном или атмосферном давлении химическом осаждении из газовой фазу. Установки позволяют получать нанопокрытий и нанопорошки различных составов – оксиды, нитриды, металлы, углеродные нанотрубки, полимеры и т.п. Процесс, протекающий при активации плазмой химического осаждения из пара, иллюстрируется выше приложенной схемой.

Пористые подложки	Фильтры для воды
Керамика	Сфинкс-01 Сфинкс-07
Металлы и сплавы
Полимеры

Гранулированные сорбенты с наноструктурными мембранами Предназначены для очистки воды, технических жидкостей, ЖРО, фильтрации парогазовых смесей и т.д.

Гранулированные катализа торы с наноструктурными мембранами Предназначены для дожигания водорода в реакторах типа ВВЭР.

Сочетание фильтрующих, сорбционно- и каталитически активных свойств мембран и пористых подложек подбирается индивидуально для каждой очищаемой среды, что обеспечивает возможность их эффективного использования при высоких температурах и широком диапазоне давлений.

Серийно выпускаемые инструменты из нанодисперсного плотного нитрида бора, произведенные по оригинальной технологии без использования активированного спекания и связующих фаз, могут быть использованы в производстве особо точных изделий из современных конструкционных материалов на имеющемся оборудовании для сверхпрецизионной алмазной обработки. Лезвийные инструменты из монокристаллов природного алмаза всегда вызывали особый интерес в приложениях для прецизионной и сверхпрецизионной безударной обработки. Благодаря высокой твердости и идеально острой режущей кромке (радиус скругления менее 50нм) эти инструменты активно используются при изготовлении деталей лазерной оптики, ювелирных изделий, контактных линз и др., применяются при обработке цветных и драгоценных металлов, пластмасс, кристаллов германия и кремния, других особо чистых материалов, не содержащих сплавов железа, никеля и твердых включений. Специально для таких инструментов разработаны ультрапрецизионные станки, основные узлы которых (шпиндели, каретки, поворотные столы) имеют аэро- или гидростатические опоры, системы виброизоляции станины и термостабилизации, систему контроля деталей и инструмента. Вполне обыденной стала достижимая точность алмазной обработки деталей по размеру и форме порядка 0,1мкм и шероховатости обработанной поверхности ниже 0,025мкм

 

Система молекулярно-пучковой эпитаксии. Видна ростовая камера (слева) и камера загрузки образцов (справа), разделенные заслонкой-шибером.

Взгляд изнутри углеродных нанотрубок

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гуляев А.П., Гуляев А.А. Металловедение: Учебник для вузов. 7-е изд., перераб. и доп. М.: ИД Альянс, 2011. – 644 с.

2. Арзамасов В.Б. Материаловедение: учебник для студентов высших учебных заведений / В.Б. Арзамасов, А.А. Черепахин. – М.: Издательство «Экзамен», 2009. – 350 с.

3. Солнцев Ю.П., Пряхин У.И. Материаловедение: Учебник для вузов. Химиздат, 2007. – 784 с.

4. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г., Рыжов Н.М., Силаева В.И. Материаловедение: Учебник для вузов. МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2008. – 648 с.

5. Стерин И.С. Машиностроительные материалы. Основы металловедения и термической обработки / Учебное пособие. – СПб.: Политехника, 2003. – 344 с.

6. Богодухов С.И. Курс материаловедения в вопросах и ответах: Учеб. Пособие для ВУЗов. – М.: Машиностроение, 2003. – 255 с.

7. Колесник П.А., Кланица В.С. Материаловедение на автомобильном транспорте. Учебник для ВУЗов. ACADEMA. Москва, 2005.

338