Наноматеріали і нанотехнології / лекція_2

Методи отримання наноматеріалів

1.Порошкові методи

2.Методи отримання тонких плівок/покриттів

3.Кристалізація аморфних сплавів

4.Методи інтенсивної пластичної деформації

Методи отримання наноматеріалів

Порошкові методи

Кристалізація

аморфних сплавів

Комплексні методи

1. Отримання нанопорошків

Нанопорошок

Осадження із газової фази

Вимоги до методів отримання нанопорошків:

−висока швидкість утворення центрів зародження частинок;

−повільний ріст частинок;

−можливість контролю розміру частинок;

−малі значення дисперсії;

−повторюваність хімічного і фазового складу частинок;

−контрольованість параметрів процесу отримання.

1.1 Формування нанопорошку методом термічного випарування

«+» Отримання чистих порошків з вузьким розподілом частинок по розміру «-» Низька продуктивність процесу.

Рис. 1. Схема отримання нанопорошків шляхом конденсації матеріалу з парової фази: 1 – тигель з матеріалом; 2 – шкребок для зчищення нанопорошку; 3 – стержень (підкладка), що охолоджується; 4 – контейнер для нанопорошку

1.3Розпилення розплаву

–Ударне розпилення розплаву;

–Електроктрогідродинамічне;

–Випаровування в потоці інертного газу.

Рис. 4. Принципова схема отримання нанопорошку з розплаву: ударне (а, б) та електроктрогідодинамічне (в) розпилення розплаву

Рис. 5. Установка для отримання нанопорошку методом випаровування в потоці інертного газу (левітаційноструменевий метод : 1 – контейнер для нанопорошку; 2 – ємність для фільтрування частинок за розміром; 3 - металева пара; 4 – індукційний нагрівач; 5 – механізм для подачі дротини; 6 – крапля розплавленого металу

1.4Механічне подрібнення

1.5Методи хімічного осадження з парової фази

Перенесення через газову фазу:

NH4Cl → NH3 + HCl;

MeI + 2HCl → MeICl2 + H2;

MeIO + + 2HCl + C ↔ MeICl2 + CO + H2; MeICl2 + MeII ↔ MeI + MeIICl2;

MeIICl2 + H2 ↔ MeII + HCl.

Відновлення з подальшим розкладанням: xMe + yCO = Mex(CO)y;

Mex(CO)y → xMe + yCO,

де Ме – метал, що відновлюється в процесі хімічної реакції.