Лекция 6Нанотехнология

Поверхности с нулевой средней кривизной

Идеальные губчатые структуры

Классификация Радушкевича

Классификация сразу по двум признакам

Механизму образования

•системы сложения (образуются при случайном соединении первичных частиц или их агрегатов);

•системы роста (результат развития системы пор или ориентированного роста) – выгорание, растворение, ориентированный рост каркаса твердой фазы и т.п.

Общему характеру текстуры

•Упорядоченная

•Разупорядоченная

Для систем роста часто характерна индивидуальная почти неповторимая

морфология, в то время как системы сложения обычно описываются более простыми статистическими закономерностями. Комбинации систем роста и сложения приводит к сложным или комбинированным системам типа получаемых при образовании волокнистого углерода на нанесенных металлических катализаторах.

Классификация по характеру текстуры

Упаковки из моно-диспресных сфер

Безмодельные характеристики: плотность

Истинная плотность ( г/см3 ) определяется как отношение массы к объему данной фазы.

= m/Vск , где Vск –недоступный объем «скелета» тв. фазы

-1 = см3скелета/г – удельный объем твердой фазы.

Значения для композиции из i фаз: 1/ (xi/ i), где xi –весовая доля фазы i.

Объем твердой фазы измеряется пикнометрическим методом - с помощью газов или жидкостей, т.е. флюидов, которые заполняют все доступное для них пористое пространство и предположительно не адсорбируются на поверхности.

Значения зависят от размера щупа, определяющего границу каркаса.

Безмодельные характеристики: плотность

Кажущаяся плотность (г/см3 ) - это масса вещества пористого тела, деленная на объем зерна, гранулы.

m Vск Vпор m Объем зерна

Vпор - суммарный объем пор в зерне

Vск –недоступный объем «скелета» тв. фазы

Измерения кажущейся плотности обычно проводятся с помощью ртути как пикнометрической жидкости, не смачивающей большинство материалов и, соответственно, не заполняющей поры в объеме пористого зерна.

-1 = суммарный объем зерна/г (зависит от щупа, определяющего границу зерна)

Насыпная плотность = m/(Vск +Vпор +Vмз)

Vмз - объем пор между зернами в слое (m/Vслоя)

-1 = объем слоя зерен/г (удельный объем)

Удельный объем пор и пористость зерна

Суммарный объем пор V = -1 - -1 (см3 пор/г)

(объем тела с порами минус объем скелета без пор)/масса

Пористость - объем пор, отнесенный к суммарному объему пористого тела (зерна)

= Vпор/(Vпор + V cкел)=V /(V + -1)

V 11

Пористость - пример

 Пористость - объем пор, отнесенный к объему пористого тела.

V 11

Пример:

При одном и том же значении =0.4 удельный объем пор V для гранул из SiO2 равен 0.30 см3/г ( = 2.2 г/см3), а таких же гранул из Pt - всего 0.03 см3/г ( =22.0 г/см3).

Для анализа чисто текстурно-геометрических

характеристик предпочтительнее использовать, а не значения V , которые зависят от .

Пористость

В системах из статистически равномерно упакованных сфер близкого диаметра

•при рыхлой случайной упаковке ≈ 0.40 ÷ 0.42

•при плотной случайной упаковке ≈ 0.35÷0.36

Координационное число упаковки (среднее число непосредственных контактов с соседями) n 2.62/

Пористость - бипористые зерна