
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1 особенности структуры и технологии наноразмерных объектов
- •1.1 Классификация вещественных объектов
- •1.1.1 Размерные классы частиц
- •1.1.2 Факторы, влияющие на свойства вещества
- •Риcунок 1.11 – Схема возникновения н-центра окраски в цгк типа NaCl
- •1.2 Методы получения низкоразмерных частиц
- •1.3 Модельные представления о структуре и габитусе наноразмерных частиц
- •1.3.1 Методологические подходы к описанию кристаллов
- •1.3.2 Правильные формы кристаллов и их описание
- •Общие простые формы кристаллов и кристаллографические индексы их граней (hkl)
- •Частные простые формы (грань (h 0 0))
- •Частные простые формы кристаллов с единичным направлением (исходная грань (h k 0)).
- •Частные простые формы кристаллов без единичного направления
- •1.3.3 Габитус наночастиц, полученных при диспергировании крупных кристаллов
- •1.4 Теоретическое описание структуры и габитуса наночастиц, полученных конденсированием
- •1.4.1 Шаровые упаковки как модели многоатомных структур
- •1.4.2 Атомные координации в полиэдрах плотнейших атомных упаковок
- •Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для гцк-структур
- •Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для гпу-структур
- •Радиусы координационных сфер и их числа заполнения для оцк-структур
- •1.4.3 Некристаллографическая симметрия габитуса наноразмерных атомных координационных полиэдров
- •1.4.4 Фуллереноподобные формы нанокристаллов
- •1.4.5 Габитусы наночастиц сложного состава
- •1.5 Структура и свойства наноразмерных частиц, применяемых в функциональном материаловедении
- •1.5.1 Структура и свойства наноразмерных металлических модификаторов функциональных материалов
- •Координационные числа (к) координационных сфер (n – ее номер) при плотнейшей шаровой упаковке
- •Основные параметры, необходимые для описания жидких кластеров металлов (z – порядковый номер, n – плотность атомов, ef – энергия Ферми, rw – радиус Вагнера-Зейтца, w – работа выхода)
- •1.5.2 Наноразмерные углеродсодержащие модификаторы*
- •Размеры кристаллических блоков в алмазосодержащих продуктах детонационного синтеза
- •Р исунок 1.66 – Термограммы tg (а) и dta (б) углеродных нанокластеров. Скорость нагрева 5оС/мин: 1 – удаг; 2 – уда
- •Фазовый состав наномодификаторов, полученных по технологии термолиза прекурсора в технологической среде
- •Характеристики модифицированных углеродных волокон [161]
- •1.5.3 Силикатные наноразмерные частицы
- •Кристаллографические индексы рефлексов (kl) и структурные амплитуды f(20) и f(850) кристалла мусковита при 20оС и после прогрева при 850оС соответственно
- •Характеристики ультрадисперсных керамик (ук), полученных плазмохимическим синтезом [179]
- •Характеристики ультрадисперсных керамик (ук) механохимического синтеза [177]
- •Характеристики ультрадисперсных оксинитридов плазмохимического синтеза [179-180]
- •Некоторые свойства природных и синтетических цеолитов
- •1.6 Заключение к главе 1
- •Глава 2 механизмы модифицирующего действия наноразмерных частиц в полимерных и олигомерных матрицах
- •2.1 Критерии оценки наноразмерности
- •2.1.1 Физические предпосылки к оценке наноразмерности частиц
- •2.1.2 Связь фононных характеристик с наноразмерностью
- •2.1.3 Теорема Блоха и наноразмерность
- •2.1.4 Дебаевская длина волны и максимальный наноразмер
- •2.1.5 Расчет максимального наноразмера на основании уравнения Шредингера
- •2.1.6 Определение предельных размеров частиц веществ с неразрушенными полимерными молекулами
- •2.1.7 Динамические модели кристалла Эйнштейна и Дебая
- •2.1.8 Расчетные значения максимальных размеров наночастиц одноэлементных веществ и некоторых соединений
- •Характеристические температуры ( ) и максимальные размерынанокристаллов некоторых веществ
- •Характеристические температуры и максимальные размеры нанокристаллов некоторых галогенидов
- •Температура Дебая и максимальный наноразмер полупроводников типов
- •Отношение температуры Дебая наночастиц к для объемной фазы некоторых металлов, r – размер частицы
- •Дебаевская температура и наноразмерный максимум одноэлементных веществ
- •2.1.9 Влияние размеров кристаллитов на их физические свойства
- •2.2 Особенности зарядового состояния наноразмерных частиц
- •2.2.1 Зарядовое состояние дисперсных частиц слоистых минералов
- •2.3 Зарядовое состояние металлических компонентов функциональных материалов и металлополимерных систем
- •2.3.1 Модельные представления о механизме модифицирования полимерных матриц нанокомпозиционными частицами
- •Зависимость размеров областей когерентного рассеяния (l ǻ) от массовой концентрации (с, мас.%) ультрадисперсного углерода (шихты)
- •Значения радиусов (r, ǻ) и относительных координационных чисел (окч) для композитов с различной массовой концентрацией (с, мас.%) наполнителя
- •2.4 Заключение к главе 2
2.1.8 Расчетные значения максимальных размеров наночастиц одноэлементных веществ и некоторых соединений
В таблице 2.1 приведены дебаевские
температуры (
)
и рассчитанные по ним значении размерных
границ между нано-и макрофазами.
Приведенные параметры записаны по мере
их увеличения. Значения
взяты из взятых из различных источников
[8-14]. Если значения
одинаковые или встречаются только в
одном из источников, то приводится
единственное значение, если разные, то
указываются максимальное и минимальное
литературные значения. Аналогичным
образом приведены предельные значения
размеров нанокристаллов.
Таблица 2.1
Характеристические температуры ( ) и максимальные размерынанокристаллов некоторых веществ
I |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
II |
вещест-во |
Ne |
Pr |
Ar |
Tl |
Pb |
Hg |
K |
In |
III |
|
63 |
74 |
85 |
89-96 |
88-94,5 |
60-100 |
100 |
109-129 |
IV |
|
29,0 |
26,7 |
25,0 |
24,0-23,5 |
24,5-23,6 |
29,7-23,0 |
23,0 |
22,0-20,3 |
I |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
II |
Bi |
La |
Gd |
Na |
Au |
Sn (бел) |
Sb |
Sn (сер) |
Ag |
III |
117-120 |
132 |
152 |
150-165 |
168 |
170-189 |
200 |
200-212 |
215-225 |
IV |
21,2 |
20,0 |
18,7 |
18,8-18,0 |
17,7 |
17,7-16,7 |
16,3 |
16,3-15,8 |
15,7-15,3 |
I |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
II |
Ca |
Pt |
Ta |
Zn |
Ga |
Nb |
Zr |
V |
Pb |
Ti |
As |
III |
219-230 |
229 |
231 |
234-308 |
240 |
252 |
270 |
273 |
275 |
278 |
285 |
IV |
15,5-15,2 |
15,2 |
15,1 |
15,0-13,1 |
14,8 |
14,5 |
14,0 |
13,9 |
13,8 |
13,8 |
13,6 |
I |
29 |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
II |
Cd |
W |
Ge |
Mg |
Cu |
Ni |
Co |
Mn |
Li |
III |
220-300 |
270-379 |
366 |
318-406 |
315-445 |
375-456 |
385 |
400 |
400 |
IV |
15,6-13,3 |
14,0-11,8 |
12,0 |
12,9-11,4 |
12,9-10,9 |
11,9-10,8 |
11,7 |
11,7 |
11,5 |
Продолжение таблицы 2.1
I |
38 |
39 |
40 |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
II |
Mo |
Al |
Cr |
Fe |
Si |
Be |
B |
C(ал-маз) |
III |
380-425 |
294-418 |
402-460 |
420-467 |
625-658 |
1000-1160 |
1250 |
1850 |
IV |
11,8-11,1 |
11,6-11,2 |
11,5-10,7 |
11,2-10,6 |
9,2-9,0 |
7,3-6,8 |
6,5 |
5,3 |
В таблице 2.2 приведены характеристические температуры и предельные размеры нанокристаллов для некоторых галогенидов.
Одним из возражений применимости
температуры Дебая для расчета размерной
границы между нано- и объемным состояниями
(
)
является то, что температура Дебая для
наночастиц может существенно отличаться
от аналогичной величины для объемной
фазы. Анализ литературных данных,
приведенный в работе [6] показывает, что
действительно меняется, но увеличивается
незначительно (табл. 2.4). Однако, во-первых,
функция
обычно неизвестны, трудно определяемые
экспериментально, во вторых,
отличается от
для объемной фазы не столь существенно.
Учитывая, что параметр
носит «размытый» характер, то его
применение для расчета
по дебаевской температуре объемной
(макро) фазы можно полагать обоснованным.
Таблица 2.2