
- •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
Характеристические температуры и максимальные размеры нанокристаллов некоторых галогенидов
I |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
II |
вещество |
RbI |
KI |
RbBr |
AgBr |
NaI |
RbCl |
KBr |
III |
|
103 |
131 |
131 |
150 |
154 |
165 |
173 |
IV |
|
22,7 |
20,1 |
20,1 |
18,8 |
18,5 |
18,0 |
17,5 |
I |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
II |
NaBr |
KCl |
NaCl |
KF |
LiCl |
NaF |
LiF |
III |
224 |
231 |
320 |
336 |
422 |
492 |
730 |
IV |
15,4 |
15,1 |
12,8 |
12,5 |
11,2 |
10,4 |
8,5 |
Таблица 2.3
Температура Дебая и максимальный наноразмер полупроводников типов
атом |
|
P |
As |
Sb |
атом |
|
S |
Se |
Te |
Al |
|
588 9,5 |
417 11,3 |
292 13,5 |
Zn |
|
530 10,0 |
400 11,5 |
223 15,4 |
Gd |
|
446 11,0 |
344 12,4 |
265 14,1 |
Cd |
|
219 15,5 |
181 17,1 |
200 16,3 |
In |
|
321 12,8 |
249 14,6 |
202 16,2 |
Hg |
|
|
151 18,7 |
242 14,8 |
Таблица 2.4
Отношение температуры Дебая наночастиц к для объемной фазы некоторых металлов, r – размер частицы
металл |
Ag |
Ag |
Ag |
Al |
Au |
Au |
Au |
In |
r (нм) |
~20 |
10-20 |
15 |
15-20 |
1,0 |
2,0 |
10,0 |
2,2 |
|
0,75 |
0,75-0,83 |
0,735 |
0,50-0,67 |
0,69 |
0,92 |
0,995 |
0,80 |
металл |
Pb |
Pb |
Pb |
Pb |
Pd |
Pd |
V |
V |
r (нм) |
2,2 |
3,7 |
6,0 |
20,0 |
3,0 |
6,6 |
3,8 |
6,5 |
|
0,87 |
0,90 |
0,92 |
0,84 |
0,64-0,83 |
0,67-0,89 |
0,83 |
0,86 |
В табл. 2.5 приведены значения и для элементов Менделеевской системы в алфавитном порядке.
Таблица 2.5
Дебаевская температура и наноразмерный максимум одноэлементных веществ
№ |
Название |
Символ |
Z |
|
|
|||||
1 |
Азот |
N |
7 |
79 |
25,9 |
|||||
2 |
Актиний |
Ac |
89 |
- |
- |
|||||
3 |
Алюминий |
Al |
13 |
394 |
11,6 |
|||||
4 |
Америций |
Am |
95 |
- |
- |
|||||
5 |
Аргон |
Ar |
18 |
85 |
28,0 |
|||||
6 |
Астатин |
At |
85 |
- |
- |
|||||
7 |
Барий |
Ba |
56 |
110 |
21,9 |
|||||
8 |
Бериллий |
Be |
4 |
1000 |
7,3 |
|||||
9 |
Берклий |
Bk |
97 |
- |
- |
|||||
10 |
Бор |
B |
5 |
2600 |
6,5 |
|||||
11 |
Бром |
Br |
35 |
- |
- |
|||||
12 |
Ванадий |
V |
23 |
390 |
11,7 |
|||||
13 |
Висмут |
Bi |
83 |
120 |
21,0 |
|||||
14 |
Водород |
H |
1 |
110 |
21,9 |
|||||
15 |
Вольфрам |
W |
74 |
310 |
13,1 |
|||||
16 |
Гадолиний |
Gd |
64 |
178 |
17,3 |
|||||
17 |
Галлий |
Ga |
31 |
240 |
14,8 |
|||||
18 |
Гафний |
Hf |
72 |
- |
- |
|||||
19 |
Гелий |
He |
2 |
26 |
45,1 |
|||||
20 |
Германий |
Ge |
32 |
360 |
12,1 |
|||||
21 |
Гольмий |
Ho |
67 |
191 |
16,6 |
|||||
22 |
Диспрозий |
Dy |
66 |
185 |
16,9 |
|||||
23 |
Европий |
Eu |
63 |
107 |
22,2 |
|||||
24 |
Железо |
Fe |
26 |
420 |
11,2 |
|||||
25 |
Золото |
Au |
79 |
170 |
17,6 |
|||||
26 |
Индий |
In |
49 |
129 |
20,2 |
|||||
27 |
Йод |
I |
53 |
- |
- |
|||||
28 |
Иридий |
Ir |
77 |
430 |
11,1 |
|||||
29 |
Иттербий |
Yb |
70 |
118 |
21,1 |
|||||
30 |
Иттрий |
Y |
39 |
256 |
14,4 |
|||||
31 |
Кадмий |
Cd |
48 |
120 |
21,0 |
|||||
32 |
Калий |
K |
19 |
100 |
23,0 |
|||||
33 |
Калифорний |
Cf |
98 |
- |
- |
|||||
34 |
Кальций |
Ca |
20 |
230 |
15,2 |
|||||
35 |
Кислород |
O |
8 |
46 |
33,9 |
|||||
36 |
Кобальт |
Co |
27 |
385 |
11,7 |
|||||
37 |
Кремний |
Si |
14 |
625 |
9,2 |
|||||
38 |
Криптон |
Kr |
36 |
73 |
26,9 |
|||||
39 |
Ксенон |
Xe |
54 |
55 |
31,0 |
|||||
40 |
Кюрий |
Cm |
96 |
- |
- |
|||||
41 |
Лантан |
La |
57 |
132 |
20,0 |
|||||
42 |
Литий |
Li |
3 |
400 |
11,5 |
|||||
43 |
Лоуренсий |
Lr |
103 |
- |
- |
|||||
44 |
Лютеций |
Lu |
71 |
207 |
15,9 |
|||||
45 |
Магний |
Mg |
12 |
318 |
12,9 |
|||||
46 |
Марганец |
Mn |
25 |
400 |
11,5 |
|||||
47 |
Медь |
Cu |
29 |
315 |
13,0 |
|||||
48 |
Менделевий |
Md |
101 |
- |
- |
|||||
49 |
Молибден |
Mo |
42 |
380 |
11,8 |
|||||
50 |
Мышьяк |
As |
33 |
285 |
13,6 |
|||||
51 |
Натрий |
Na |
11 |
150 |
18,8 |
|||||
52 |
Неодим |
Nd |
60 |
157 |
18,4 |
|||||
53 |
Неон |
Ne |
10 |
63 |
29,0 |
|||||
54 |
Нептуний |
Np |
93 |
186 |
16,8 |
|||||
55 |
Никель |
Ni |
28 |
375 |
11,9 |
|||||
56 |
Ниобий |
Nb |
41 |
275 |
13,9 |
|||||
57 |
Нобелий |
No |
102 |
- |
- |
|||||
58 |
Олово |
Sn |
50 |
170 |
17,6 |
|||||
59 |
Осмий |
Os |
76 |
400 |
11,5 |
|||||
60 |
Палладий |
Pd |
46 |
275 |
13,9 |
|||||
61 |
Платина |
Pt |
78 |
230 |
15,2 |
|||||
62 |
Плутоний |
Pu |
94 |
150 |
18,8 |
|||||
63 |
Полоний |
Po |
84 |
- |
- |
|||||
64 |
Празеодим |
Pr |
59 |
452 |
18,7 |
|||||
65 |
Прометий |
Pm |
61 |
- |
- |
|||||
66 |
Протактиний |
Pa |
91 |
- |
- |
|||||
67 |
Радий |
Ra |
88 |
- |
- |
|||||
68 |
Радон |
Rn |
86 |
- |
- |
|||||
69 |
Рений |
Re |
75 |
416 |
11,3 |
|||||
70 |
Родий |
Rh |
45 |
- |
- |
|||||
71 |
Ртуть |
Hg |
80 |
100 |
23,0 |
|||||
72 |
Рубидий |
Rb |
37 |
56 |
30,7 |
|||||
73 |
Рутений |
Ru |
44 |
282 |
11,8 |
|||||
74 |
Самарий |
Sm |
62 |
156 |
17,9 |
|||||
75 |
Свинец |
Pb |
82 |
88 |
24,6 |
|||||
76 |
Селен |
Se |
34 |
150 |
18,8 |
|||||
77 |
Сера |
S |
16 |
- |
- |
|||||
78 |
Серебро |
Ag |
47 |
215 |
15,7 |
|||||
79 |
Скандий |
Sc |
21 |
359 |
12,1 |
|||||
80 |
Стронций |
Sr |
38 |
147 |
19,0 |
|||||
81 |
Сурьма |
Sb |
51 |
200 |
16,3 |
|||||
82 |
Таллий |
Tl |
81 |
96 |
23,5 |
|||||
83 |
Тантал |
Ta |
73 |
225 |
15,3 |
|||||
84 |
Теллур |
Te |
52 |
139 |
19,5 |
|||||
85 |
Тербий |
Tb |
65 |
188 |
16,8 |
|||||
86 |
Технеций |
Tc |
43 |
- |
- |
|||||
87 |
Титан |
Ti |
22 |
380 |
11,8 |
|||||
88 |
Торий |
Th |
90 |
100 |
23,0 |
|||||
89 |
Тулий |
Tm |
69 |
200 |
16,3 |
|||||
90 |
Углерод |
C |
6 |
1860 |
5,3 |
|||||
91 |
Уран |
U |
92 |
210 |
15,9 |
|||||
92 |
Фермий |
Fm |
100 |
- |
- |
|||||
93 |
Фосфор |
P |
15 |
- |
- |
|||||
94 |
Франций |
Fr |
87 |
- |
- |
|||||
95 |
Фтор |
F |
9 |
- |
- |
|||||
96 |
Хлор |
Cl |
17 |
- |
- |
|||||
97 |
Хром |
Cr |
24 |
460 |
10,7 |
|||||
98 |
Цезий |
Cs |
55 |
40 |
36,4 |
|||||
99 |
Церий |
Ce |
58 |
139 |
19,5 |
|||||
100 |
Цинк |
Zn |
30 |
234 |
15,0 |
|||||
101 |
Цирконий |
Zr |
40 |
250 |
14,6 |
|||||
102 |
Эйнштейний |
Es |
99 |
- |
- |
|||||
103 |
Эрбий |
Er |
68 |
- |
- |