Наноматериалдарды алудың физикалық, механохимиялық және химиялық әдістерін атаңыз

Физикалық әдіс. Физикалық синтездеу газфазалық, механохимиялық секілді әдістер, яғни көп жағадайда жоғарыдан төмен синездеу қолданылады. Бұл әдістер көр энергия жұмсалуын қажер етеді. Газфазалық әдіс негізінен леаитационды-ағынды генераторда жүргізіледі. Бұл әдісте темірдің тамшысын инертті ортада буландырып, бірден қайта суыту арқылы металдың нанобөлшектерін алады, ал алынған нанобөлшектерді фильтр аркылы бөліп алып, контейнерге жинайды. Бұл әдіспен алынған нанобөлшектер полидисперсті болады және оның өлшемі газдың, қысымның, салқындату жағдайына және инертті газға байланысты өзгеріп отырады. Бөлшектер 20-100нм аралығында жатады.

Химиялық әдіс. Химиялық ең қарапайым әдіс ретінде темірдің жаңа дайындалған оксолатын ыдырату арқылы темірдің нанобөлшектерін алуға болады. Зерттеулер нәтижелері бойынша атмосфералық жағдайда алынған наноұнтақтар көбіне тотығып металл оксидтерін түзіп кетіп жатады. Пирофорлы ұнтақтар алу үшін бағыттаушы ретінде дәстүрлі әдістерде қымыз қышқылының қалдығын қолданады.

Темір оксолатын алу үшін Мор тұзының FeSO₄•(NH₄)₂SO₄•6H₂O (жаңа дайындалған сулы ерітіндісін) және натрий оксолатын эквимолярлы мөлшерлерін араластырады. Тұндырылған FeC₂O₄•2H₂O дигидрат сары тұнбасын фильтрлейді және кептіреді. Кептірілген ұнтақты пробиркаға салып, жанарғының жалынына алып барады. Пробирканың ауызын мақмамен жауып қояды және оны вертикальды етіп ұстайды, себебі дегидратация кезіндегі су (150⁰С) қызған пробирканың түбімен түйіспеу үшін.

FeC₂O₄ = Fe + 2CO₂.

Пробирка ішіндегі барлық ылғалдың барлықы ұшып кетіп, пробирка түбенде тек қара ұнтақ қалған кезде эксперимент аяқталды деуге болады. Қара ұнтақтың қасиеттерін зерттеу үшін оның магнитке деген қасиетін прибиркаға магнит жақындату арқылы көруге болады.

Пирофорлы темірдің қасиеттерін зерттеу үшін оны ақ қағаздан 1м қашықтықтан төгеді.

Механохимиялық синтез дегеніміз сұйықтар мен қатты денелерде кез келген механикалық әсер ету кезінде жүретін және заттарды құрылымдық және фазалық өзгерістерге ұшырататын жаңа химиялық қосылыстар мен композициялар түзетін физикалық-химиялық үдерістер жиынтығы. Механохимиялық үдерістер кәдімгі кристалл құрылымдардың түзілуі қиындаған кезде салыстырмалы төмен температурада жүзеге асады, бұл заттардың нанокристалды және аморфты жағдайда түзілуіне әкеледі. Бұл жағдайда механикалық активация мен механикалық синтезге (немесе құймаға) әкелетін үдерістерді қарастырады. Егер механикалық ісер ету кезінде жаңа бет қабатының құрылуы кристалдардың әр түрлі ақауларының жинақталуы мен қатты заттардың аморфтенуі орын алса, онда активация туралы айтуға тура келеді, өйткені жоғарыда көрсетілген барлық құрылымдық өзгерістер күштің кристалдарда жинақталуына әкеледі және келесі химиялық айналудың активация күшін азайтуға қабілетті. Алайда, егер механикалық әсер етумен бір мезгілде құрауыштар арасында химиялық әсер ету жүрер болса, онда синтездену туралы айтуға тура келеді. Бұл екі тусінік төмендегі түрде де тусіндіріледі: егер механикалық әсер ету мен кернеу өрісінің уақыты, сонымен қатар оның релаксация уақыты химиялық реакция уақытынан көп болса, онда жаңа қосылыстардың химиялық синтезіне әкелетін механохимиялық үдерістері туралы айтуға тура келеді. Механикалық әсер ету уақыты (кернеу өрісінің уақытының түзілуі) химиялық реакция жылдымдығының аз болған жағдайда, бұл екі үдеріс уақыт бойынша бөлінген және бұл механикалық активацияға жатады. Бұл екі жағдай да механикалық-химиялық өңдеуге жатады.

Механикалық-химиялық өңдеуді затты уату кезінде соққы мен ысылу эффектісі жүзеге асатын жоғары қуатты диірмендерде (планетарлы, дірілдік және т.б.) жүргізеді. Қандайда болсын ұсату қондырғысын (немесе басқаша айтқанда – механикалық реакторды) қолдану онда механикалық әсер етудің ерекшелігі ретінде ғана емес, сонымен бірге ұнтақ материялдарды уату мен синтездеудің нақты міндеттерін шешу болып анықталады. Егер дірілдік диірмендердегі негізгі әсер ету – бұл соққы болса,онда планетарлы диірмендерде өңделетін материал соққыға да, ысылуға да ұшырайды, яғни жылжымалы. Материалдағы құрылымдық өзгерістер қондырғының енергетикалық сипаттамасына (уату ыдысы мен платформасының айналу жылдамдығына), уату ыдысының көлеміне және оның ұнтақпен шарлар мен толу дәрежесіне байланысты.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: