Наноұнтақтарды алу әдістері: Газдық фазалық синтез әдісі.

Изоляцияланған нанөбөлшектерді әдетте металлды, құйма немесе жартылай өткізгіштерді инертті газ атмосферасында төмегі қысымды қадағалап буландыру арқылы алады. Нанокристалл порошокты алудың ең қарапайым тәсілі. Ваккумда буланумен салыстырғанда сиретілген инертті атмосферадағы зат атомдары газ атомдарымен соқтығысқанда кинетикалық энергетикасынан тезірек айырылады. Бұл бағыттағы бірінші жұмыстарды 1912 жылы, вакуумда Zn, Cd, Se, As және сутек, азот, көмірқышқыл газдарының булануын зерттеген. Нәтижесінде алынатын бөлшектердің размері қысыммен газдың атомдық массасына байланысты екенін анықтады. Ғалымдар қыздырылған вольфрам жібі бар алтынды, азот қысымы 0,3 мм рт.ст (40Па) да конденсатта бөлшектін сфералық диаметрі 1,5 нан 10 нм болатын бөлшектерді алды. Олар бөлшектің өлшеміне қысыммен булану жылдамдығынын төмендігі әсер ететінің анықтады. Әр тірлі қысыдағы H₂, Ge, Ar газдарды конденсациялау арқылы алтынды буландырып 100 ден 20 нмге дейін бөлшектерді алуға болатынын анықтады. Буланумен конденсация арқылы алынған нанокристалл бөлшектерінің размері: нм. Нанокристалл бөлшектерін булану және конденсациямен алу әдісінің негізгі заңдылықтары: нанобөлшектер конденсациязонасында буды суыту кезінде пайда болады, бірінші будың қысымын бірнеше жүз паскельге дейін тез көтереді, кейін жайлап 2500 Паскальға дейін жай әкеледі, Бір қысымда гелийден ксенонға газдардың ауысу кезінде, яғни тығыздығы төмен газдан тығыздығы жоғары газға ауыссу кезінде бөлшектердің өсуі бірнеше есе өседі.

12.Ұнтақтарды механикалық майдалау. Левитациялық- ағындық әдіс (flowing gas evaporation technique)

Левитация- өзге объектілер мен тікелей жанасуынсыз объектінің гравитациялық өрістегі тұрақты орналасуы. Бұл жағдайда левитация үшін ауырлық күшін компенсациялайтын күштің болуы, ал екіншіде нобъектінің тұрақтылығын қамтамасыз ететін қайта келтіретін күштің болуы.

Инертті газ ағынындағы металдың булануы, мысалға жоғары жиілікті электромагнит өрісімен үздіксіз қоректеніп, қыздырылатын сұйық металл тамшысынан. Газ ағынының жылдамдығының артуымен бөлшектердің орташа өлшемдері 500нм-ден10нмге дейін кішірейедіде, бөлшектердің өлшем бойынша таралуы азаяды.

Бөлшектерінің (ромбылық формадағы) өлшемдері 20-дан 300нм-ге дейінгі марганецтің, сурьманың аморфты структурадағы және бөлшектерінің орта өлшемі 20нм және басқада наноұнтақтаралынған. М.Я.Ген және А.В.Миллер жасаған металдар, құймалар, оксидтер және металдардың басқада қоспаларының ультрадисперсті ұнтақтарын конденсациялық алудың левитация ағындық әдісі өлшемдерінің субмикронды және нанометрлік

диапазонында осындай дисперсті жүйелерді синтездеудің ең бір

алғыр әдісі болып табылады. Бұл әдістің мағынасы: қарсы токтық электромагнит индукторы өрісінде контактісіз ілініп тұрған металл тамшысы инертті газ ағынымен үрленеді, соның нәтижесінде металл буының тез

салқындауы орыналып, конденсацияланған фазаның ұрықтары

пайда болып, бөлшектер оларға металл буының

конденсациялануы және өзара коалесценциясы (слияниечастиц)

нәтижесінде ұлғайады. Пайда болған аэрозоль конденсация

зонасына нинертті газдың ағынымен шығарылып, фильтрге

ұсталады.

13. Өткізгіштердің электрлік жарылыс әдісі. Бұл әдісте диаметрі 0,1 -1,0 метрге дейінгі өткізгіш сымдарды қолданады. Оның ішіндегі инертті немесе химиялық активті орта арқылы ток жібереді. Ток шамасы шамамен 10⁴-10⁵ A/мм². 10^-5-10^-7c ішінде жарылыс болады және өткізгіш шашырап кетеді.Сол арқылы нанобөлшектер алынады. Бұл процесс күш-толқындық синтез әдісіне ұқсас. Тек бұл әдісте жарылмайды, ток импульсы беріледі. Металлды 10⁷ К\с. Заттың кеңею жылдамдығы 5* 10³ м\с. Күш толқындарының фронтындағы қысымы жүздеген МПа га барады, ал температурасы 10000 Кға жақын. Осылай металлдардың ұнтағын, ал сол ұнтақ ішіндегі оксидті, натридті қоспасы бар наноұнтақтарды алуға кең қолданады.

Өте қуатты ток импульсі өткен сымның материалы, өлшемдері 5нм –ден 1мм-ге дейінгі бөлшектер түзіп, бұзылады, олардың бір бөлігі буланады не сұйық тамшылар ретінде ұшып кетеді.

Буланып кеткен фазадан, тез кеңейіп жатқан бу ағынында кондесациялану нәтижесінде нанобөлшектер түзіледі.

Өлшемдері өткізгішке енгізілген энергиямен оны енгізу жылдамдығына байланысты. Бұл әдіспен металдық және оксидтік наноұнтақтар алуға болады. 1 –ток көзі, 2 –конденсатор (энергия жинақтау үшін), 3 –сымдыберріптұратын механизм, 4 –сым, 5 -жоғары кернеуліэлектрод, 6 -коммутатор, 7 -НҰ жинақтауыш, 8 –вентилятор, 9 -камера.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: