2.7.7. Пиролиз
(термическое разложение)
Наночастицы могут образовываться в результате разложения при высокой
температуре. Пиролизом формиатов железа кобальта меди в вакууме или
инертном газе при температуре 470-530 К получают дисперсные порошки
металлов со средним размером частиц 100-300 нм.
Суммарная реакция пиролиза в общем виде:
2
2
2
2
(
)
HCOO Me
MeO
H
CO
CO
H O
Me
.
Плазмохимический способ
Испаряются источник металла, пары которого взаимодействуют с
реакционным газом. Используется низкотемпературная (4000-8000 К) азотная,
углеводородная, аргоновая плазма дугового, тлеющего или СВЧ –разряда. Это
основной способ получения нанопорошков нитридов, боридов, карбидов и
оксидов. Плазменным способом получены нанопорошки
,
,
,
Fe Co Mo Ti
.
Исходное сырье: металлы, неметаллы, галогениды, карбидизаторы
4
3
8
,
CH
C H
.см
рис. 2. 7.
Рис. 2.7. Схема установки для получения нанопорошка плазменной струей: 1-тигель с
образцом, 2-плазмотрон, 3-плазма, 4-зона конденсации, 5-пластинчатые охлаждаемые
сборники наноматериала, 6-емкость для сбора готового продукта. [5]
106
2.7.8. Способы консолидации наноразмерных порошков
Технологические процессы - спекание, прессование, прокатка, экструзия
как способы консолидации наноразмерных порошков.
Увеличение дисперсность порошков повышает адгезионную активность,
склонность к агрегированию и сопровождается снижением их уплотняемости
при прессовании.
Прессование
– технологическая операция образования порошковой формы
с заданными размерами и плотностью. Статическим одноосным прессованием
компактируют, например, смеси нанопорошков
2
3
2
Dy O
TiO
.
Гидростатическое прессование порошок засыпают в эластичную оболочку
и помещают в герметичную рабочую камеру в жидкость (масло, вода
глицерин), на которую создают внешнее давление.
Динамическое прессование напорошков ударными волнами позволяет
преодолевать силы адгезионного сцепления за счет быстрого движения частиц.
Спекание
-процесс нагрева и выдержки порошковой формовки при
температуре ниже точки плавления основного компонента с целью обеспечения
заданных механических и физико-химических свойств.
Спекание необходимо проводить так, чтобы размер зерен не увеличивался.
Рабочая температура порядка 0,5 температуры плавления. Так получают
наносистемы
Ni
Al
,
2
3
2
Al O
ZrO
. Прессование с последующим спеканием
консолидирует наноалмазные композиты, металлы-
,
,
,
,
,
Nb W Ta Mo Ni Co
; карбиды-
,
,
TiC NbC WC
; композиции карбид-металл, оксид алюминия.
Ультразвук применяют для получения высокой плотности нанопорошков.
Разрушаются агломерации частиц, уменьшается упругое последействие в
прессовке в 3-4 раза. Ультразвуковое воздействие эффективно при прессовании
изделий из нанопорошков оксидной керамики.
Прокатка
нанопорошков
осуществляется
путем
направления
нанопорошков в область двух вращающихся навстречу друг другу валов.
Силами трения порошок увлекается в зазор между валами и уплотняется после
них. Консолидация возникает из-за наличия пор между частицами. Так
получают промежуточные слои для диффузионной сварки разнородных
материалов. Исходными являются порошки
,
,
,
,
,
Fe Ni Co Cu Mo W
.
Экструзия
– метод прессования состоящий в продавливании порошка
через узкое отверстие. Пористость материала после экструзии стремиться к
нулю. Метод применяют для плохо прессуемых тугоплавких материалов и их
соединений.
107
Достарыңызбен бөлісу: |