Нанотехнология негіздері оқу құралы Алматы
«Жоғардан-төменге» нанотехнологиясы
жүктеу/скачать 3,32 Mb.
|
treatise34956
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.3 Қатты денелi химиялық реакциялар
| 3.2 «Жоғардан-төменге» нанотехнологиясы
Қатты денелi кластерлер көптеген наноқұрылымдар құрамына денені қалыптастырушы негiзгi бiрлiктер түрiнде кіреді. Мұндай кластерлердiң мысалы, ерітіндіден немесе балқымадан кристалдану, пісіруден, әртүрлі түрдегі мартенситтік айналулардан, аморфтық жүйеден кристалдану, спинодальдық ыдыраулардан, магниттік және сегнетоэлектрлік пайда болуына алып келетін процестер табиғатта өте көп тараған. Бұл барлық процестер термодинамика заңдылықтарына бағынады, реттiлеу және өздiгiнен ұйымдасу құбылыстарымен бірге жүреді. Қатты денелі наножүйеде кластерлердің пайда болуы мен ұйымдасуы көп жағдайда оларды алудың тәсілдерімен анықталады. Алайда наноқұрылымдардың қалыптасуы жеке кластерлерден немесе массивті қатты денелерді наноқұрылымдаумен алу мүмкіндігі бар. Барлық осы әдістер металлдар, қорытпалар, оксидтер, керамикалар ж.т.б. негізінде наноматериалдарды алу үшін үлкен мағынаға ие. Наноқұрылымдардың қалыптасуынан басқа маңызды жағдай конструкциялық материалдардың сапасын мен қолдануын анықтайтын құрылымдық механикалық және жылулық қасиеттері болып табылады. Наноқұрылымдауға негізделген нанокластерлердi алудың төмендегі негiзгі әдiстерiн ерекше атап көрсетуге болады: 1. қатты денелi химиялық реакциялар, жеке алғанда металл тұздарының және кешенді металдардың жылулық ыдырау реакциясы; 2. механикалық химиялық синтез; 3. детонациялық синтез және электрлік жару; 4. қысым әсерi арқылы наноқұрылымдау; 5. аморфты балқымалардың кристаллизациясы және фазаларды бөлу; 6. наноқұрылымдардың пайда болуы мен кластерлердi компакттеу және консолидациялау. 3.3 Қатты денелi химиялық реакциялар Металл қосылыстарының жылулық ыдырау реакциялары күшті атомдық фонның құрылуына алып келеді, оларда атомдардың нуклеациясы жүреді және кластерлердiң жаңа фазасының пайда болуына алып келеді.Сонымен қатар бір немесе бірнеше ондаған атомдардың жаңа фазасынан және бірнеше фазалардың жиынтығынан тұратын нанокластрлерде түйіндердің пайда болуы мүмкін. Соңынан спонтанды термодинамикалық тиімді заттардың бірнеше нанофазаларға ыдырауымен іске асады (спинодалдық ыдырау). Нанокластерлердiң пайда болу әдісі көпсатылық, бифуркациялық процесстердің топтамасынан тұруы қажет . Бұлар нанокластерлердің тұрақты өлшемдегі ерекшеленген түрінің пайда болуына алып келуі мүмкін. Нанокластерлер атомдардың сиқырлы сандарынан тұрады. Нано кластерлердің пайда болу процесстерiн зерттеу үшін бiрiншi тәсіл тиiмдi болады - химиялық реакцияның кезінде нанокластерлердің нуклеация процессiнде белсендi ортаның пайда болуы. Диффузиялық өлшемдерімен шектелген жаңа фазаның кластерлерiнiң реакциондық ортада пайда болуы мүмкін, бұл кезде кластердің өлшемі L ~ (Dt)1/2 аралықтан кіші (D – кластер атомдарының диффузиялық коэффициентi, t - нуклеация уақыты).Бұл параметрді аналық ортадағы кластер ұяшықтарды қоршаған өлшеу параметрі деп есептеуге болады. Екі наножүйені қарап шығамыз: а) өзара әлсіз әсерлескен контактсыз нанокластерлер; б) өзара күшті әсерлескен контактыдағы нанокластерлер, мысалға күйдіру процестерінде пайда болатын. жүктеу/скачать 3,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|