Получить нанопорошок поможет ускоритель электронов

Высокоэнергетичный поток электронов выбивает атомы никеля из примера. При последующем осаждении никеля на подложке формируются наночастицы. Российские физики показали, что таковой метод получения наноразмерных порошков владеет ответственным преимуществом по сравнению с другими методиками: он разрешает приобретать фракции наночастиц определённого размера.

Как мы знаем, что нанопорошки возможно вводить в состав разных металлов, сплавов, смазок и масел для улучшения их характеристик. Эта методика работы с материалами выясняется действенной при применения нанопорошков, в которых нет посторонних примесей, а сами частицы близки друг к другу по размеру. Получение таких порошков – достаточно непростая задача.

Русские исследователи из Университета теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Хакасского национального университета им. Н. Ф. Катанова, Университета ядерной физики им.

Г. И. Будкера СО РАН и Бурятского национального университета внесли предложение высокопроизводительный способ синтеза нанопорошка никеля, снабжающий однородность частиц и отсутствие примесей. Результаты работы, поддержанной Русским фондом фундаментальных изучений и грантом главы Российской Федерации, размещены в издании «Физика жёсткого тела».

Для синтеза нанопорошков никеля употреблялся способ осаждения из высокотемпературной фазы. Процесс начинается с того, что высокоэнергетичный поток электронов, созданный ускорителем, выбивает атомы никеля из образцов техногенного происхождения. Образуется газ, содержащий атомы никеля.

Его температура достигает нескольких тысяч градусов Цельсия. Данный газ переносится в область пониженной температуры, где происходит осаждение никеля на намерено подготовленных подложках. Наслаиваясь друг на друга, атомы никеля формируют наночастицы.

Наряду с этим в совершённом опыте наблюдалась следующая закономерность: при осаждении образовывались две фракции частиц со средними размерами в 100 и 200 нм.

Юрий Гафнер и его коллеги кроме этого создали математическую модель, обрисовывающую процесс получения нанопорошков. Эта часть работы должна была ответить на вопрос о том, есть ли подобный итог случайностью либо закономерностью. Дело в том, что теоретические предсказания отрицают возможность одновременного получения двух наноразмерных фракций. Учёные прибегли к численному моделированию.

Они создали компьютерную модель, содержащую 85 тысяч одиночных атомов Ni. Для каждого из них решались уравнения перемещения Ньютона. Полученные результаты моделирования подтвердили экспериментальные эти.

Через 7 наносекунд совокупность приходит к стабильному состоянию и на графике зависимости количества частиц от их размеров очевидно видны два пика, соответствующие 100– и 200-нанометровым фракциям.

Подобные численные опыты были совершены и для других начальных количеств атомов никеля. Наряду с этим снова наблюдалось образование двух фракций с теми же размерами частиц. Так, увиденное в прямых опытах разделение синтезированных наночастиц Ni по фракциям, по-видимому, считается закономерностью.

Она не была предсказана теоретически до начала опытов, потому, что аналитическое рассмотрение громадных молекулярных совокупностей неизбежно сопровождается множественными упрощениями. Учёные очень отмечают, что

«настоящими факторами, талантливыми оказать влияние на величину синтезированных наночастиц, смогут быть изменение концентрации атомов в пространстве и скорость охлаждения».

Источник информации: С. П. Бардаханов, Ю. Я. Гафнер, С. Л. Гафнер, А. И. Корчагин, В. И. Лысенко, А. В. Номоев Получение нанопорошка никеля испарением исходного крупнодисперсного вещества на ускорителе электронов, Физика жёсткого тела, 2011, том. 53, вып. 4. 

Случайные записи:

• В «робошколе» на вднх начинается новый учебный год
• Ученые нашли способ упрочнения и повышения эластичности природных белковых волокон

A video from Hadron Collider near Moscow has appeared

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Физиками получены первые изображения атомных спинов

  Не смотря на то, что ученые спорят о том, что развивающееся направление – спинтроника – может стать козырем электроники в игре по созданию нового…

• «Кроличьи норы» для электронов

  Физики замечали необыкновенное перемещение электронов вглубь кристалла полуметалла Вейля по особенным проводящим каналам. Исследователи из Принстонского…

• Золотые катализаторы позволяют получить этилен из метана

  Исследователи из групп Торстена Бернхардта (Thorsten M. Bernhardt) из Университета Ульма (Германия) и Узи Ландмана (Uzi Landman) из Технологического…

• Металлоорганический каркас и солнце помогут выжить в пустыне

  Инженеры из Массачусетского технологического университета предложили новое устройство для «вытягивания» воды из воздуха. Вего базе лежит специально…