пиролитическое получение нанопорошков

Термин

пиролитическое получение нанопорошков

Термин на английском

pyrolytic synthesis of nanopowders; nanopowder synthesis by pyrolysis

Синонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

пиролиз аэрозолей

Определение

метод получения нанопорошков металлов, сплавов или химических соединений (оксидов, боридов, нитридов, карбидов) путем термического разложения элементо- и металлоорганических соединений, гидроксидов, карбонилов, формиатов, нитратов, оксалатов, амидов, имидов и других солей металлов, которые при определенной температуре распадаются с образованием синтезируемого вещества и выделением газовой фазы.

Описание

Вариантом пиролиза является разложение металлоорганических соединений в ударной трубе с последующей конденсацией свободных атомов металла из пересыщенного пара. Закрытая с обеих сторон длинная стальная труба перегораживается на две неравные части тонкой диафрагмой из пленки или фольги. Более длинную часть трубы заполняют аргоном под давлением 1000-2500 Па с примесью 0.1-2.0 мол.% металлоорганического соединения. Другая часть трубы заполняется гелием или смесью гелия с азотом до тех пор, пока мембрана не прорвется. При разрыве мембраны возникает ударная волна, на фронте которой температура достигает 1000-2000 K. Ударный нагрев газа приводит к разложению металлоорганического соединения за несколько микросекунд и образованию свободными атомами металла сильно пересыщенного пара, способного к быстрой конденсации.

Комбинацией термического разложения и конденсации является сверхзвуковое истечение газов из камеры, в которой поддерживаются повышенные давление и температура, через сопло в вакуум. Тепловая энергия молекул газа переходит в кинетическую энергию сверхзвукового потока, газ при расширении охлаждается и превращается в пересыщенный пар, в котором образуются кластеры, содержащие от двух до миллиона атомов.

Высокодисперсные порошки карбида и нитрида кремния получают пиролизом поликарбосиланов, поликарбосилоксанов и полисилазанов, первоначальный нагрев осуществляют с помощью низкотемпературной плазмы или лазерного излучения. Пиролиз борсодержащих полимеров (полиборазин, полиборазол, поливинилборазин, поливинилпентаборан и др.) используется для получения нанокристаллического карбида бора.

Основной недостаток термического разложения - малая селективность процесса, так как продукт реакции обычно представляет собой смесь целевого продукта и других соединений. Средний размер частиц порошков, полученных пиролизом, зависит от природы исходных реагентов и составляет от 50 до 300 нм.

Авторы

• Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.

Ссылки

1. А. И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Изд. 2-е, исправленное и дополненное. Москва: Наука-Физматлит, 2007. 416 с.
2. A. I. Gusev, A. A. Rempel. Nanocrystalline Materials. Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. 351 pp.

Иллюстрации

Теги

методы получения нанопорошков

Разделы

Объекты традиционных технологий («нанопорошки», нанопористые материалы, золи, гели, эмульсии, наногетерогенные полимеры и т.д.)
Технология

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)