Современные проблемы физики наноструктурных материалов .Терминология и классификация. Общая характеристика наноматериалов
Содержание
- 2. Страница группы в социальной сети «Вконтакте» http://vk.com/club82479581 или страница Айрат Назаров, группа «Магистранты кафедры ФТН БашГУ»
- 3. Современные проблемы физики наноструктурных материалов Часть 1 Терминология и классификация Общая характеристика наноматериалов Лекция 1 (слайды
- 4. НАНО… БУМ Нанотехнология, нанообъекты, нанокластеры, наночастицы, нанопроволоки, нановолокна, наностержни, нанопленки, нанопластинки, наноленты, нанослои, нанокристаллы, нанокристаллические материалы,
- 5. ТЕРМИНОЛОГИЯ ПО НАНОМАТЕРИАЛАМ ГОСТ Р 55416-2010 Нанотехнологии. Часть 1. Основные термины и определения Нанотехнология - совокупность
- 6. ТЕРМИНОЛОГИЯ ПО НАНОМАТЕРИАЛАМ ГОСТ Р 56085-2014 Нанотехнологии. Часть 4. Материалы наноструктурированные. Термины и определения Материал относят
- 7. ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАНОМАТЕРИАЛОВ 1. Геометрический подход Свойства наноматериалов в значительной степени определяются свойствами границ раздела,
- 8. ИДЕЯ О НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ (H. GLEITER, 1980-Е ГОДЫ) Границы зерен обладают атомной структурой и, соответственно, свойствами,
- 9. ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАНОМАТЕРИАЛОВ 2. Физический подход (размерные эффекты) Новые физические эффекты возникают, когда размер структурных
- 10. ПРИМЕР КВАНТОВОГО НАНООБЪЕКТА Квантовые загоны из 48 атомов железа на поверхности меди Изображения волновых функций получены
- 11. НЕДОСТАТКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПО РАЗМЕРНОМУ ЭФФЕКТУ Для одного и того же типа нанообъекта, наноматериала характерные размеры структурных
- 12. КЛАССИФИКАЦИЯ НАНООБЪЕКТОВ ГОСТ Р 54622-2011/ISO/TS 27687:2008 Нанотехнологии. Термины и определения нанообъектов. Наночастица, нановолокно и нанопластина
- 13. КЛАССИФИКАЦИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ H. Gleiter, Acta Materilalia, 2000, v. 48, p. 1
- 14. ПРИМЕРЫ НАНОМАТЕРИАЛОВ. МНОГОСЛОЙНЫЕ ПЛЕНКИ d ≈ 5 нм Многослойные нанопленки Cu/Co (Категория 1, семейство 2). При
- 15. ПРИМЕРЫ НАНОМАТЕРИАЛОВ. ОДНОФАЗНЫЕ НАНОКРИСТАЛЛЫ Поликристаллические однофазные материалы с размером зерен порядка и менее 100 нм (категория
- 16. ПРИМЕРЫ НАНОМАТЕРИАЛОВ. УПРОЧНЕННЫЕ ДИСПЕРСНЫМИ НАНОЧАСТИЦАМИ СПЛАВЫ Поликристаллические многофазные однофазные материалы с матричной структурой, содержащие наночастицы упрочняющей
- 17. Физические причины специфики наноматериалов
- 18. Часть 2 Методы получения наноматериалов. Общая характеристика и классификация.
- 19. ДВА ОСНОВНЫХ ПОДХОДА К ПОЛУЧЕНИЮ НАНОМАТЕРИАЛОВ 1. Методы «снизу-вверх» (bottom-up) 1. Дезинтеграция на отдельные атомы 2.
- 20. ДВА ОСНОВНЫХ ПОДХОДА К ПОЛУЧЕНИЮ НАНОМАТЕРИАЛОВ 2. Методы «сверху-вниз» (top-down) Деление зерен с сохранением сплошности материала.
- 21. Классификация методов получения наноматериалов
- 22. МЕТОД ИСПАРЕНИЯ-КОНДЕНСАЦИИ. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ Принципиальная схема получения нанопорошка методом термического испарения и конденсации материала из паровой
- 23. ТЕРМОДИНАМИКА ОБРАЗОВАНИЯ КЛАСТЕРОВ Изменение термодинамического потенциала при образовании зародыша радиуса r : μ’,μ - химпотенциалы твердой
- 24. ТЕРМОДИНАМИКА ОБРАЗОВАНИЯ КЛАСТЕРОВ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) Изменяя пересыщение пара, можно изменять критический радиус зародышей твердой фазы, то есть
- 25. ЛОГ-НОРМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ НАНОЧАСТИЦ Размеры наночастиц подчиняются логнормаль-ному закону распределения. Это означает, что логарифм размеров зерен
- 26. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ МЕТОДОМ ИСПАРЕНИЯ И КОНДЕНСАЦИИ Образование наночастиц происходит при охлаждении пара в зоне конденсации,
- 27. СХЕМА УСТАНОВКИ ГЛЯЙТЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛОВ Г. Гляйтер, 1980-е гг. Узел компактирования при высоком давлении Узел
- 28. ХИМИЧЕСКАЯ КОНДЕНСАЦИЯ ИЗ ПАРОВОЙ ФАЗЫ (CVС- CHEMICAL VAPOR CONDENSATION) ( ИНОГДА - МЕТОД ПАРОФАЗНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ )
- 29. ПРИМЕР. ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА РУДСКОЙ А.И. И ДР., С. 55-56 Fe(CO)5 → Fe (тв.) + 5CO
- 30. ЛЕВИТАЦИОННО-СТРУЙНЫЙ МЕТОД (МЕТОД ГЕНА-МИЛЛЕРА) М.Я. ГЕН И А.В. МИЛЛЕР, ИХФ АН ССР, 1961 HTTP://NANORF.RU/EVENTS.ASPX?CAT_ID=223&D_NO=4188 Суть метода
- 31. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ ПРОВОЛОК С.В. МАТРЕНИН, С. 26 1- высоковольтный источник питания, заряжающий емкостный накопитель энергии 2.
- 32. МЕТОДЫ РАСПЫЛЕНИЯ РАСПЛАВА СМ. БАЛОЯН Б.М., С. 39-40 Охлаждение на диске Ударное распыление Зубчатая поверхность барабана,
- 33. МЕТОД МЕХАНИЧЕСКОГО РАЗМОЛА ПОРОШКОВ Первоначально метод был разработан как метод механического сплавления (mechanical alloying, Benjamin J.S.
- 34. ЧТО ПРОИСХОДИТ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОМ РАЗМОЛЕ Fecht H.J. В порошках при столкновениях между шарами происходит высокоскоростная, интенсивная
- 35. ВИДЫ МЕЛЬНИЦ аттритор вибрационная планетарная барабанная (шаровая) (attrition – истирание)
- 36. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ ПРИ РАЗМОЛЕ. 1. НАСЫЩЕНИЕ РАЗМЕРА ЗЕРЕН, ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ Примерно после 10 ч размола
- 37. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ ПРИ РАЗМОЛЕ. 2. ЗАВИСИМОСТЬ МИНИМАЛЬНОГО РАЗМЕРА ЗЕРЕН ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА Чем выше
- 38. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУРЫ ПРИ РАЗМОЛЕ. 3. ЗАВИСИМОСТЬ УРОВНЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА Чем выше
- 39. ЗАПАСЕННАЯ ЭНЕРГИЯ В НАНОКРИСТАЛЛАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ШАРОВЫМ РАЗМОЛОМ После обычной деформации (например, прокатки) запасенная энергия составляет малую
- 40. МЕТОДЫ КОНСОЛИДАЦИИ НАНОПОРОШКОВ (КОМПАКТИРОВАНИЕ) Для получения наноматериала нанопорошки компактируют. Две стадии компактирования: формовка и спекание (они
- 41. ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ И РАЗМЕРА ПОРОШКОВ НА ПЛОТНОСТЬ КОМПАКТИРОВАННОГО НАНОМАТЕРИАЛА (М.И. АЛЫМОВ) При компактировании под давлением при
- 42. УСТАНОВКА ДЛЯ СПЕКАНИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (М.И. АЛЫМОВ, ИМЕТ РАН) Давление – одноосное от пресса; для активации
- 43. УСТАНОВКА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕССОВАНИЯ (О.Л. ХАСАНОВ, ТОМСК) Воздействие ультразвука повышает пластичность, снижает трение между порошками и
- 44. МЕТОД ГАЗОВОЙ ЭКСТРУЗИИ
- 45. ПРОЦЕСС СПЕКАНИЯ НАНОЧАСТИЦ Механизмы спекания Атомистическое моделирование В процессе спекания происходит интенсивная миграция атомов по различным
- 46. ПРЕИМУЩЕСТВО СПЕКАНИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Приложение давления в прочессе спекания существенно снижает требуемую для полной консолидации температуру,
- 47. ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОТНОСТИ НК НИКЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ СПЕКАНИЯ БЕЗ ДАВЛЕНИЯ И ПОД ДАВЛЕНИЕМ (М.И. АЛЫМОВ) Спекание под
- 48. МЕТОД ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ Метод основан на осаждении ионов металлов из электролита под действием постоянного или импульсного тока
- 49. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВИД И КАЧЕСТВО ОСАЖДАЕМОГО МАТЕРИАЛА Электролит (состав, pH, температура) Подвод энергии (постоянный или импульсный
- 50. ЭЛЕКТРОЛИТ Составы: Соли металлов: сульфаматы (соли сульфаминовой кислоты) NH2SO3Me , сульфаты MeSO4, хлориды (MeCl), цианиды (MeCN),
- 51. РЕАКЦИИ, ПРОИСХОДЯЩИЕ НА КАТОДЕ Основная реакция - осаждение ионов металла: Mez+ + ze- → Me Сопровождающая
- 52. ПОДВОД ЭНЕРГИИ Постоянный или импульсный ток Если ток контролируется диффузией ионов металла Mez+ в растворе, предельное
- 53. АНОД Используются два типа анодов: Растворимые. Из того же металла, который осаждается. По мере уменьшения концентрации
- 54. СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОСАЖДЕННЫХ СЛОЕВ В начале роста пленки высока скорость зарождения кристаллитов – мелкое зерно; с простом
- 55. ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ Размер зерен: от 3 нм десятков микромтеров Толщина пленок: до нескольких миллиметров Изготовление
- 56. НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ОСАЖДЕНИЯ НАНОСТРУКТУРНОГО ЛИСТА ИЛИ ФОЛЬГИ
- 57. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ С НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ
- 58. МЕТОД КОНТРОЛИРУЕМОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ АМОРФНОГО СОСТОЯНИЯ Аморфная Поликристаллическая Нанокристаллическая Испарение,плавление, деформация, облучение Отжиг, кристаллизация
- 59. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ 1. Высокоскоростное ионно-плазменное и термическое напыление материала на охлаждаемую жидким азотом подложку
- 60. МЕТОДЫ РАСПЫЛЕНИЯ РАСПЛАВА (ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ, ПОВТОР СЛАЙДА) Охлаждение на диске Ударное распыление Зубчатая поверхность барабана,
- 61. МЕТОДЫ БЫСТРОЙ ЗАКАЛКИ ИЗ РАСПЛАВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО СОСТОЯНИЯ (СПИННИНГОВАНИЯ) Аморфные ленты Необходимые условия аморфизации: высокая
- 62. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ СКЛОННОСТИ К АМОРФИЗАЦИИ (СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ) 1. Введение в состав сплавов специальных легирующих элементов –
- 63. СПЛАВ FINEMET® C НАНОСТРУКТУРОЙ (Y. YOSHIZAWA, K. YAMAUCHI, MATER.TRANS. JIM, 1990, 31, P. 307) Сплав Fe76.5-хCu1NbхSi13.5B9
- 64. МИКРОСТРУКТУРА СПЛАВА FINEMET
- 66. Скачать презентацию