docSlajd 1
download 
Reklamacja Transkrypt
Slajd 1
2012-05-28 Synteza Nanoproszków Metody Fizyczne Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Bottom Up – Metody fizyczne • • • • • Kondensacja z gazu obojętnego (IGC), Osadzanie fizyczne z fazy gazowej (PVD), Rozpraszanie, Procesy plazmowe, … Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Kondensacja w gazie obojętnym Materiał, najczęściej metal, jonów, zostaje odparowany, pary zostają uniesione przez gaz obojętny, kondensują w zimnej strefie w postaci nanoproszku o wąskim rozkładzie wielkości. , najczęściej Ar, wybija z powierzchni materiału atomy, jony i niewielkie klastery (cząstki). 1 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Kondensacja w gazie obojętnym Fe Ag Gd Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Fizyczne i chemiczne osadzanie z fazy gazowej - PVD Rozszerzenie metody IGC o reakcję par metali z gazem. Produktem najczęściej są tlenki. Fe2O3 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Wyładowanie w łuku elektrycznym, generator plazmowy Metal jest odparowywany w trakcie wyładowania łukowego/zimnej plaźmie w atmosferze gazu obojętnego. Możliwa jest również reakcja z gazem – tlen, azot, amoniak. 2 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Wyładowanie w łuku elektrycznym, generator plazmowy Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Wyładowanie w łuku elektrycznym, generator plazmowy Ti, 32 m2/g, 22 nm W, 12 m2/g, 25 nm TaC, 36 m2/g, 12 nm SiO2, 45 m2/g, 60 nm Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Rozpraszanie jonowe – ion sputtering Strumień jonów, najczęściej Ar, wybija z powierzchni materiału atomy, jony i niewielkie klastery (cząstki). Elementy te mogą agregować ze sobą w strumieniu gazu obojętnego pod ciśnieniem rzędu 1 militora. Metoda raczej do osadzania warstw niż wytwarzania nanoproszków. 3 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Rozpraszanie jonowe – ion sputtering Strumień jonów, najczęściej Ar, wybija z powierzchni materiału atomy, jony i niewielkie klastery (cząstki). Elementy te mogą agregować ze sobą w strumieniu gazu obojętnego pod ciśnieniem rzędu 1 militora. Metoda raczej do osadzania warstw niż wytwarzania nanoproszków. warstwa Zr–1.2%Fe, 300 K, 500 keV Kr ions (1016 ionów/cm2) cząstki złota Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Ablacja laserowa Pulsujący promień lasera, ekscymerowy lub neodymowy, o mocy rzędu 107 W/cm3 oświetla powierzchnię materiału powodując jego stopienie i odparowanie. Pary mogą kondensować bezpośrednio na podłożu (warstwa), w postaci nanoproszku lub reagować z gazem z utworzeniem nowego związku. Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Ablacja laserowa Cząstki niklu - (a) 6,5 nm, (b) 8,2 nm, (c) 11,5 nm, (d) 15 nm. 4 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Ablacja laserowa Proszkowe produkty syntezy metodą ablacji laserowej są zazwyczaj silnie zaglomerowane. Krzem, średnia wielkość krystalitów ok. 10 nm. Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Ablacja laserowa Odparowanie nanocząstek Bi2Te3 i uniesienie ich przez gaz obojętny pozwala na zaadsorbowanie na ich powierzchni substancji ochronnych. Zapobiega to aglomeracji i umożliwia utworzenie zolu. Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne substancja metoda CdS kondensacja z gazu obojętnego CdSe rozpraszanie jonowe CdTe rozpraszanie jonowe ZnSe kondensacja z gazu obojętnego MoS2 piroliza laserowa TiO2 piroliza laserowa VO2 ablacja laserowa SnO kondensacja z gazu obojętnego ZrO2 plazma Si3N4 plazma, piroliza laserowa SiC plazma, piroliza laserowa WC plazma TiC plazma FeC piroliza laserowa AlN plazma (Ni,Mn)Fe2O4 plazma 5 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Top - Down – Metody fizyczne • • • • Mielenie, Abrazja, Skrawanie, …? • • • • • Wielomodalność rozkładu wielkości cząstek, Niszczenie warstwy powierzchniowej cząstek, Wtórna agregacja i aglomeracja, Trudności w kontrolowaniu morfologii, … Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn łopatowy, młyn mieszadłowy, attritor Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn łopatowy, młyn mieszadłowy, attritor Praca okresowa Praca ciągła 6 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn łopatowy, młyn mieszadłowy, attritor • Mielniki - od 300 mm do 5 mm, • Obroty - od kilkuset do kilku tysięcy rpm, • Czasy - od 1 do kilkunastu godzin, • Środowisko – na sucho lub w cieczy, • Możliwość mielenia w atmosferze ochronnej, • Możliwość mielenia w ciekłym azocie, Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn łopatowy, młyn mieszadłowy, attritor Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn planetarny Jak działa młyn kulowy? Jak działa młyn planetarny? 7 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn planetarny Jak jest realizowany ruch w młynie planetarnym? Jaki jest rozkład sił w młynie planetarnym? Dlaczego młyn planetarny dobrze mle? Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn planetarny Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn planetarny 8 2012-05-28 Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn planetarny proszek SiC mielony przez: (a) 10 h, (b) 20 h, (c) 30 h, (d) 40 h Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – młyn planetarny Nanoproszki Ceramiczne – Wykład VI – Metody Fizyczne Mielenie – mechanical alloying 9
