Техника конденсации газа

Вещества

Современные экспериментальные методы исследования

позволили обнаружить и изучить многообразие структурных типов, реализуемых в наносистемах, под которыми подразумевают ансамбли и агрегаты наночастиц, структурные формы из атомных и молекулярных образований, кластеров и т.п. Особый интерес представляют структурно-неоднородные наночастицы с когерентными границами раздела между фрагментами различной симметрии – кентаврами, квазикристаллами и фантасмагорическими фуллероидами. Для этих частиц характерен принцип сплошного заполнения пространства – обычного трехмерного или двумерного в случае фуллероидов. Однако, структурные состояния не всегда соответствуют незыблемым в макромире законам классической кристаллографии. Для всех случаев характерно плотное заполнение пространства стереоэдрами нескольких типов (как минимум, двух) [5].

Синтез наноразмерных частиц открывает широкие перспективы получения новых материалов, обладающих необычными свойствами. Существует несколько физических аэрозольных методов [3], включающих технику конденсирования газа, распылительный пиролиз, термохимическое разложение металлоорганических прекурсоров в пламени реакторов.

для получения наночастиц непосредственно из пересыщенного пара металлов является одним из ранее известных способов получения наночастиц и производится двумя путями: в первом случае металлический нанофазный порошок, конденсирующийся в конвективной газовой среде, после пересыщения пара металла, собирается внутри реакционной камеры. Для достижения пересыщения, как правило, требуется высокое давление инертного газа. Частые столкновения с атомами газа снижают скорости диффузии атомов вдали от источника пара, что вызывает охлаждение атомов. Ограничение скоростей диффузии атомов помогает избежать осаждения отдельных атомов или очень мелких кластеров атомов на поверхности сбора частиц. Во втором случае порошок окисляется за счет подаваемого в камеру кислорода. Этот процесс окисления является критическим моментом и очень часто это окисление необходимо делать медленно. Благодаря высокой экзотермичности реакции, частицы нагреваются за короткое время (обычно менее, чем за 1 с) до температуры выше 1000 °С, и этот процесс заканчивается агломерацией материала в большие частицы за счет быстрых диффузионных процессов. Для завершения окончательного окисления часто требуется отжиг при высокой температуре.