Синтез нанорозмірних структур металів електророзрядними методом
В останні роки все більша увага приділяється дослідженню фізичних і хімічних властивостей нанорозмірних структур, включаючи металеві та металлсодержащие структури, розробці методів і вивченню закономірностей їх синтезу, з'ясуванню можливостей їх застосувань при створенні надмініатюрних пристроїв. Вже зараз на основі нанотехнологічних розробок виробляються і застосовуються матеріали з підвищеними характеристиками міцності, бактерицидними, магнітними і каталітичними властивостями. Такі матеріали необхідні для вирішення проблем сучасної енергетики, хімічної промисловості, біотехнології, медицини, захисту навколишнього середовища. Для успішного впровадження нанотехнологій у промисловість необхідні ефективні методи синтезу нанорозмірних частинок металів і створення нанокомпозитних матеріалів із заданими властивостями.
Метод електричної ерозії в рідині, застосовуваний для синтезу наноструктур порівняно недавно, характеризується низькою собівартістю і досить високою продуктивністю [1]. Серед переваг цього методу слід відзначити високу ефективність, простоту відділення небажаних продуктів (Мікрочастинок) за допомогою седиментації, можливість створення композитних структур за участю атомів, що утворюються в результаті розкладання молекул рідини, в якій проводиться розряд. Продемонстровані можливості даного методу для синтезу нанорозмірних порошків металів, їх оксидів і карбідів [2].
У даний роботі досліджено вплив параметрів розряду і робочої рідини на
властивості, морфологію і компонентний склад наноструктур міді та оксиду цинку формованих методом електричної ерозії в рідких середовищах.
Експериментальна установка схематично показано на рис. 1. Для ініціювання електричного розряду в рідині використовувався модифікований джерело живлення на базі генератора змінного струму типу ДГ-1. Генератор може працювати в дуговому і іскровому режимах, і розрахований на роботу від мережі змінного струму з частотою 50 Гц і напругою 220 В. Типові осцилограми залежності струму від часу дугового (а) і іскрового (б) розрядів наведені на рис. 2.
Імпульсні розряди генерувалися між двома електродами, поміщеними на глибину 3 см в 100 мл рідини. В якості матеріалу електродів в даній роботі були обрані мідь (Cu) і цинк (Zn). Електроди мали форму паралелепіпеда з перетином 0,2 Г— 0,4 см і довжиною 2 см, розрядний проміжок становив 0,3 мм. Для дослідження впливу роду рідини і параметрів розряду на морфологію та компонентний склад формованих медьсодержащих наночастинок, їх синтез був виконаний в 0,001 M водному розчині хлориду міді II і в етанолі. Для отримання ZnO в якості робочої рідини використовували дистильовану воду, оскільки для практичного застосування важливий оксид цинку [3], а застосування органічних рідин може призводити до формування в зоні розряду містять вуглець часток і власне вуглецю.
Синтезова...
