фракційний склад одержуваних за допомогою імпульсно-періодичного СО 2-лазера нанопорошків, залежність середнього розміру наночастинок від матеріалу мішені і умов синтезу, динаміка і характеристики лазерного факела, що виникає при випаровуванні оксидних мішеней в атмосфері буферного газу.
В роботі [19] запропоновано використання для отримання оксидних наночастинок газофазним способом потужного імпульсно-періодичного СО 2-лазера з високим ККД (~ 8%). При отриманні нанопорошків тугоплавких оксидів (типу ZrO 2) це дозволило при однаковій середній потужності випромінювання (? 500Вт) знизити витрати електроенергії до 0,9 (кВт? Г) / годину, що в два рази менше, ніж при використанні безперервного СО 2-лазера і в чотири рази менше, ніж у випадку СО 2-лазера з модуляцією добротності резонатора. Було показано, що при атмосферному тиску повітря в випарної камері і незмінною швидкості його прокачування над поверхнею мішені середній розмір наночастинок YSZ і Се1-xGdxO2-?, Nd: Y 2 O 3 виявляється майже однаковим і рівним 10? 14 нм. Водночас, середній розмір наночастинок зменшується із зростанням швидкості прокачування газу над поверхнею мішені. Найбільш ефективним способом збільшення середнього розміру наночастинок (типу Nd: Y 2 O 3) є створення надлишкового, в порівнянні з атмосферним, тиску повітря в випарної камері. Причиною спостережуваних залежностей розмірів наночастинок від умов синтезу є те, що тиск і концентрація пари в лазерному факелі перед початком конденсації визначається тиском повітря, а швидкість його прокачування впливає на швидкість охолодження парів.
Істотним результатом роботи [16] був доказ того, що випаровування мішеней з простих або складних оксидів відбувається у вигляді радикалів (типу YO, ZrO), а утворення наночастинок в лазерному факелі при його розльоті в атмосферне повітря починається на відстані декількох міліметрів від мішені і супроводжується інтенсивним турбулентним перемішуванням пара і наночастинок з повітрям. Великі осколки, наявні в нанопорошків, утворюються в момент кристалізації остигаючого розплаву в кратері після вікон?? Ания випаровування мішені імпульсом лазерного випромінювання. Сублімації на початковому етапі конденсації пари, а остаточне освіту наночастинок відбувається в вихрових хмарах, які формуються при турбулентному перемішуванні
пара з повітрям.
Для отримання наночастинок використовувався СО 2-лазер, який володіє
наступними характеристиками [16]:
Середня потужність випромінювання ___________ до 800Вт
Пікова потужність випромінювання ___________ до 11кВт
Енергія імпульсу випромінювання ____________ до 1,3 Дж
Частота проходження імпульсів __________ до 800Гц
Апаратура лазерного пучка ______________ 20? 30 мм
ККД _________________________________ 8%
Продуктивність отримання нанопорошку визначається питомою енергією випаровування речовини і енергетичними характеристиками лазерного променя. При збільшенні середньої потужності лазерного випромінювання та збереженні форми імпульсу лазерного випромінювання і частоти їх прямування продуктивність отримання нанопорошків лінійно збільшується. При середній потужності випромінювання 500Вт продуктивність отримання нанопорошку YSZ досягла величини?...
