спиртового пальника в повітряному фазі. У димова хмара містився патрон електронного мікроскопа з волокнами перхлорвініла на об'єктній сітці (Живий перетин 0,7 мм 2 ). p> Відібрані на волокнах, таким чином, агрегати MgO були предметом подальшого електронно-мікроскопічного дослідження (рис. 1).
З рис.1 видно, що в результаті спалювання фольги магнію в повітряному середовищі утворюється складна наноструктура. Радіус частинок окису магнію в фрактальної структурі змінюється від 2 до 11 нм. При цьому цей радіус майже не залежить від режиму горіння.
2. Одним з найбільш локалізованих просторово-ефективних і високоенергетичних методів впливу на поверхні тіл є дія імпульсного лазерного променя. У цьому випадку потужність лазерного випромінювання буде достатньою для перетворення на пару і розплав будь тугоплавкої мішені. При цьому можна припустити, що протягом короткого часу на поверхні мішені температура досягає декількох тисяч градусів, при яких починається випаровування металу. У результаті на поверхні мішені утворюється циліндричний канал з розплавом. Розплавлення металу в обсязі В«ЛункиВ» відбувається за рахунок тепла, що розвивається на дуже тонкому тепловому каналі уздовж лінії падіння лазерного пучка. Діаметр теплового каналу, в якому відбувається розплавлення металу, становить порядку 1-10 мкм. Після припинення подачі лазерного пучка тиск всередині міхура, що утворюється в каналі, різко падає, що призводить до викиду розплавленого металу з теплового каналу.
В
Рис.1 Електронно-мікроскопічний знімок наночастинки окису магнію, отриманий при спалюванні фольги магнію в полум'ї спиртового пальника
Виходять при нагріванні розплави і пари металів, покидаючи теплової канал, швидко конденсується і відбувається формування частинок різних дисперсні, які, взаємодіючи між собою, утворюють кластерні агрегати. Мабуть, перехід кластерних часток у стійкий стан можливо тільки шляхом їх агрегації і освіти фрактальних структур.
Для отримання таких наноструктур нами поставлено наступний експеримент:
Частинки триокиси вольфраму отримували в результаті опромінення поверхні мішені - платівки з вольфраму - імпульсом лазерного випромінювання. На рис.2 представлені електронно-мікроскопічні фотографії структур наночастинок триокиси вольфраму. Аналогічні структури утворюються при використанні різних металевих поверхонь і в різних буферних газах. Процес утворення таких структурних систем протікає в певному режимі опромінення поверхні, коли питома потужність випромінювання становить 10 6 - 10 7 Вт/см 2 . У цьому режимі відсутня лазерний пробою і розбризкування поверхні, переведеної в рідку фазу. Цей режим відповідає випаровуванню слабоіонізованная пара з поверхні. Температура поверхні становить кілька тисяч градусів, а тиск випаруваного пара досягає сотні атмосфер.
При поширенні в буферний газ пучок випаруваних атомів мішені розширюється і охолоджується. У результаті конденсації утворюються рідкі краплі, які за рахунок коагуляції об'єднуються один з одним і нейтралізуються. Далі краплини перетворюються на тверді наночастинки та їх об'єднання призводить до утворення наноструктуру (рис. 2).
Математична обробка електронно-мікроскопічних знімків проводилася двома методами:
1) знаходження лінійних розмірів нанокластерів. Вимірювалася довжина В«прямолінійнихВ» ділянок ланцюжків наночастинок і знаходилося їх середнє арифметичне значення;
В
Рис.2. Наночастки триокиси вольфраму, отриманий при лазерному випаровуванні вольфраму
2) метод цифрового зображення агрегатів наночастинок.
Суть методу полягає в тому, що на фото наноагрегата накладається прозора папір з концентричними колами. Підраховується кількість частинок агрегат, що потрапляють між двома послідовними колами. Будується графік залежності кількості наночастинок від радіусів навколишнього. p> Аналіз і математична обробка даних експерименту дозволили зробити наступні висновки:
а) довжини агрегатів наночастинок змінюються дискретним чином:
окис магнію - 0,21; 0,98; 2,21; 4,05 мкм;
трехокісь вольфраму - 0,15; 0,29; 0,70; 1,35; 2,90; 5,4 мкм;
б) середнє значення відношення послідовно розташованих переважних довжин агрегатів наночастинок становить:
для окису магнію -;
для триокиси вольфраму -;
в) встановлено, що як тільки довжина агрегату наночастинок приймає одне з переважних розмірів, спостерігається зміна напрямки ланцюжка частинок або розгалуження агрегату наночасток. При цьому, змінюючи свій напрямок, ланцюжок стремітсяк формі замкнутої кривої. Природно, розміри пір в В«павутиніВ» агрегатів беруть також дискретні значення;
г) фрактальний розмір агрегату з наночасток (величина, характеризує його рихлість) D знайдений за методом цифрового зображення (тангенс кута нахилу кривої залежності), ...
