Нужна индивидуальная работа?

Подберем литературу

Поможем справиться с любым заданием

Подготовим презентацию и речь

Оформим готовую работу

Узнать стоимость своей работы

Дарим 200 руб.
на первый
заказ

Магистерская диссертация

Социология

Магистерская диссертация на тему: Обзор литературы. Свойства норазмерных металлических порошков

Купить за 700 руб.

Страниц

Размер файла

850 КБ

Просмотров

Покупок

Современное развитие химической промышленности, разработка новых технологических процессов, протекающих в агрессивных средах, предъявляют к конструкционным материалам высокие требования. иболее

Введение

Сверхмелкие металлические порошки обладают химическими, физическими и технологическими свойствами, которые существенно отличаются от характеристик больших металлических систем. Характерные особенности наночастиц (кластеров) металлов, которые отличают их от массивных металлов, можно выделить следующие. Во-первых, доля поверхностных атомов в наночастицах приближается к числу атомов внутри частицы, что создает определенные эффекты. Кроме того, поверхностная и внутренняя энергии отдельной наночастицы также имеют сравнимые значения, что может снизить температуру плавления нанокристаллов. Еще одним отличием является структура кластера, которая отличается от структуры массивного металла. Часто кластеры имеют менее плотную упаковку, изменены расстояния между атомами и слоями атомов, а также форма и структура кластеров имеют ярко выраженный неравновесный характер и соответствуют энергонасыщенным состояниям. Молекулярные кластерные соединения и НРЧ имеют одно главное отличие между собой. Молекулярные кластеры представляют собой отдельные химические вещества, обладающие определенной молекулярной массой и точным химическим составом. В свою очередь, частицы коллоидных металлов отличаются от них распределением по размерам и составом вещества [22]. Молекулярные кластерные соединения имеют способность выделиться из окружающей среды и существовать самостоятельно в течение неопределенного периода времени. Неравновесные системы, такие как наноразмерные частицы, находятся в состоянии метастабильности или кинетической заторможенности. Это означает, что такие системы находятся в промежуточном минимуме энергии, не достигая полного равновесия [23]. Существуют три типа металлических частиц в зависимости от их размеров. Первый тип - ультрадисперсные частицы, размером от 1 до 50 нанометров. Второй тип - высокодисперсные частицы, которые имеют размер от 100 до 500 нанометров. И наконец, третий тип - микронные частицы, размером от 103 до 104 нанометров.

Обычно микронные частицы состоят из отдельных субчастиц и их агломератов. Агломераты могут быть как моно-, так и поликристаллическими структурами, образующими фрактальные формы. Особенности кластеров существенно различаются в зависимости от их размера. Когда в кластере содержится менее 13 атомов, возможны только плотные упаковки, в которых все атомы являются поверхностными [24]. В таких случаях свойства кластеров претерпевают значительные изменения. Значительные изменения необходимо внести в текст, его переформулирование произведено следующим образом:

Структуры, где все расстояния между атомами примерно одинаковы, такие как правильный треугольник, тетраэдр, пентагональная бипирамида, декаэдр, икосаэдр или кубоктаэдр, являются наиболее устойчивыми. При числе атомов, находящихся в диапазоне от 13 до 150 (0,8-2 нм), возникает возможность формирования плотноупакованных структур, где количество атомов на поверхности больше, чем внутри. Структуры частиц в форме икосаэдра и кубоктаэдра считаются наиболее энергетически выгодными в данном случае (ссылка 24). Более крупные частицы размером от 2 до 10 нм отличаются тем, что количество атомов на их поверхности и внутри практически одинаково. Основные аномалии физических свойств наблюдаются именно в этой области. Для получения таких аномалий используют различные методы, включая методы газофазной нуклеации паров металлов, низкотемпературную соконденсацию и синтез в полимерной матрице. Кроме того, применяются и другие подходы. Таким образом, существует несколько способов достичь нужного эффекта. У частиц с дисперсностью от 10 до 30 нм отсутствует четкая огранка, которая характерна для кристаллов. Вместо этого наблюдается тенденция к формированию частиц шарообразной формы, при этом ребра и вершины округляются, а грани становятся выпуклыми. В процессе развития кластера в его центре образуются все больше внутренних слоев. Упаковка этих слоев начинает соответствовать структуре данного компактного металла. В результате возникают два типа упаковки атомов - внутренняя кристаллическая и внешняя икосаэдрическая, что неизбежно приводит к образованию внутренних пустот и упругих деформаций. Это приводит к появлению уникальных свойств, таких как активированная электропроводность, повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние, экранирование электромагнитного излучения и другие. В связи с этим, частицы УДП размером до 30 нм обладают интересом для дальнейших исследований. Не больше, чем 0,1%. Это связано с тем, что при уменьшении размера частицы ее поверхность увеличивается, а объем остается прежним. Каждая частица состоит из атомов, и поверхностные атомы отличаются от внутренних. В данном случае сравниваются именно поверхностные атомы. Они находятся на границе между частицей и окружающей средой и имеют более высокую энергию, чем внутренние атомы. Именно энергия поверхностных атомов определяет свойства материала. Если поверхностных атомов много, то свойства частицы могут отличаться от свойств объемной материи.

Список литературы

1. Сысоев, Н.Н. Нанотехнологии и физика / Н.Н. Сысоев, А.И. Осипов, А.В. Уваров // Вестник МГУ им. Ломоносова. - 2009. - С. 3 - 9.

. Третьяков, Ю.Д. Уроки зарубежного нанобума / Ю.Д. Третьяков, Е.А. Гудилин // Вестник РАН. - 2009. - Т. 79. - № 1. - С. 3 - 17.

. Мелихов, И.В. Золотое сечение нанотехнологической науки /И.В. Мелихов // Вестник РАН. - 2007. - № 11. - С. 988.

. Третьяков, Ю.Д. Проблемы развития нанотехнологий в России и за рубежом / Ю.Д. Третьяков // Вестник РАН. - 2007. - № 1. - С. 88 - 99.

. Алферов, Ж.И. Навстречу золотому веку / Ж.И. Алферов // Поиск: еженедельная газета научного сообщества. - № 4. - 2008. - С. 11 - 13.

. Алферов, Ж.И. О программе Российской академии наук в области нанотехнологий / Ж.И. Алфѐров // Вестник РАН. - 2008. - № 5. - С. 427 - 435.

. Губин, С.П. Что такое наночастица? Тенденции развития нанохимии и нанотехнологии / С.П. Губин // Российский химический журнал. - 2000. - - Т. XLIV. - № 6. - С. 23 - 31.

. Кобаяси, Н. Введение в нанотехнологию: [перевод с японского А.В. Хачояна]; под ред. Л.Н. Патрикеева / Н. Кобаяси - М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2005. - 134 с.

. Фостер, Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности: [пер. с англ.] / Л. Фостер - М :Техносфера, 2008. - 352 с.

. Новиков, В.П. Получение наноразмерных порошков никеля, железа, кобальта путем восстановления их солей раствором натрия в жидком аммиаке / В.П. Новиков, В.В. Паньков, Л.И Куницкий // Неорганические материалы. - 2004. - Т. 40. - № 8. - С. 928 - 934.

11. Chaubey, G.S. Synthesis and Stabilization оf FeCoNanoparticles / G.S. Chaubey, С. Barcena, еt аl. // J. Аm. Chem. Soc. - 2007. - Р. 7214 - 7215.

. Chen, J.Р. Magnetic Properties оf nanophase cobalt particles synthesized in inversed micelles / J.Р. Chen, С.М. Sorensen, К.J. Klabunde, G.С. Hadjipanayis // J. Appl. Phys. - 1994. - V. 76. - № 10. - Р. 6316 - 6318.

. Дзидзигури, Э.Л. Свойства ультрадисперсных порошков металлов, полученных химическим диспергированием / Э.Л. Дзидзигури, Д.В. Кузнецов и др. // Перспективные материалы. - 2000. - № 6. - С. 87 - 92.

. Захаров, Ю.А. Наноразмерные металлы группы железа / Ю.А. Захаров, В.М. Пугачев,А.Н.Попова и другие. // Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП - 10): сборник докладов Десятой международной конференции: в 2 т. [гл. ред. Ю.А. Захаров]; ГОУ ВПО "КемГУ". - Кемерово: Кузбассвузиздат - 2007. - Т. 2. - С. 293 - 299.

15. Hormes, J. The Influence оf various coatings оn the electronic, magnetic, and geometrical properties оf cobalt nanoparticles (invited) / J. Hormes, Н. Modrow, Н. Bonnemann, С.S.S.R. Kumar // J. Appl. Phys. - 2005. - V. 97 (10R102). - Р.6.

. Толочко, О.В. Структура и магнитные свойства наночастиц на основе железа в оксидной оболочке / О.В. Толочко, Д.-В. Ли и др. // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - Вып. 18. - С. 30 - 36.

. Гусев, А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных материалах и соединениях / А.И. Гусев // Успехи физ. наук. - 1998. - Т. 168 - С. 53 - 83.

. Губин, С.П. Получение, строение и свойства магнитных материалов на основе кобальтсодержащих наночастиц / С.П. Губин, Ю.А. Кокшаров // Неорганические материалы. - 2002. - Т. 38. - № 11. - С. 1287 - 1304.

. Степина, И.М. Синтез, изучение дисперсной структуры и некоторых свойств нанометрических порошков никеля и кобальта / Колмыков Р.П., Степина И.М. // Исследовательская и инновационная деятельность учащейся молодёжи: проблемы, поиски, решения: сборник трудов областной научно-практической конференции молодых ученых Кузбасса / ИУУ СО РАН -

Кемерово, 2006. - Т.1. - С. 64-71.

. Федоров, В.Б. Энергонасыщенные системы и кластеры / В.Б. Федоров, И.В. Тананаев // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева.- 1987.- Т. 32.- № 1.- С. 43-47.

. Сергеев, Г.Б. Нанохимия / Г.Б. Сергеев. - М.: КДУ. - 2006. - С.230.

. Варгафтик, М.Н. От полиядерных комплексов к коллоидным металлам / М.Н. Варгафтик // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева.-1987.- Т. 32.- № 1.- С. 36-42.

. Губин, С.П. Химия кластеров. Основы классификации и строение / С.П. Губин.- М.: Наука. - 1987.- С.263.

. Блинков, И.В. Физикохимия металлов и неметаллических материалов / И.В. Блинков. - М.: Наука. - 1990.- С.109.

. Сергеев, В.А. Парофазный метод синтеза кластерных металлических катализаторов / В.А. Сергеев, А.Ю. Васильков, Г.В. Лисичкин // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева.- 1987. - Т. 32.- № 1. - С. 96-100.

27. Васильков, А.Ю. Криохимический синтез нанометровых металлических частиц контролируемой нуклеарности / А.Ю. Васильков, А.Ю. Оленин, П.В. Прибытков, В.А. Сергеев и др. // Тез.докл. 1 Всесоюзн. конф. "Кластерные материалы". - Ижевск, 1991. -С.18.

28. Семененко, К.Н. Кластер-глобула-металлическая фаза / К.Н. Семененко // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева.- 1987.- Т.32.- № 1.- С. 24-30.

. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии /

. А.И. Гусев - М.: Физ - матлит, 2005. - 416 с.

. Лернер, М.И. Технология получения, характеристики и некоторые области применения электровзрывных нанопорошковметаллов / М.И. Лернер, Н.В. Сваровская, С.Г. Псахье, О.В. Бакина // Российские нанотехнологии. - 2009. - Т. 4. - № 11 - 12. - С.56 - 68.

. Рамзей, Н. Молекулярные пучки / Н. Рамзей. - М.: Издатинлит. - 1960. --С.71.

. Рыжонков, Д.И. Наноматериалы: учеб. пособие. / Д.И. Рыжонков, В.В. Левина, Э.Л.Дзидзигури-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.-365 с.

. Александров, М.Л. Газодинамические молекулярные ионные и кластерированные пучки / М.Л. Александров, Ю.С. Кусиер // Л.: Наука. - 1989. - С.83-87

. Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы / Ю.И Петров. - М.: Наука. - 1986. - С.121.

. Помогайло, А.Д. Наночастицы металлов в полимерах / А.Д. Помогайло, А.С. Розенберг, И.Е. Уфлянд // М.: Химия. - 2000. - С.166.

. Полак, Л.С. Химия плазмы / Л.С. Полак, Г.Б. Синярев, Д.И. Соловецкий // Новосибирск: Наука. - 1991. - С.198.

. Сальянов, Ф.А. Основы физики низкотемпературной плазмы плазменных аппаратов и технологий / Ф.А. Сальянов. - М.: Наука. - 1997. - С.133.

. Авакумов, Е.Г. Механохимические методы активации химических процессов / Е.Г. Авакумов - Новосибирск: Наука. - 1986. - С.70.

. Дзидзигури, Э. Л. Свойства УДП металлов, полученных химическим диспергированием. / Э. Л. Дзидзигури, Д. В. Кузнецов, В. В. Лёвина, Е. Н. Сидорова // Перспективные материалы. - 2000. - №6. - С. 87 - 92.

. Барре, П. Кинетика гетерогенных процессов. Пер. с франц. под ред. В.В. Болдырева / П. Барре. - М.: Мир - 1976. - С.117.

. Дельмон, Б. Кинетика гетерогенных реакций. Пер. с франц. под ред. В.В. Болдырева / Б. Дельмон. - М.: Мир. - 1972. - С.133.

. Свиридов, В.В. Химическое осаждение металлов в водных растворах / В.В. Свиридов, Т.Н. Воробьева, Т.В. Гаевская, Л.И. Степанова // Минск: Изд-во "Университетское". - 1987. - С. 7.

. Хаин, В.С. О восстановительной активности водных растворов ВН4-иона / В.С. Хаин, А.А. Волков // Химия неорганических гидридов: Сб. научн. трудов. Отв. ред.- Р.Т. Кузнецов. - М.: Наука. - 1990. -С.38.

. Соцкая, Н.В. Влияние фосфит-ионов на кинетику осаждения никеля гипофосфитом / Н.В. Соцкая, Л.Г. Гончарова, Т.А. Кравченко, Е.В. Животова // Электрохимия. - 1997.- Т. 33.- № 5.- С.529-533.

. Ключников, Н.Г. Неорганический синтез / Н.Г. Ключников. - М.: Просвещение - 1988. - С. 224-225.

. Горбунова, К.М. Осаждение металлических покрытий химическим восстановлением / К.М. Горбунова // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им Д.И. Менделеева.- 1980.- Т. 25.- № 2.- С. 175-188.

. Бугаенко, Л.Т. Химия высоких энергий / Л.Т. Бугаенко, М.Г. Кузьмин, Л.С. Полак // М.: Химия. - 1988. - С.53.

. Болдырев, В.В. Реакционная способность твердых веществ (на примере реакций термического разложения). / В.В. Болдырев - Новосибирск: Изд-во СО РАН. / 1997. - С.127-143.

. Сергеев, Г.Б. Криохимиянаночастиц металлов / Г.Б. Сергеев // Вест. Моск. Ун-та. Сер.2, Химия. - 1999. - Т.40. - С.312-322.

. Браун, М. Реакции твердых тел / М. Браун, Д. Доллимор, А. Галвей (пер. с англ. под ред. В.В. Болдырева).- М.: Мир.- 1984.- С.360.

. Сыркин, В.Г. Карбонилы металлов / В.Г. Сыркин. - М.: Химия. - 1984. -

С.74-75.

. Баев, А.К. Структура и энергетика карбонилов металлов / А.К. Баев. - Минск: Высшая школа. - 1986. - С.79.

. Рябых, С.М. Образование и свойства ультрадисперсных частиц металла при разложении азидов тяжелых металлов / С.М. Рябых, Ю.Ю. Сидорин // Сб.науч.тр. "Физикохимия ультрадисперсных систем" (ред. И.В. Тананаева).- М.: Наука. - 1987.- С.127-132.

. Горбунова, К.М. О новых областях применения и своеобразии строения химически осажденных покрытий / К.М. Горбунова, М.В. Иванов // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева.- 1988.- Т. 33.- № 2.- С. 157-164.

. Колесников, В.Н. Некоторые особенности формирования фазы серебра и меди при разложении оксалатов / В.Н. Колесников // Укр. хим. журн.- 1993.- Т. 59.- № 3.- С. 249-253.

. Губин, С.П. Химия кластеров - достижения и перспективы / С.П. Губин // Журн. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева.- 1987.- Т. 32.- № 1.- С. 3-11.

. Лунина, М.А. О природе устойчивости высокодисперсных металлов в органических средах / М.А. Лунина // Автореф. дисс. … докт. хим. наук.- М: Изд-во МХТИ.- 1970.- С.36.

. Сумм, Б.Д. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии / Б.Д. Сумм, Н.И. Иванова // Успехи химии.- 2000.- Т. 69.- № 11.- С. 995-1099.

. Литманович, А.А. Фазовые равновесия в системах типа полимер-частицы-растворитель: несовместимость и комплексообразование / А.А. Литманович, Ю.Е. Кузовлев, Е.В. Полякова // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б.- 1997.- Т.39.- № 9.- С. 1527-1530.

. Салова, О.В. Адсорбция и гидрогенизация СОнаультрадисперсном порошке железа / О.В. Салова, Н.Н. Михаленко, И.И. Михаленко, В.М. Грязнов // Журн. физ. химии. - 1998. - Т. 72. - С. 27.

. Семененко, К.Н. Диспергирование соединений переходных металлов / К.Н. Семененко, В.В. Буркашева // Ж. общ.химии. - 1992. - Т. 62. - С. 1448.

. Лидин, Р.А. Константы неорганических веществ: Справочник / Р.А. Лидин, Л.Л. Андреева, В.А. Молочко; Под ред. Р.А. Лидина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2006. - 685 с.

. Логинов, А.В. Методы получения металлических коллоидов. / А.В. Логинов, В.В. Горбунова, Т.Б. Бойцова // Журн. общ.химии. - 1997. - Т. 67. - С. 189.

. Мальцева, Н.Н. Борогидрид натрия / Н.Н. Мальцева, В.С. Хаин. - М.: Наука, 1985. - С 49.

. Морохов, И.Д. Физические явления в ультрадисперсных средах / И.Д. Морохов, Л.И. Трусов, В.Н. Лаповок. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 224с.

. Китайгородский, А.И. Смешанные кристаллы / А.И. Китайгородский - М.: Наука, 1983. - 277 с.

. Юм - Розери, В. Введение в физическое металловедение / В. Юм - Розери - М.: Металлургия, 1965. - 204 с.

. Урусов, В.С. Теоретическая кристаллохимия: Учебное пособие / В.С. Урусов - М.: Изд - во МГУ, 1987. - 275 с.

. Мальцева Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии:Учеб. Пособие /Г.Н.Мальцева - Пенза:Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. - 211 с.

. Попова, А.Н. Синтез и некоторые физико-химические свойства наноразмерных систем Fе-Со и Fе-Ni: дис. … канд. техн. наук: 02.00.04 / Попова Анна Николаевна. - Кемерово, 2011. - 187 с.

Как купить готовую работу?

Авторизоваться
или зарегистрироваться
в сервисе

Оплатить работу
удобным
способом

После оплаты
вы получите ссылку
на скачивание