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: Structure оf project work:dissertatiоn consists оf the introduction, three chapters, conclusions, the list оf the literature and contains pages, figures, 4 tables, literary first chapter contains

Купить за 700 руб.

Страниц

Размер файла

850 КБ

Просмотров

Покупок

Введение

Наноразмерные металлические порошки обладают химическими, физическими и технологическими свойствами [17, 18, 23], часто существенно отличными от свойств металлических систем в макросостоянии. Выделяют следующие характерные особенности [20] кластерных (нано-) частиц металлов, отличающих их от массивных металлов:

доля поверхностных атомов соизмерима с числом атомов в объеме частицы;

поверхностная и внутренняя энергии отдельно взятой частицы также соизмеримы, что приводит, например, к значительному снижению температуры плавления нанокристаллов [21];

внутренняя структура кластера отличается от структуры массивного металла: часто отсутствует плотная упаковка, изменены расстояния между атомами и слоями атомов, форма и структура кластеров носят ярко выраженный неравновесный характер и соответствуют энергонасыщенным состояниям.

Основным отличием между молекулярными кластерными соединениями и НРЧ является тот факт, что молекулярные кластеры - это индивидуальные химические вещества, имеющие строго дискретное значение молекулярной массы и точный химический состав. Частицы коллоидных металлов характеризуются распределением по размеру и химическому составу [22].

Более того, молекулярные кластерные соединения могут быть выделены из среды и существовать в изолированном виде неопределенное время. НРЧ представляют собой неравновесную систему в метастабильном (система находится в промежуточном минимуме) или в кинетически заторможенном состоянии [23].

По размерам металлические частицы могут быть подразделены на три типа: ультрадисперсные - от 1 до 50 нм; высокодисперсные (до 100-500 нм) и микронные (до 103-104 нм). Последние, как правило, состоят из отдельных частиц и их агломератов, представляющих собой моно- и поликристаллы фрактального типа.

В зависимости от размера кластеров их свойства очень сильно изменяются. При содержании в кластере менее 13 атомов реализуются только такие плотные упаковки, когда все атомы поверхностные [24]. Причем, наиболее стабильными являются структуры, в которых все межатомные расстояния приблизительно равны - это правильный треугольник, тетраэдр, пентагональная бипирамида, декаэдр, икосаэдр или кубоктаэдр. С 13 до 150 атомов (0,8-2 нм) появляется возможность образования плотноупакованных структур, в которых число поверхностных атомов больше, чем внутренних. Наиболее энергетически выгодными в данном случае являются структуры частиц в форме икосаэдра и кубоктаэдра [24].

Более крупные частицы (2-10 нм) характеризуются тем, что у них количество поверхностных и внутренних атомов сравнимо. Именно в этой области наблюдаются основные аномалии физических свойств [24]. Для их получения применяют методы газофазнойнуклеации паров металлов [25], низкотемпературной соконденсации, синтез в полимерной матрице [26, 27] и другие.

У частиц дисперсностью (10-30 нм) нестабильна четкая огранка, характерная для кристаллов, и имеется тенденция к образованию частиц шарообразной формы, ребра и вершины которых округляются, а грани становятся выпуклыми. В центре кластера появляется все больше внутренних слоев, упаковка которых начинает соответствовать структуре данного компактного металла. В результате, в частицах возникает два типа упаковки атомов - внутренняя кристаллическая и внешняя икосаэдрическая, что неизбежно связано с возникновением внутренних пустот и упругих деформаций. Таким образом, уникальные свойства (активированная электропроводность, повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние, экранирование электромагнитного излучения и другие) проявляются у УДП с размерами частиц до 30 нм [24], что и делает их интересным объектом для дальнейших исследований.

У частиц более 30 нм доля поверхностных атомов ничтожно мала (<2%), а, следовательно, и влияние поверхностной энергии незначительно. Для таких частиц внутренняя структура, как правило, соответствует строению кристаллов данного металла, несмотря на то, что свойства их все еще отличаются от свойств массивного металла [28].

Таким образом, с увеличением размера кластера происходит постепенный переход от свойств кластера к свойствам массивного металла. При образовании димера уровень энергии атома расщепляется на два компонента. С увеличением размера кластера уровни продолжают расщепляться и наконец сливаются в квазинепрерывное поглощение твёрдого вещества. Полосы начинают наполняться электронами, появляется уровень Ферми, возникает проводимость [21].

С дальнейшим увеличением числа атомов в частице энергия Ферми, энергия сродства к электрону и энергия связи увеличиваются, а потенциал ионизации уменьшается, таким образом, данные параметры стремятся к таковым для массивного металла. Причем, при обобществлении d-электронов переходных металлов в формировании электронной структуры определяющим является ближний характер. Вследствие этого электронная структура, соответствующая массивному металлу, может наблюдаться у малых частиц Ni, Сu, Аg, содержащих 10-30 атомов (около 1 нм), в некоторых же случаях, переход от молекулярных к металлическим свойствам осуществляется в кластерах, состоящих из нескольких сотен атомов [15].

При работе с НРП учитывают их токсичность и пирофорность. Пирофорность НРП, т.е. способность к самовозгоранию при соприкосновении с воздухом, может привести к воспламенению порошка и даже взрыву [30]. Поэтому при работе с порошками строго соблюдают специальные меры безопасности.

Изучение НРП показало их чрезвычайно высокую химическую активность, которая проявляется в изменении температуры, скорости, тепловых эффектов различных взаимодействий, степени превращения при данных условиях, повышенной пирофорности, особых каталитических свойствах.

Во многом физические и химические свойства определяются фазовым составом НРП металлов. Варьируя фазовый состав, можно добиться изотропности или сильной анизотропии материала, модифицировать структуру и форму НРЧ, изменять растворимость компонентов друг в друге, снизить уровень дефектности и др.

В веществах нанометровых размеров наблюдается ряд особенностей фазового состояния, нехарактерный для массивных материалов. В настоящее время накоплен достаточный экспериментальный материал [28, 32] показывающий, что в наноразмерных материалах происходит смещение температуры фазовых превращений по сравнению с массивными образцами. В частности, наблюдается смещение температуры полиморфного превращения, стабилизация неравновесных состояний, а также образование фаз, которые в массивных образцах не наблюдаются.

На термодинамические условия фазовых превращений в НРЧ сказывается влияние поверхностной энергии ввиду развитости их поверхности.

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

Страниц

Размер файла

850 КБ

Просмотров

264

Покупок

Structure оf project work:dissertatiоn consists оf the introduction, three chapters, conclusions, the list оf the literature and contains pages, figures, 4 tables, literary first chapter contains

Купить за 700 руб.

Магистерская диссертация

Социология

Похожие работы

Магистерская диссертация

Социология

Предупреждение групповых преступлений совершаемых...

Страниц

Просмотров

352

Покупок

700 руб.