Метални нанопрахове

"Нискотемпературно синтероване на електроексплозивни нанопрахове" Изв. Томска политехника. ун-та.-2006.-Т.309.-№4.

НИСКО ТЕМПЕРАТУРНО СИНТЕРИРАНЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ВЗРИВНИ НАНОПОРИ

М.И. Lerner, G.G. Савелиев *, Н.В. Сваровская, А.И. Гълънов *

Институт по физика на якостта и материалознание СО РАН, Томск

Методи за измерване на електропроводимостта и пропускащата електронна микроскопия на синтерования метален слой, че електроексплозивните прахове от цинкова среда се синтероват, за да образуват силни агрегати, съответстващи на компактни метали­риболов. Показани, че самозапичането е причината за ограничаването отдолу на размера на частиците на метални прахове, получено от мен­електрическа експлозия на проводници.

Естествено свойство на металните нано-прахове е повишената скорост на реакция.­свойство и по-специално способността да се агломерира. Това се дължи на голямата им специфична повърхност.­и евентуално наличието на излишна енергия [1-7]. Обикновено активността на праховете намалява поради образуването на повърхностни филми (оксиди, хидроксиди, карбиди, карбонати - образувани например поради окисляване на повърхността на­талус - и адсорбирани филми от въглеводороди и други вещества) [8-13]. Всичко това има страхотни знания.­използване във всички практически приложения на нанопраховете, по-специално по време на тяхното съхранение и транспорт­балансиране, уплътняване и под­прах, тъй като самозапичането може да ограничи­за да се намали тяхната дисперсия. В това отношение термичната стабилност на праховете се разбира като способността им да останат непроменени при нормални условия или при нагряване до определено­температура на замръзване. Основните фактори, влияещи върху тези характеристики, са:­вид метал, съставът на атмосферата, в която­прахът се съхранява и съхранява, време и температура­прах, самият метод за получаване на прах.

Най-простият и често срещан начин за стабилизиране­прахове, това е химическото им пасивиране­активен газ. На практика, като правило, пасивни­ния се извършва чрез бавно пълнене­кост със сух въздух на прах, като същевременно предпазва­Тези функции се изпълняват от образувания тънък филм от метален оксид. В съответствие с класическата концепция­[1, 11] и като се има предвид наличието на филми, процесът на синтероване може да бъде разделен на няколко основни­дий, идентифициран от дил­тометрия, електропроводимост, сканираща електронна микроскопия и програмирана термична десорбция [10-13]:

- разклатете уплътнението, без да преоразмерявате­канавка и формата на първоначалните частици, докато­увеличава се площта на контактите;

- образуване и удебеляване на провлаци поради дифузия на границите на зърното;

- образуване и разлагане на повърхностна соя­достойнство;

- топене на метални ядра и тяхното сливане (коалесценция).

Тези етапи в една или друга степен се проявяват­и може да бъде частично или напълно разделен при изучаване на синтероване в линеен (или друг програмиран) режим на нагряване.

Тази работа представя нови данни за изследването на синтероването на електроексплозивни (EE) нанопрахове на Zn и Cu. Използвани методи­предаваща електронна микроскопия и измерване­електрическата проводимост на металните слоеве. За опре­разделяне на причините, които контролират разпределението на частиците по минимален размер,­поставяне на получените данни с литературен.

Експериментална техника

Нанопраховете са получени в описана инсталация­ной по-рано [16], с енергийното съдържание E/E = 2.1. 2.2 (Е - електрически въведени в проводника­енергия, ЕС - метална сублимационна енергия) в аргонова атмосфера при налягане от 200 kPa; в някои­В някои експерименти към него се добавя кислород. Подредете­Инсталацията направи възможно охлаждането на работната зона до 268.273 К. Пасивирането на праховете се извършва чрез бавно пропускане на сух въздух.

Разпределението на размера на частиците беше определено­разделен чрез трансмисионна електронна микроскопия (инструмент JEM-100CXII). При проверка­в това проучване,­броят на частиците един спрямо друг. За това електронният лъч беше фокусиран върху подложка и върху­наблюдава изместването на частици, причинено от неговата деформация­ния. При приготвянето на проби от електроексплозивен цинков прах използвахме ултразвук­работна спиртна суспензия до 10 ml при честота 27 kHz и мощност на генератора 120 W.

Разпределение на размера на металните частици в устата­излива се чрез определяне размера на най-малко 3000 частици и изграждане на хистограми от тези данни. Определя се от средното число a (n), средна маса a (t) и средна повърхност като) размери на частиците. Електрическата проводимост беше измерена при постоянен ток при напрежение 12 V с използване­керамична измервателна клетка с платинени електроди. Разстоянието между електродите е 5 см. Размерът на слоя е 5х2х0,2 см, плътността на слоя е 0,2. 0,25 от плътността на компактния ме­талус. Измерването се извършва при нагряване на уплътнението­тънък слой меден и цинков прах в поток от аргон­на, с линейна скорост на повишаване на температурата­ry 20 град/мин в температурен диапазон 300.600 K.

Експериментални резултати и дискусия

Изследване на Zn прахове, получени в експеримента­max с охлаждане на работния газ, показа, че те съдържат отделни частици с блок­структура (фиг. 1), състояща се от блокове с размер­рами -10. 30 нм. Видяхме такава картина по-рано.­дава при получаване на алуминиеви прахове докато­работна температура на газа (аргон) 268. 293 K [14].

По време на анализа беше установено, че в получените цинкови прахове частиците образуват крехки агломерати, Фиг. 2.