Кинетика и механизм агломерации аэрозольных частиц, образующихся в ходе химических превращений

Кинетика и механизм агломерации аэрозольных частиц, образующихся в ходе химических превращений

Автор: Онищук, Андрей Александрович

Шифр специальности: 02.00.21

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2001

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 342 с. ил

Артикул: 344825

Автор: Онищук, Андрей Александрович

Стоимость: 250 руб.

Кинетика и механизм агломерации аэрозольных частиц, образующихся в ходе химических превращений  Кинетика и механизм агломерации аэрозольных частиц, образующихся в ходе химических превращений  Кинетика и механизм агломерации аэрозольных частиц, образующихся в ходе химических превращений  Кинетика и механизм агломерации аэрозольных частиц, образующихся в ходе химических превращений 

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Кинет ика и механизм термического разложения
силанов Н2п2 литературный обзор
1. Введение
2. Термическое разложение моносилана.
3 Гомогенный пиролиз дисилана
4 Гетерогенное разложение силанов
5 Аэрозолеобразование при пиролизе силанов
6 Состав твердого продукта.
7 Заключение.
Глава II. Экспериментальное изучение аэрозолеобразования
при термическом разложении моносилана.
1. Введение
2. Экспериментальная методика
3. Результаты
3.1. Морфология аэрозольных частиц.
3.2. Осадок на стенках реактора распределение массы осадка
вдоль длины реактора и его морфология.
3.3. Разложение моносилана и дисилана на стенках рсакгора
3.4.Г омогеннос разложение моносилана 0 при суммарном давлении кПа
3.4.1. Зависимость скорости реакции от отношения площади поверхности поверхности реактора к объему ЭУ
3.4.2. Температурные зависимости концентраций моносилана и продуктов пиролиза.
3.4.3. Зависимость термического разложения моносилана от начальной концентрации сх моносилана в исходной смсси.
3.4.4. Зависимости от времени концентраций моносилана, дисилана, аэрозоля и других параметров пиролиза
3.5. Изучение кинетики пиролиза моносилана при пониженных давлениях
4. Обсуждение
4.1. Гомогенные элементарные реакции, участвующие в
процессе пиролиза моносилана.
4.2. Определение консганты первого порядка реакции гомогенного разложения моносилана
сравнение с литературными данными
4.2.1. Пиролиз моносилана при относительно
высоком давлении кПа
4.2.2. Влияние аксиальной диффузии реагента на процесс
пиролиза при низких давлениях 6.6 кПа
4.3. Образование твердого продукта
4.3.1. Оценка эффективностиосаждения аэрозольных частиц на стенки
4.3.2. Оценка скорости гетерогенного разложения
на поверхности осадка при давлении кПа.
4.3.3. Осаждение кремния настенки
при низких давлениях в реакторе
5. Заключение.
Глава III. Состав аэрозольных частиц
1. Введение
2. Исследование пленок i методами ИК спектроскопии,
эффузии водорода и ЯМР литературные данные
3. Методика эксперимента
4. Результаты и обсуждение
4.1 .Дифракция электронов.
4.2. Исследование аэрозольных частиц гидрогенизированного кремния методом ЯМР
4.3. ИКспектры
4.4. Спектры эффузии водорода
4.4.1. Пики эффузии водорода
4.4.2. Выделение моносилана, дисилана, трисилана в газовую
фазу в экспериментах по эффузии водорода
4.4.3. Изотермическая эффузия
4.5. Сопоставление пиков эффузии водорода
с данными ИКи ЯМР спектроскопии
4.6. Количественные соотношения между линиями ИКспектров и количеством водорода, содержащегося
в различных структурных группах.
4.7. Влияние атмосферного кислорода на ИКспектры
5. Заключение
Глава IV. Исследование аэрозольных частиц аморфного гидрогенизированного кремния методом ЭПР
1. Стационарный метод ЭПР
1.1. Введение
1.2. Метод ЭПР спектроскопии
1.3. Результаты.
1.3.1. Анализ фактора, ширины линий ЭПР
и концентрации парамагнитных центров.
1.3.2. Кинетика установления равновесной
концентрации оборванных связей.
1.3.3. Зависимость концентрации оборваннь связей и формы линии ЭПР от температуры образца во
время измерений в Хдиапазоне.
1.3.4. Эффузия водорода
1.4. Обсуждение
1.4.1. Влияние неконтролируемых загрязнений на сигнал ЭПР.
1.4.2. Влияние эффузии водорода на концентрацию
оборванных связей.
1.4.3.Эффективная энергия активации
образования оборванных связей.
1.4.4. Равновесная концентрация оборванных
связей в аэрозольных частицах на выходе
из горячей зоны реактора.
1.4.5. Зависимость концентрации оборванных
связей от температуры аэрозолеобразования Тя.
1.4.6. Зависимость формы линии ЭР от температуры образца
1.4.7. Уширение линии ЭПР за счет
дипольдипольных взаимодействий.
1.4.8. Расчеты спектра ЭПР.
1.5. Заключение
2. Метод импульсного ЭПР
2.1. Введение
2.2. Метод импульсного ЭПР
2.2.1. Мгновенная диффузия в электронном спиновом эхе
и локальная концентрация парамагнитных центров
2.2.2. Выжигание дырки и спектральная диффузия
2.2.3. Инверсиявосстановление и спинрешеточная релаксация
2.3. Методика эксперимента
2.3.1. Приготовление образцов
2.3.2. Измерения ЭПР
2.4. Результаты
2.4.1. Мгновенная диффузия
2.4.2. Выжигание дырки и инверсиявосстановление
2.5. Обсуждение
2.6. Заключение
Глава V. Моделирование процесса
термического разложения силанов
1. Кинетическая схема процесса
2. Матсметическая модель
3. Радиальная неоднородность концентраций
газообразных веществ
4. Результаты моделирования
4Д. Результаты расчетов для молекул газообразных веществ
4.2. Численное моделирование аэрозолеобразования
4.3. Образование моногидридных и полигидридных
групп в аэрозольных частицах
5. Заключение
Глава VI. Исследование механизма агломерации
аэрозольных частиц кремния
1. Введение
2. Методика эксперимента
3. Экспериментальные результаты
4. Фрактальная размерность агломератов кремния.
5. Исследование механизма агломерации частиц кремния
5.1. Визуализация актов коа1уляции агломератов кремния
с помощью видеосистемы
5.2. Движение агломератов кремния в однородном
электрическом поле
5.3. Поведение агломератов кремния в неоднородном
электрическом поле
5.4. Перевороты агломератов кремния при изменении
полярности электрического поля
5.5. Обсуждение дипольных свойств агломератов кремния
5.5.1. Механизм аэрозолеобразования.
5.5.2. Оценка дипольного момента первичных частиц
6. Заключение
Глава VII. Роль электростатических взаимодействий
при агломерации частиц сажи, i и .
1. Образование агломератов сажи
1.1. Введение
1.2. Механизм образования сажи при горении
пропана литературные данные
1.3. Методика эксперимента
1.4. Экспериментальные результаты
1.5. Обсуждение
1.6. Заключение
2. Агломерация термоконденсационного аэрозоля i и
Основные выводы
Литература


Размер частиц и кристаллитов определялся с помощью просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии. Кроме того, кристаллическая структура и размер кристаллитов определялись по ширине рентгеновских дифракционных линий по формуле ДебаяШеррера, из данных электронной дифракции и темнопольной электронной микроскопии. Установлено, что в ходе лазерного пиролиза образуются как отдельные сферические частицы кремния, так и цепочечные агломераты частиц. Размер первичных частиц, составляющих агломераты, был в диапазоне 0 нм. Особый интерес представляет морфология аэрозольных частиц кремния, образованных при разложении силанов. В результате коагуляции этих частиц
образуются агломераты неправильной формы 4,. Такие агломераты образуются в самых различных природных и промышленных процессах, включая агломераты Л 2, 3, ТЮг 4, 5, , БЮг , , сажи 2, 6, 7, кремния 4, 1. М с его радиусом Я, а средний радиус первичных частиц. Достаточно большое внимание в литературе уделяется механизму аэрозолеобразования при термическом разложении силанов. Так, авторы изучали аэрозолеобразоваиие при термическом разложении силана в статических условиях в области температур 3 3 К и давлений кПа. Был предложен механизм образования частиц из атомов Бь Авторы работы , изучали термическое разложение силана при температурах 0 К. Было высказано предположение, что частицы образуются из Б1 и В работе предложена модель гомогенной полимеризации в газовой фазе для условий реакторов пониженного давления. В этой модели предполаг ается, что частицы образуются из БШг. В работах , была предложена модель образования частиц из дисилена. В работе высказано предположение, что предшественником твердого продукта в процессах осаждения на стенки и гомогенной полимеризации может быть трисилан. В численном моделировании, проведенном в исследовании 2 была предложена реакция распада пентасилана в качестве начального шага аэрозолеобразования. Автор 3 предложил модель аэрозолеобразования в процессе химического осаждения из газовой фазы, которая позволяет выделить условия гомогенной нуклеации и условия в которых преобладает гетерогенное протекание реакции. В основе
1. В работе 4 предложена модель аэрозолеобразования при пиролизе силана. Расчеты для температур 0 К проводились в рамках классической теории нуклеации в предположении, что аэрозолеобразование происходит из атомов кремния. При температурах 0 К критический зародыш содержал несколько атомов кремния. Результаты расчетов сравнивались, в частности, с данными . Наблюдалось хорошее соответствие результатов расчетов с экспериментом. В работе 5 также проведено теоретическое изучение гомогенной нуклеации кремния при разложении силана на основе классической модели нуклеации. В публикации проведено моделирование процесса аэрозолеобразования при осаждения слоев кремния из силана и дисилана при атмосферном давлении. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными. При моделировании предполагалось, что аэрозольные частицы растут в результате последовательного присоединении силиленов. В исследовании 6 предложена кинетическая модель аэрозолеобразования при термическом разложении силана. Суть модели сводится к тому, что на начальном этапе в результате гомогенных реакций образуется зародыш частицы БШтп дальнейший рост которого осуществляется за счет его реакции с силаном. В работе 7 рассмотрен механизм образования кластеров гидридов кремния при пиролизе силана. Этот механизм включает детальную химическую информацию об относительной стабильности и реакционной способности различных возможных кластеров гидридов кремния. Данная модель позволяет расчитать скорость нуклеации частиц. Были оценены термохимические свойства кластеров гидридов кремния. Механизм включает обратимые реакции между гидридами кремния, содержащими до атомов кремния и необратимые реакции образования гидридов кремния, содержащих атомов кремния. Были выделены ключевые интермедиаты и пути реакции, ведущие к образованию частиц и исследована зависимость этих путей от условий реакции.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.206, запросов: 121