Математическое моделирование процессов формирования композиционных наночастиц в газовой среде

Математическое моделирование процессов формирования композиционных наночастиц в газовой среде

Автор: Федотов, Алексей Юрьевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2008

Место защиты: Ижевск

Количество страниц: 153 с. ил.

Артикул: 4081386

Автор: Федотов, Алексей Юрьевич

Стоимость: 250 руб.

Математическое моделирование процессов формирования композиционных наночастиц в газовой среде  Математическое моделирование процессов формирования композиционных наночастиц в газовой среде 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ НАНОЧАСТИЦ.
1.1. Методы моделирования формирования композиционных наночастиц
1.1.1. Метод первых принципов и полуэмпирические методы
1.1.2. Метод молекулярной динамики.
1.1.3. Уравнения движения наночастиц в мезосредах
1.2. Периодические граничные условия.
1.3. Алгоритмы численного расчета задач молекулярной динамики
1.3.1. Методы Эйлера.
1.3.2. Методы РунгеКутты
1.3.3. Методы Адамса.
1.3.4. Методы прогноза и коррекции.
1.3.5. Алгоритм Верле
1.4. Вычисление термодинамических параметров моделируемой системы . Выводы по главе 1
ГЛАВА 2. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕСОВ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ НАНОЧАСТИЦ
2.1. Структура программного комплекса
2.2. Блок подготовки начальных данных
2.3. Вычислительный модуль.
2.4. Модуль анализа и визуализации результатов.
2.5. Анализ точности, устойчивости и сходимости расчетов.
2.6. Проведение тестовых расчетов
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ НАНОЧАСТИЦ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ
3.1. Постановка задачи.
3.2. Результаты моделирования формирования композиционных наночастиц, состоящих из атомов серебра и меди.
3.2. Результаты моделирования формирования композиционных
наночастиц, состоящих из атомов серебра и цинка
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ КАЛИЯ, АЗОТА И МАГНИЯ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ.
4.1. Постановка задачи моделирования формирования наночастиц
калия, азота и магния.
4.2. Подготовка начальных данных, определение параметров взаимодействия и равновесных конфигураций молекул.
4.3. Результаты моделирования формирования наночастиц калия,
азота и магния из газовой фазы
4.4. Результаты моделирования влияния атомов серебра на формирование наночастиц калия, азота и магния из газовой фазы.
4.5. Экспериментальные исследования наночастиц, осажденных из
газовой фазы
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Способ получения нанодисперсных порошков в плазме СВЧ разряда [] основывается на введении исходные материалов в поток плазмообразующего газа, где осуществляется плазмохимический синтез наночастиц. После синтеза нанокомпозит охлаждается и выводится из реакционной зоны. Преимущество получения нанодисперсных порошков в плазме СВ1! Недостатком способа являются высокие энергетические затраты. Преимущество способа заключается в простоте реализации и относительно малой себестоимости процесса производства. Нанопорошки, полученные электролизом водных растворов, хорошо прессуются и обладают определенной чистотой. Однако данные технологии рассчитаны на получение нанокомпозитов узкого ряда материалов и ориентированы на определенные химические элементы. К способу перемешивания наночастиц посредством электрических взаимодействий относится устройство, описанное в []. За основу принципа действия устройства использовано притяжение электрических зарядов противоположной полярности: наночастицы одного материала наделяются положительными зарядами, другого материала - отрицательными. В газовом потоке происходит притяжение наночастиц, обладающих противоположными зарядами, и перемешивание. Дополнительно в способе предлагается создавать различные вихревые зоны, способствующие перемешиванию наночастиц. Недостатком данного метода является необходимость предварительного дробления и измельчения исходных материалов до размеров наночастиц для последующего наделения противоположными зарядами, что существенно усложняет данную технологию. Диссоциация карбонилов широко используется при нанесении наноразмерных пленок и получении нанопорошковых смесей металлов [4]. Сущность метода заключается в том, что металлы под высоким давлением вступают во взаимодействие с двухвалентным оксидом углерода. Результатом данного взаимодействия является образование летучих соединений металлов с угарным газом, называемых карбонилы. При понижении давления карбонилы легко распадаются на наночастицы металла и угарный газ. Недостатком метода является необходимость использования высоких давлений на начальном этапе синтеза наночастиц. Метод выращивания наночастиц в обратных мицеллах получил распространение благодаря своей относительной простоте [, ]. Метод основывается на движении микрокапель в растворе среды. Для стабилизации микрокапель дополнительно используются поверхностно активные вещества, образующие оболочку микрокапель. Из-за малого размера микрокапель с поверхностно активным веществом или, так называемых мицелл, микрокапли находятся в постоянном броуновском движении, в результате которого сталкиваются, объединяются; распадаются. Вследствие столкновений и последующего распада мицелл происходит обмен, перемешивание и химические реакции веществ, находящихся внутри них. Схема обмена внутренним содержимым мицелл, согласно [], представлена на рис. Известны способы получения1 металлических наночастиц с участием микроорганизмов []. Данные способы основываются- на способности некоторых структурных частях микроорганизмов; адсорбировать атомы металла. Технологии формирования наночастиц при помощи микроорганизмов используются для получения металлов из промышленных растворов []. Рис. В основе золь-гель технологии лежит получение двухфазного раствора, первой фазой которого является жидкость, а второй малые частицы исходных материалов размером 1- нм. Применением дополнительных механических методов добиваются однородности и равномерности смеси, а последующим высокотемпературным отжигом формируют искомый нанокомпозиционный материал [1]. Преимущество технологии заключается в дешевой себестоимости и возможности контролировать структуру материала в ходе процесса получения. Золь-гель методом, в основном, формируют пористые нанокомпозиты [1]. Особо следует уделить внимание влиянию процессов самоорганизации и самосборки наночастиц на их перемешивание и формирование нанокомпозитов [, 2, 4]. Например, самоорганизация наночастиц применялась при получении нанокомпозиционных магнитов [ПО]. Магнитотвердые и магнитомягкие составляющие самоорганизовывались в растворе посредством ультразвукового воздействия. Далее раствор выпаривался, а материал подвергался высокотемпературному отжигу.

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: 0.259, запросов: 244