Свойства нанодисперсного порошка триоксида вольфрама и его плазмохимический синтез при атмосферном давлении

• Автор: Мартинес, Самагуэй Юрий
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ГЛАВА 1. Обзор наноструктурных материалов и их свойств

1.1 Электронная структура металлических нанокластеров

1.2 Стабильность и реакционная способность

1.3 Изменение магнитного момента

1.4 Применение нанокластеров

1.5 Методы получения нанокластеров

1.6 Приминение вольфрама в технике. Оксид вольфрама

1.7 Перспективные приложений триоксида вольфрама

1.8 Выводы к первой главе

ГЛАВА 2. Способ получения порошков тугопловких металлов и комплекса металл-полимер. Экспериментальные исследования сорбционных способностей триоксида вольфрама и взаимодействие наночастиц металла с макромолекулами термопластичных полимеров.

2.1 Конструкция реактора для синтеза порошковых материалов

2.2 Оценка размера частиц и гранулометрического состава порошков
2.3 Экспериментальные исследования сорбционных способностей триоксида вольфрама и взаимодействие наночастиц металла с макромолекулами термопластичных полимеров
2.4 Применение порошка WOз для модификации полиэтилена
2.5 Выводы к второй главе
ГЛАВА 3. Квантово-Химические расчеты электронной структуры, энергий связи, потенциалов ионизации и сродство к электрону металлических нанокластеров WOз.
3.1 Квантово-химические методы моделирования наноразмерных систем
3.2 Расчеты энергии связи кластеров
3.3 Потенциал ионизации и сродство к электрону кластеров
3.4 Электронная структура кластеров

3.5 Электронная и геометрическая структуры кристалла Ц?03. Кристалл с элементарной ячейкой. Кристалл с супер ячейкой. Ширина щели запрещенной зоны. Энергия связи
3.6 Выводы
ГЛАВА 4. Теоретические исследования сорбции водорода и диоксида азота наноразмерными структурами, элементарной и супер ячейкой на основе WOз.
4.1 Результаты квантово-химических расчетов сорбции водорода
4.2 Плотности состоянии электронов у кластеров триоксида вольфрама с примесью водорода
4.3 Результаты квантово-химических расчетов сорбции N02
4.4 Анализ влияния газов на электронную структуру нанокластера
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА

Объект исследования и актуальность темы
Среди микроскопических объектов большой интерес вызывают кластеры-образования, состоящие из различного числа атомов - от единиц до десятков и сотен тысяч. Кластеры занимают промежуточную область между отдельными атомами и твердыми телами, и соответственно проявляют свойства, отличные от тех и других.
При получении дисперсионных материалов наиболее важными параметрами материала являются размер частиц и расстояние между ними.
Широкие возможности открываются при использовании металлических порошков с наноразмерными частицами[1].
Одним из важных преимуществ таких порошков является возможность их чрезвычайно однородного тонкого смешивания для получения композиций заданного состава.
Проблема получения тонкодисперсных порошков металлов, сплавов, соединений и сверхмелкозернистых материалов из них, предназначенных для различных областей техники, давно обсуждается в литературе.
В последнее десятилетие интерес к этой теме существенно возрос, так как обнаружилось (в первую очередь, на металлах), что уменьшение размера кристаллитов ниже некоторой пороговой величины может приводить к значительному изменению свойств. Такие эффекты появляются, когда средний размер кристаллических зерен не превышает 100 нм, и наиболее отчетливо наблюдаются, когда размер зерен менее 10 нм.
Изучение свойств сверхмелкозернистых материалов требует учета не только их состава и структуры, но и дисперсности. Поликристаллические сверхмелкозернистые материалы со средним размером зерен от 100-150 до 40 нм называют обычно субмикрокристаллическими, а со средним размером зерен менее 40 нм — нанокристаллическими.
Малые частицы и наноразмерные элементы используются для

контур, собственная частота которого совпадает с частотой генератора. Трансформатор 5 обеспечивает согласование сопротивления индуктора с внутренним сопротивлением генератора. Резистор 6 служит для ограничения тока разряда. Между электродами 7 и 8 осуществляется разряд дугового типа. Через дроссели 9 и 10 подается НЧ компонента тока от трансформатора 11. Амперметр 12 измеряет величину НЧ тока разряда.

Рис. 2.1 Принципиальная схема питания установки для плазмохимического синтеза порошков: 1 - генератор; 2 - усилитель; 3 - амперметр; 4 - конденсатор; 5 - трансформатор; 6 - резистор; 7,8 - электроды.
Конструкция плазмохимического реактора представлена на рис.4.2 Водоохлаждаемая камера с понижающим трансформатором 1 жестко закреплена на поворотном столике 6. Разряд зажигается между электродом индуктора 2 и медным водоохлаждаемым электродом 3. Через водоохлаждаемую камеру 4 осуществлялся вывод отработанного плазмообразующего газа (в нашем случае аргона). Ввод пробы осуществлялся через осевое отверстие центрального водоохлаждаемого электрода 3 вместе с плазмообразующим газом, что давало возможность вводить анализируемое вещество непосредственно в самую горячую часть плазменной дуги и получать высокий процент сфероидальных частиц. Проба подается в разрядный