Исследование процессов получения наночастиц при помощи излучения импульсно-периодического CO2 лазера

• Автор: Платонов, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Исследование процессов синтеза наночастиц при абляции мишени излучением импульсно-периодического С02 лазера.
Содержание.
Введение
Глава 1. Перспективы использования лазерного испарения для получения нанопорошков (Обзор литературы)
1.1 Введение
1.2 Методы синтеза нанопорошков
1.2.1. Осаждение из коллоидных растворов
1.2.2. Газофазный синтез
1.2.2.1. Электрический взрыв проводников
1.2.2.2. Испарение с помощью электронного пучка
1.3. Лазерный способ получения наночастиц
1.4. Выводы к главе
Глава 2. Экспериментальные установки и методики измерений
2.1. Введение
2.2. Накачиваемый комбинированным разрядом импульсно-периодический
СОг-лазер
2.2.1. Схема накачки импульсно-периодического ССЬ-лазера «ЛАЭРТ»
2.2.2. Оптимизация режима накачки СОг-лазера «ЛАЭРТ»
2.3. Экспериментальный комплекс для получения нанопорошка
2.4. Методы и средства исследования нанопорошков
2.5. Методики исследования лазерного факела
2.5.1. Экспериментальная установка для исследования собственного свечения лазерного факела
2.5.2. Установка для исследования динамики лазерного факела теневым методом
2.5.3. Стенд для измерения спектральных характеристик лазерного факела
2.6. Выводы к Главе
Глава 3. Особенности лазерного синтеза нанопорошков
3.1. Введение
3.2. Форма и размеры частиц в нанопорошках
3 3.3. Производительность получения нанопорошков
3.4. Влияние условий синтеза на размеры наночастиц. 3.5 Изменение химического состава нанопорошков сложных смесевых составов 3.6 Выводы к главе
Глава 4. Исследование динамики лазерного факела
4.1. Введение
4.2. Исследование разлета лазерного факела при испарении оксидных мишеней из YSZ и шихты Ш:УАО
4.3. Исследование разлета лазерного факела при испарении графитовой мишени
4.4. Численное моделирование динамики плавления и кристаллизации при испарении мишени
4.5. Выводы к Главе
Заключение
Литература

Введение.
В последнее время резко вырос интерес к использованию наноструктурированных материалов или устройств в научных разработках и в технологии, т.к. при размерах хотя бы в одном направлении менее ЮОнм нанообъекты начинают проявлять уникальные свойства, отличные от свойств макрообъектов [1, 2].
Одним из самых распространенных направлений в нанотехнологии являются нанопорошковые технологии, т.к. наиопорошки находят как самостоятельное применение (биология, медицина, химический катализ) [3], так и используются для компактирования объемных изделий [1, 4, 5]. Размеры и форма наночастиц, их агломерация, химический состав и кристаллическое строение задаются, главным образом, на стадии приготовления наночастиц. Поэтому развитие методов синтеза наночастиц с требуемыми свойствами является важной практической задачей.
В настоящее время очень активно развивается метод экологически чистого получения электрической энергии с помощью электрохимических водородных генераторов, топливные элементы которых используют для разделения зарядов твердые электролиты на основе гю2 - У20з (УЙК), Уг02 - 8с203, Се02 - Ос1203 (Се].хОс1х 02.о) [6]. Процесс синтеза твердых керамических электролитов основан на прессовании исходных порошков и последующем спекании полученных заготовок. Применение в качестве сырья порошков с размерами частиц менее 40нм [7, 8] позволяет снизить температуру спекания керамик на 300-г500°С по сравнению с режимом спекания керамик из микропорошка [6, 9]. Кроме того, применение нанопорошков позволяет уменьшить размер кристаллитов в керамике до величины ~100нм и за счет этого резко повысить механическую прочность керамик и эффективность их работы. Нанопорошки YSZ нашли свое применение и для получения методом электрофореза газоплотных покрытий Г101.
Интенсивно развиваются методы создания оптической керамики из Кб3+:У20з и иттрий-алюминиевого граната КсГУУзАЬОп для активных сред твердотельных лазеров. Лазерные керамики имеют перед монокристаллами следующие преимущества: возможность создания многослойных элементов с размерами, превышающими размеры монокристаллов, введение большей концентрации активных центров, меньшее время и стоимость изготовления [Ц, 121. На основе керамического активного элемента недавно был создан Ш3+:УзА15012 лазер, генерирующий излучение л=1064нм в непрерывном режиме мощностью 110Вт [13], который почти не уступал по КПД лазеру с монокристаллическим активным элементом, а при мощности излучения 150Вт даже
Исследовать разлет образующегося при испарении мишени импульсным излучением лазерного факела в буферный газ, а также исследовать спектральные характеристики лазерной плазмы, ее температуру.